FR2525711A1 - Coupleur hydraulique, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

CE COUPLEUR COMPORTE DANS UN CARTER ROTATIF 10, UNE ROUE DE TURBINE 12A, LIEE A UN MOYEU 15 MONTE ROTATIF PAR RAPPORT AUDIT CARTER 10, ET UNE ROUE D'IMPULSEUR 12B, CALEE EN ROTATION SUR CELUI-CