FR2490766A1 - Variable inertial flywheel with centrifugal clutches - having masses mounted on torsion bars of different rigidity to engage successive units to increase inertia as speed increases - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les dispositifs rotatifs à inertie, du type récupérateur d'énergie, destinés à être couplés à volonté à un arbre moteur de manière à emmagasiner de l'énergie lors des accélérations et à la restituer lors des décélérations en vue de réguler la vitesse de 11 arbre. The present invention relates to inertial rotary devices, of the energy recovery type, intended to be coupled at will to a motor shaft so as to store energy during accelerations and to restore it during decelerations in order to regulate the speed of 11 shaft.
Dans ce domaine, on connalt à l'heure actuelle de nombreux dispositifs comportant au moins un volant d'inertie qui est associé à un arbre moteur, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un dispositif d'embrayage centrifuge fonctionnant pour une vitesse prédéterminée de l'arbre. On connait également des dispositifs comportant plusieurs volants d'inertie différents qui sont couplés successivement, par voie électromécanique ou électromagnétique, en fonction de la vitesse détectée sur l'arbre. Mais ces dispositifs sont généralement fragiles et compliqués et nécessitent un entretien constant et délicat. In this field, there are currently known numerous devices comprising at least one flywheel which is associated with a drive shaft, either directly or via a centrifugal clutch device operating for a speed predetermined tree. There are also known devices comprising several different flywheels which are successively coupled, electromechanically or electromagnetically, depending on the speed detected on the shaft. However, these devices are generally fragile and complicated and require constant and delicate maintenance.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif rotatif à inertie qui est simple, fiable et facile à entretenir. The invention aims to remedy these drawbacks by providing a rotary inertia device which is simple, reliable and easy to maintain.
Belon l'invention, un dispositif rotatif à inertie, du type récupérateur d'énergie, comprenant un premier arbre reliant un moteur et un dispositif d'utilisation, comprend en outre un second arbre couplé au premier par l'intermédiaire d'un embrayage et une série de volants d'inertie disposés coaxialement et c8te à côte sur le second arbre et comprenant un premier volant solidaire dudit second arbre et comportant un premier dispositif d'embrayage centrifuge destiné à coopérer, pour une première vitesse critique, avec au moins un volant intermédiaire du type à cloche entourant le premier volant, ce volant intermédiaire étant monté sur ledit second arbre par l'intermédiaire d'un dispositif de roue libre et comportant un second dispositif d'embrayage centrifuge destiné à coopérer, pour une seconde vitesse critique, avec un dernier volant du type à cloche entourant le volant intermédiaire, ce dernier volant étant monté sur ledit second arbre par l'intermédiaire d'un dispositif de roue libre. According to the invention, a rotary inertia device, of the energy recovery type, comprising a first shaft connecting a motor and a user device, further comprises a second shaft coupled to the first via a clutch and a series of flywheels arranged coaxially and side by side on the second shaft and comprising a first flywheel integral with said second shaft and comprising a first centrifugal clutch device intended to cooperate, for a first critical speed, with at least one flywheel bell-type intermediate wheel surrounding the first flywheel, this intermediate flywheel being mounted on said second shaft by means of a freewheel device and comprising a second centrifugal clutch device intended to cooperate, for a second critical speed, with a last flywheel of the bell type surrounding the intermediate flywheel, the latter flywheel being mounted on said second shaft by means of a freewheel device .
En d'autres termes, le dispositif rotatif selon l'invention comprend une série de volants intermédiaires associésauxpremier et dernier volants, tous ces volants comportant chacun un dispositif d'embrayage centrifuge sauf le dernier volant, étant chacun du type à cloche et à dispositif de roue libre sauf le premier volant, et coopérant deux par deux pour des vitesses critiques allant croissant du premier au dernier volant. In other words, the rotary device according to the invention comprises a series of intermediate flywheels associated with the first and last flywheels, all these flywheels each comprising a centrifugal clutch device except the last flywheel, each being of the bell and device type. freewheel except the first steering wheel, and cooperating two by two for critical speeds going from the first to the last steering wheel.
Selon d'autres particularités
- chaque dispositif d'embrayage centrifuge comprend des masselottes périphériques identiques dont chacune est montée à pivotement sur une joue du volant considéré, est munie d'un organe de rappel élastique, pouvant être une barre de torsion, et comporte une surface cylindrique de forme complémentaire de celle d'une paroi interne de la cloche du volant suivant de la série
- pour chaque volant, ou bien les masselottes présentent une masse allant croissant, ou bien les organes de rappel des masselottes présentent une puissance élastique allant croissant, ou encore les axes de pivotement des masselottes sont disposés selon une circonférence dont le rayon va décroissant, suivant le rang du volant considéré, du premier à l'avant-dernier volant de la série
- les premier et second arbres sont coaxiaux, le second arbre étant tubulaire et monté à rotation libre autour du premier.According to other peculiarities
each centrifugal clutch device comprises identical peripheral weights, each of which is pivotally mounted on a cheek of the flywheel considered, is provided with an elastic return member, which may be a torsion bar, and has a cylindrical surface of complementary shape that of an internal wall of the bell of the next steering wheel of the series
- For each steering wheel, either the weights have an increasing mass, or the return members of the weights have an increasing elastic power, or the pivot axes of the weights are arranged according to a circumference whose radius decreases, depending the row of the steering wheel considered, from the first to the penultimate steering wheel in the series
- The first and second shafts are coaxial, the second shaft being tubular and mounted for free rotation around the first.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels
la figure 1 représente une vue longitudinale schématique d'une forme de réalisation du dispositif rotatif à inertie selon l'invention, avec coupes et arrachements partiels montrant certains éléments des dispositifs d'embrayage centrifuge et des dispositifs de roue libre, et
la figure 2 représente une vue en coupe transversale schématique suivant la ligne brisée II-II de la figure 1, avec coupes et arrachements partiels de certains dispositifs d'embrayage suivant différents plans.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawings in which
FIG. 1 represents a schematic longitudinal view of an embodiment of the inertial rotary device according to the invention, with partial sections and cutaway showing certain elements of the centrifugal clutch devices and of the freewheel devices, and
2 shows a schematic cross-sectional view along the broken line II-II of Figure 1, with sections and partial cutaway of certain clutch devices according to different planes.
Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. In these drawings, the same references designate the same elements.
En se référant aux figures 1 et 2, un dispositif rotatif àinertie, du type récupérateur d'énergie, comprend essentiellement un premier arbre 1, un second arbre 2 couplé à volonté au premier arbre par l'intermédiaire d'un embrayage classique 3, et une série de volants d'inertie montés sur le second arbre 2. le premier arbre 1 est généralement un-arbre moteur reliant un moteur et un dispositif d'utilisation, par exemple l'arbre de transmission d'un véhicule routier ou l'arbre d'une éolienne. le second arbre 2 peut être disposé d'une façon quelconque par rapport au premier arbre 1 mais, selon une forme de réalisation possible de l'invention, les deux arbres sont coaxiaux, le second arbre 2 étant tubulaire et monté à rotation libre autour du premier, par exemple sur des roulements à billes ou à aiguilles. Referring to FIGS. 1 and 2, an inertial rotary device, of the energy recovery type, essentially comprises a first shaft 1, a second shaft 2 coupled at will to the first shaft by means of a conventional clutch 3, and a series of flywheels mounted on the second shaft 2. the first shaft 1 is generally a motor shaft connecting a motor and a device for use, for example the transmission shaft of a road vehicle or the shaft of a wind turbine. the second shaft 2 can be arranged in any way with respect to the first shaft 1 but, according to a possible embodiment of the invention, the two shafts are coaxial, the second shaft 2 being tubular and mounted for free rotation around the first, for example on ball or needle bearings.
Selon l'invention, les volants d'inertie sont disposés coaxialement et cote à cote sur le second arbre 2, de manière à pouvoir tourner les uns par rapport aux autres sur ce dernier. According to the invention, the flywheels are arranged coaxially and side by side on the second shaft 2, so as to be able to rotate with respect to each other on the latter.
Ils comprennent un premier volant 4, au moins un volant intermédiaire ou une série de volants intermédiaires dont quatre seulement sont représentés et désignés par 5, 6, 7 et 8, et un dernier volant 9. Tous ces volants, sauf le dernier volant 9, comportent chacun un dispositif d'embrayage centrifuge qui est désigné dans son ensemble par 10 et tous ces volants, sauf le premier volant 4, sont chacun du type à cloche il entourant le volant précédent ou, plus précisément, les parties mobiles du dispositif d'embrayage centrifuge 10 qui est associé au volant précédent de la série. Par conséquent, tous les volants d'inertie peuvent coopérer deux par deux par l'intermédiaire du dispositif d'embrayage centrifuge 10 et de la cloche 11 qui leur sont respectivement associés.They comprise a first flywheel 4, at least one intermediate flywheel or a series of intermediate flywheels of which only four are represented and designated by 5, 6, 7 and 8, and a last flywheel 9. All these flywheels, except the last flywheel 9, each comprise a centrifugal clutch device which is designated as a whole by 10 and all these flywheels, except the first flywheel 4, are each of the bell type surrounding the previous flywheel or, more precisely, the mobile parts of the centrifugal clutch 10 which is associated with the previous flywheel in the series. Consequently, all the flywheels can cooperate two by two via the centrifugal clutch device 10 and the bell 11 which are respectively associated with them.
Selon une forme de réalisation préférée, chaque dispo sitif d'embrayage centrifuge 10 comprend des masselottes périphériques identiques 12 dont chacune est montée à pivotement sur une joue 13 du volant considéré et est munie d'un organe de rappel élastique. De préférence, chaque masselotte 12 comporte une surface cylindrique 14 présentant une forme complémentaire de celle d'une paroi interne 15 de la cloche 11 du volant suivant de la série. Dans le cas le plus simple, la cloche Il est réalisée sans solution de continuité avec la joue 13 et se présente sous la forme d'une couronne cylindrique dont la paroi interne 15 est parallèle au second arbre 2 et à l'axe de pivotement 16 de chacune des masselottes 12. According to a preferred embodiment, each centrifugal clutch device 10 comprises identical peripheral weights 12 each of which is pivotally mounted on a cheek 13 of the flywheel considered and is provided with an elastic return member. Preferably, each counterweight 12 has a cylindrical surface 14 having a shape complementary to that of an internal wall 15 of the bell 11 of the steering wheel according to the series. In the simplest case, the bell II is produced without a solution of continuity with the cheek 13 and is in the form of a cylindrical crown whose internal wall 15 is parallel to the second shaft 2 and to the pivot axis 16 of each of the weights 12.
L'organe de rappel élastique qui est associé à chaque masselotte 12 peut être un simple ressort, spiral ou non, ou encore une barre de torsion 17 dont une extrémité 18 est solidaire de la masselotte 12 et dont l'autre extrémité 19 est solidaire de la joue du volant considéré. Selon une variante limitant les efforts de flexion de la barre de torsion 17, son extrémité 18 solidaire de la masselotte 12 est prolongée par un bout d'arbre 20 tournant librement dans un logement ménagé dans la joue 13, tandis que son autre extrémité 19 est solidaire d'une contre-joue 21 faisant partie du volant et permettant d'obtenir un meilleur équilibrage de chaque volant lors de sa rotation. The elastic return member which is associated with each counterweight 12 may be a simple spring, spiral or not, or else a torsion bar 17, one end 18 of which is secured to the counterweight 12 and the other end of which is secured to the cheek of the steering wheel considered. According to a variant limiting the bending forces of the torsion bar 17, its end 18 secured to the counterweight 12 is extended by a shaft end 20 freely rotating in a housing formed in the cheek 13, while its other end 19 is secured to a cheek piece 21 forming part of the steering wheel and making it possible to obtain better balancing of each steering wheel during its rotation.
D'après ce qui précède, lorsque le premier volant 4 ou l'un des volants intermédiaires 5 à 8, c'est-à-dire chacun des volants munis d'un dispositif d'embrayage centrifuge 10, est entraSné en rotation jusqu a ce que sa vitesse atteigne puis dépasse une vitesse critique d'embrayage pour laquelle la force centrifuge agissant sur chaque masselotte 12 l'emporte sur la force de rappel exercée par la barre de torsion associée 17, il en résulte que ladite masselotte pivote autour de son axe 16 jusqu'à ce que sa surface cylindrique 14 vienne porter contre la paroi interne 15 de la cloche il associée au volant suivant de la série, la masselotte ainsi embrayée occupant la position qui est représentée en traits mixtes pour deux masselottes opposées sur les figures 1 et 2. According to the above, when the first flywheel 4 or one of the intermediate flywheels 5 to 8, that is to say each of the flywheels provided with a centrifugal clutch device 10, is rotated until that its speed reaches and then exceeds a critical clutch speed for which the centrifugal force acting on each counterweight 12 outweighs the restoring force exerted by the associated torsion bar 17, it follows that said counterweight pivots around its axis 16 until its cylindrical surface 14 comes to bear against the internal wall 15 of the bell it associated with the following flywheel of the series, the counterweight thus engaged occupying the position which is shown in phantom for two opposite counterweights in the figures 1 and 2.
il est évident que lorsque la vitesse du volant considéré diminue jusqu'à être inférieure à la vitesse critique précitée, la force de rappel exercée par chaque barre de torsion 17 l'emporte sur la force centrifuge agissant sur la masselotte associée 12 et cette dernière reprend sa position débrayée, qui est-représentée en traits pleins sur les figures 1 et 2, en libérant la cloche 11 du volant suivant de la série.it is obvious that when the speed of the flywheel considered decreases to be less than the aforementioned critical speed, the restoring force exerted by each torsion bar 17 outweighs the centrifugal force acting on the associated counterweight 12 and the latter resumes its disengaged position, which is shown in solid lines in FIGS. 1 and 2, by releasing the bell 11 from the following steering wheel in the series.
il faut noter que le fonctionnement d'embrayage et de débrayage tel que décrit jusqu'ici peut s'effectuer pour l'un ou l'autre sens de rotation de chacun des volants munis d'un dispositif d'embrayage centrifuge. Cependant, compte tenu de ce que le centre de gravité de chaque masselotte 12 est nécessairement décalé par rapport à son axe de pi pivotement 16, on préfère généralement utiliser un tel décalage vers l'avant plutôt que vers l'arrière afin d'obtenir un embrayage et un débrayage en principe plus secs et plus précis. it should be noted that the clutch and declutching operation as described so far can be carried out for one or the other direction of rotation of each of the flywheels provided with a centrifugal clutch device. However, given that the center of gravity of each counterweight 12 is necessarily offset relative to its pivot axis of pi 16, it is generally preferable to use such an offset forward rather than rearward in order to obtain a clutch and disengagement in principle drier and more precise.
Par exemple, dans le cas représenté sur la figure 2, on préfère que les volants soient entrarnés dans le sens antihoraire plutôt que dans le sens horaire,de telle sorte que la majeure partie du corps et le centre de gravité de chaque masselotte 12 sont décalés vers l'avant par rapport à l'axe de pivotement 16 de ladite masselotte.For example, in the case shown in FIG. 2, it is preferable for the flywheels to be flown counterclockwise rather than clockwise, so that most of the body and the center of gravity of each counterweight 12 are offset forwardly relative to the pivot axis 16 of said counterweight.
Par ailleurs, selon une autre particularité de l'invention, tous les volants sont montés sur le second arbre 2 par l'intermédiaire d'un dispositif de roue libre 22, à l'exception du premier volant 4, qui est rendu solidaire dudit second arbre 2, par exemple au moyen d'une clavette 23. En principe, les dispositifs de roue libre 22 sont tous identiques et sont montés de manière à fonctionner identiquement pour un même sens de rotation relative par rapport au second arbre 2. Furthermore, according to another feature of the invention, all the flywheels are mounted on the second shaft 2 by means of a freewheel device 22, with the exception of the first flywheel 4, which is made integral with said second shaft 2, for example by means of a key 23. In principle, the freewheel devices 22 are all identical and are mounted so as to operate identically for the same direction of relative rotation relative to the second shaft 2.
Ces dispositifs de roue libre peuvent être des dispositifs d'encliquetage à coincement d'un type connu et comprendre chacun, par exemple, un ou plusieurs jeux de cales dissymétriques identiques 24 uniformément réparties selon une inclinaison déterminée dans une cavité concentrique au second arbre 2 et reliées entre elles par un ressort (non représenté) tendant à les redresser. Dans le cas le plus simple, la cavité est ménagée dans un moyeu 25 reliant la joue 23 et la contre-joue 21 de chaque volant et elle se présente sous la forme d'une gorge annulaire dont la paroi de fond 26 est concentrique à la surface extérieure du second arbre 2. These freewheeling devices can be locking devices with wedging of a known type and each comprise, for example, one or more sets of identical asymmetrical shims 24 uniformly distributed at a determined inclination in a cavity concentric with the second shaft 2 and connected together by a spring (not shown) tending to straighten them. In the simplest case, the cavity is formed in a hub 25 connecting the cheek 23 and the counter cheek 21 of each flywheel and it is in the form of an annular groove whose bottom wall 26 is concentric with the outer surface of the second shaft 2.
il est évident que dans tous les dispositifs de roue libre 22 respectivement associés à chacun des volants intermédiaires 5 à 8 et au dernier volant 9, les cales 24 sont toutes inclinées d'un même côté, c'est-à-dire que chaque cale présente sensiblement la même inclinaison par rapport à un plan diamétral respectif de référence. il en résulte que tous les volants 5 à 9 présentent un même sens de rotation bloqué et un même sens de rotation opposé non bloqué ou libre par rapport au second arbre 2.Compte tenu de l'inclinaison qui est représentée à titre d'exemple pour les cales 24 visibles sur la figure 2, un mouvement rotatif du second arbre 2 s'effectuant dans le sens horaire relativement aux volants 5 à 9 détermine un blocage des dispositifs de roue libre afférents 22 et un entranement desdits volants, tandis qu'un mouvement rotatif relatif du second arbre 2 s'effectuant dans le sens antihoraire ne détermine aucun entratiement des volants.Réciproquement, un mouvement rotatif relatif de l'un des volants 5 à 9 s'effectuant dans le sens antihoraire détermine un blocage du dispositif de roue libre associé et un entralanement du second arbre 2, tandis qu'un mouvement rotatif relatif dudit volant s'effectuant dans le sens horaire n'entraîne pas le second arbre 2. it is obvious that in all the freewheel devices 22 respectively associated with each of the intermediate flywheels 5 to 8 and the last flywheel 9, the shims 24 are all inclined on the same side, that is to say that each shim has substantially the same inclination relative to a respective reference diametral plane. it follows that all of the flywheels 5 to 9 have the same blocked direction of rotation and the same opposite direction of rotation which is not locked or free relative to the second shaft 2. Taking into account the inclination which is shown by way of example for the wedges 24 visible in FIG. 2, a rotary movement of the second shaft 2 taking place clockwise relative to the flywheels 5 to 9 determines a blocking of the related freewheel devices 22 and a drive of said flywheels, while a movement the relative rotation of the second shaft 2 taking place counterclockwise does not determine any drive of the flywheels. Conversely, a relative rotary movement of one of the flywheels 5 to 9 taking place counterclockwise determines a blocking of the freewheel device associated and entralanement of the second shaft 2, while a relative rotary movement of said flywheel taking place clockwise does not cause the second shaft 2.
Lors de l'utilisation du dispositif rotatif à inertie tel que décrit jusqu'ici, lorsqu'on couple les premier et second arbres 1 et 2 par l'intermédiaire de l'embrayage 3, le second arbre 2 est normalement entraîné dans le sens non bloqué vis-à-vis des dispositifs de roue libre 22, c'est-à-dire le sens antihoraire dans le cas représenté sur la figure 2. When using the inertial rotary device as described so far, when the first and second shafts 1 and 2 are coupled via the clutch 3, the second shaft 2 is normally driven in the non-direction blocked vis-à-vis the freewheel devices 22, that is to say counterclockwise in the case shown in FIG. 2.
Dans ces conditions, le premier volant 4, qui est solidaire du second arbre 2, est entrainé directement par ce dernier dans le sens antihoraire. Lorsque la vitesse du sec ond arbre 2 et du premier volant 4 atteint puis dépasse la valeur de la vitesse critique d'embrayage, les masselottes 12 du dispositif d'embrayage centrifuge 10 associé à ce premier volant 4 viennent en prise avec la cloche 11 du second volant ou premier volant intermédiaire 5, qui est alors entraîné et tourne à la meme vitesse que le premier volant 4 et le second arbre 2.Dès lors, si l'on suppose que les dispositifs d'embrayage centrifuge des volants intermédiaires 5 à 8 sont identiques au dispositif d'embrayage centrifuge du premier volant 4, les masselottes 12 associées aux volants intermédiaires 5 à 8 vont successivement venir en prise avec les cloches 11 respectivement solidaires des volants suivants de la série, c'est-à-dire les volants intermédiaires 6 à 8 et le dernier volant 9. Tous les volants sont ainsi accouplés 2 à 2 et forment avec le second arbre un ensemble tournant à une vitesse supérieure à la vitesse critique d'embrayage. Under these conditions, the first flywheel 4, which is integral with the second shaft 2, is driven directly by the latter in a counterclockwise direction. When the speed of the dry shaft 2 and of the first flywheel 4 reaches then exceeds the value of the critical clutch speed, the weights 12 of the centrifugal clutch device 10 associated with this first flywheel 4 come into engagement with the bell 11 of the second flywheel or first intermediate flywheel 5, which is then driven and rotates at the same speed as the first flywheel 4 and the second shaft 2. Therefore, if it is assumed that the centrifugal clutch devices of the intermediate flywheels 5 to 8 are identical to the centrifugal clutch device of the first flywheel 4, the weights 12 associated with the intermediate flywheels 5 to 8 will successively come into engagement with the bells 11 respectively secured to the following flywheels of the series, that is to say the flywheels intermediaries 6 to 8 and the last flywheel 9. All the flywheels are thus coupled 2 to 2 and form with the second shaft an assembly rotating at a speed greater than the critical clutch speed.
Lorsque la vitesse du second arbre 2 commence à diminuer, cette diminution de vitesse est évidemment réduite ou limitée par ledit ensemble tournant, qui se comporte initialement comme un unique volant composite restituant une partie de l'énergie cinétique emmagasinée pendant la phase d'accélération. Lorsque la vitesse du second arbre 2 diminue jusqu'à atteindre puis dépasser le seuil de débrayage, qui correspond approximativement à la vitesse critique d'embrayage, les masselottes 12 de chacun des dispositifs d'embrayage centrifuge 10 retombent en position débrayée, libérant ainsi tous les volants 4 à 9 les uns par rapport aux autres, tandis que le volant 4 claveté sur le second arbre 2 continue à lui restituer son énergie. Toutefois, dès lors que la vitesse du second arbre 2 diminue plus rapidement que celles des volants libérés 5 à 9, les dispositifs de roue libre 22 de ces volants passent à l'état bloqué par rapport au second arbre 2 et les volants 5 à 9 restituent à nouveau leur énergie au second arbre en réduisant sa diminution de vitesse. When the speed of the second shaft 2 begins to decrease, this reduction in speed is obviously reduced or limited by said rotating assembly, which initially behaves like a single composite flywheel restoring part of the kinetic energy stored during the acceleration phase. When the speed of the second shaft 2 decreases until it reaches and then exceeds the declutching threshold, which corresponds approximately to the critical clutch speed, the weights 12 of each of the centrifugal clutch devices 10 fall back into the disengaged position, thereby freeing all the flywheels 4 to 9 relative to each other, while the flywheel 4 keyed to the second shaft 2 continues to restore its energy. However, as soon as the speed of the second shaft 2 decreases more rapidly than that of the released flywheels 5 to 9, the freewheel devices 22 of these flywheels enter the locked state with respect to the second shaft 2 and the flywheels 5 to 9 restore their energy again to the second tree by reducing its decrease in speed.
D'après ce qui précède, dans le cas où les dispositifs d'embrayage centrifuge 10 des volants 4 à 8 sont identiques, lesdits volants sont successivement-embrayés deux à deux, du premier volant 4 au dernier volant 9, dès que la vitesse du second arbre dépasse la vitesse critique d'embrayage. Par contre, le débrayage s'effectue presque simultanément pour tous ces volants dès-que la vitesse décroissante du second arbre atteint une valeur inférieure à une vitesse de débrayage supposée approximativement égale à la vitesse critique d'embrayage. les volants 4 à 9 étant ainsi libérés les uns par rapport aux autres, il faut encore que la vitesse du second arbre 2 soit suffisamment inférieure à la vitesse propre de chacun des volants 5 à 9 pour que leur dispositif de roue libre associé 22 passe à l'état bloqué. According to the above, in the case where the centrifugal clutch devices 10 of the flywheels 4 to 8 are identical, said flywheels are successively engaged two by two, from the first flywheel 4 to the last flywheel 9, as soon as the speed of the second shaft exceeds the critical clutch speed. On the other hand, the declutching takes place almost simultaneously for all these flywheels as soon as the decreasing speed of the second shaft reaches a value less than a declutching speed assumed to be approximately equal to the critical clutch speed. the flywheels 4 to 9 thus being released with respect to each other, the speed of the second shaft 2 must also be sufficiently lower than the proper speed of each of the flywheels 5 to 9 so that their associated freewheel device 22 switches to blocked state.
Par conséquent, tandis que la vitesse du second arbre 2 diminue, les volants passent sensiblement ensemble de l'état embrayé à l'état débrayé et libre, puis de l'état libre à l'état bloqué, déterminant ainsi deux zones d'à-coups dans le fonctionnement du second arbre 2.Consequently, while the speed of the second shaft 2 decreases, the flywheels pass substantially together from the engaged state to the disengaged and free state, then from the free state to the blocked state, thus determining two zones of - blows in the operation of the second shaft 2.
Dans ces conditions, il est souhaitable que les dispositifs d'embrayage centrifuge 10 respectivement assolés aux volants 4 à 8 fonctionnent pour des vitesses critiques différentes, ce qui permet de supprimer une grande partie des à-coups et, en outre, d'étendre la plage des vitesses de fonctionnement de l'ensemble du dispositif rotatif à inertie. Plus précisément, selon une particularité essentielle de l'invention, tous les volants d'inertie 4 à 9 coopèrent deux par deux pour des vitesses critiques allant croissant du premier au dernier volant, c'est-à-dire que les vitesses critiques d'embrayage et de débrayage des dispositifs d'embrayage centrifuge 10 vont croissant suivant le rang du volant considéré, du premier volant 4 au dernier volant à dispositif d'embrayage ou avant-dernier volant 8 de la série. Under these conditions, it is desirable that the centrifugal clutch devices 10 respectively associated with the flywheels 4 to 8 operate for different critical speeds, which makes it possible to eliminate a large part of the jolts and, moreover, to extend the range of operating speeds of the entire inertia rotary device. More specifically, according to an essential feature of the invention, all the flywheels 4 to 9 cooperate two by two for critical speeds going from the first to the last flywheel, that is to say that the critical speeds of the clutch and disengage of the centrifugal clutch devices 10 go up according to the row of the flywheel considered, from the first flywheel 4 to the last flywheel with a clutch device or the penultimate flywheel 8 of the series.
Un tel résultat peut être obtenu de diverses façons. Par exemple, les masselottes associées à chaque volant peuvent présenter une masse allant croissant suivant le rang du volant considéré, ou bien les organes de rappel des masselottes associées à chaque volant peuvent présenter une puissance élastique allant croissant suivant le rang du volant considéré, ou encore les axes de pivotement des masselottes périphériques associées à chaque volant peuvent être disposés selon une circonférence dont le rayon va décroissant suivant le rang du volant considéré. This can be done in a number of ways. For example, the flyweights associated with each flywheel may have a mass going up according to the rank of the flywheel considered, or the return members of the flyweights associated with each flywheel may have an elastic power going up according to the rank of the flywheel considered, or the pivot axes of the peripheral weights associated with each flywheel can be arranged along a circumference whose radius decreases according to the rank of the flywheel considered.
Selon une forme de réalisation particulièrement simple, il est possible de modifier la masse des masselottes 12, respectivement associées à chacun des volants 4 à 8, en augmentant simplement leur épaisseur, du premier volant 4 à l'avant-dernier volant 8 de la série. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une augmentation relative d'épaisseur affectant les masselottes 12 respectivement associées aux volants 4, 5, 7 et 8. According to a particularly simple embodiment, it is possible to modify the mass of the weights 12, respectively associated with each of the flywheels 4 to 8, by simply increasing their thickness, from the first flywheel 4 to the penultimate flywheel 8 of the series . In FIG. 1, a relative increase in thickness is shown schematically, affecting the weights 12 respectively associated with the flywheels 4, 5, 7 and 8.
D'après ce qui précède, le premier volant 4 comporte un premier dispositif d'embrayage centrifuge destiné à coopérer, pour une première vitesse critique, avec la cloche du premier volant intermédiaire 5, ce dernier comportant un deuxième dispositif d'embrayage centrifuge destiné à coopérer, pour une deuxième vitesse critique supérieure à la première, avec la cloche du deuxième volant intermédiaire 6, ce dernier comportant un troisième dispositif d'embrayage destiné à coopérer, pour une troisième vitesse critique supérieure à la deuxième, avec la cloche du troisième volant intermédiaire 7, et ainsi de suite, le dernier volant intermédiaire 8 comportant un dernier dispositif d'embrayage centrifuge destiné à coopérer, pour une dernière vitesse critique supérieure à la précédente, avec la cloche du dernier volant 9. According to the above, the first flywheel 4 comprises a first centrifugal clutch device intended to cooperate, for a first critical speed, with the bell of the first intermediate flywheel 5, the latter comprising a second centrifugal clutch device intended to cooperate, for a second critical speed greater than the first, with the bell of the second intermediate flywheel 6, the latter comprising a third clutch device intended to cooperate, for a third critical speed greater than the second, with the bell of the third flywheel intermediate 7, and so on, the last intermediate flywheel 8 comprising a last centrifugal clutch device intended to cooperate, for a last critical speed greater than the previous one, with the bell of the last flywheel 9.
Lors du fonctionnement, au fur et à mesure que la vitesse du second arbre 2 croit, les masselottes 12 associées à chacun des volants viennent en prise avec la cloche 11 associée à chacun des volants suivants de la série pour des vitesses critiques échelonnées croissantes. During operation, as the speed of the second shaft 2 increases, the flyweights 12 associated with each of the flywheels come into engagement with the bell 11 associated with each of the following flywheels in the series for increasing staggered critical speeds.
Inversement, au fur et à mesure que la vitesse du second arbre décroît, les dispositifs d'embrayage centrifuge libèrent les volants les uns après les autres-et non plus d'une façon sensiblement simultanée. Ainsi, le dispositif de roue libre associé à chaque volant libéré peut généralement passer à l'état bloqué et restituer son énergie avant que les autres volants encore embrayés ne soient libérés. Dans le cas où la vitesse du second arbre 2 n'aurait pas atteint une valeur suffisante pour permettre l'embrayage du ou des derniers volants de la série, ces volants restent sensiblement fixes et à l'état non bloqué pendant la rotation et le ralentissement du second arbre 2. Par conséquent, ces volants non embrayés ne participent pas au fonctionnement de l'ensemble du dispositif rotatif à inertie, mais ne le gênent en aucune façon.Pour tenir compte des frottements, il est cependant préférable d'étudier l'échelonnement des vitesses critiques en fonction de la plage des vitesses prévues pour le second arbre.Conversely, as the speed of the second shaft decreases, the centrifugal clutch devices release the flywheels one after the other - and no longer in a substantially simultaneous manner. Thus, the freewheel device associated with each released flywheel can generally go into the blocked state and restore its energy before the other flywheels still engaged are released. In the event that the speed of the second shaft 2 has not reached a value sufficient to allow the clutch of the last flywheel (s) in the series, these flywheels remain substantially fixed and in the unlocked state during rotation and deceleration of the second shaft 2. Consequently, these non-clutched flywheels do not participate in the operation of the entire rotary inertia device, but do not interfere in any way. To take account of friction, it is however preferable to study the staggering of critical speeds as a function of the range of speeds planned for the second shaft.
A titre d'exemple, l'invention est applicable notamment dans un véhicule routier, le premier arbre étant constitué par l'arbre de transmission du véhicule. Selon le type du véhicule, des dispositifs rotatifs à inertie peuvent être mis en oeuvre dans le tracteur et/ou dans la remorque afin de récupérer de l'énergie lors des ralentissements du véhicule. By way of example, the invention is applicable in particular in a road vehicle, the first shaft being constituted by the vehicle transmission shaft. Depending on the type of vehicle, inertial rotary devices can be used in the tractor and / or in the trailer in order to recover energy when the vehicle slows down.
il est clair que la mise en oeuvre d'un ou plusieurs dispositifs selon l'invention permet d'emmagasiner de l'énergie lors des accélérations de l'arbre, notamment lorsque le véhicule empruifte une descente, et de récupérer une partie de cette énergie lors des décélérations de l'arbre, en particulier lorsque le véhicule monte une côte. Par conséquent, on obtient une certaine régulation de la vitesse de l'arbre et, plus généralement, une augmentation de la vitesse moyenne du véhicule.it is clear that the use of one or more devices according to the invention makes it possible to store energy during acceleration of the shaft, in particular when the vehicle is descending, and to recover part of this energy during decelerations of the tree, in particular when the vehicle climbs a hill. Consequently, a certain regulation of the speed of the shaft is obtained and, more generally, an increase in the average speed of the vehicle.
Pour éviter les inconvénients des effets gyroscopiques déterminés par le fonctionnement de l'ensemble du dispositif rotatif tel que décrit jusqu'ici, ce dernier peut être dédoublé et comprendre deux séries identiques de volants d'inertie, associées à des seconds arbres qui sont couplés séparément, par l'intermédiaire d'embrayages synchronisés, à un organe de renvoi associé au premier arbre et déterminant leur rotation simultanée selon des sens opposés. To avoid the drawbacks of the gyroscopic effects determined by the operation of the assembly of the rotary device as described so far, the latter can be split and include two identical series of flywheels, associated with second shafts which are coupled separately , via synchronized clutches, to a return member associated with the first shaft and determining their simultaneous rotation in opposite directions.
il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'on pourra y apporter toute modification, dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. it is understood that the present invention has only been described and shown for explanatory purposes, but in no way limiting, and that any modification may be made to it, in the field of technical equivalences, without going beyond its ambit.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8020620A FR2490766A1 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | Variable inertial flywheel with centrifugal clutches - having masses mounted on torsion bars of different rigidity to engage successive units to increase inertia as speed increases |
Applications Claiming Priority (1)
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FR8020620A FR2490766A1 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | Variable inertial flywheel with centrifugal clutches - having masses mounted on torsion bars of different rigidity to engage successive units to increase inertia as speed increases |
Publications (1)
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FR2490766A1 true FR2490766A1 (en) | 1982-03-26 |
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ID=9246286
Family Applications (1)
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FR8020620A Pending FR2490766A1 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | Variable inertial flywheel with centrifugal clutches - having masses mounted on torsion bars of different rigidity to engage successive units to increase inertia as speed increases |
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- 1980-09-25 FR FR8020620A patent/FR2490766A1/en active Pending
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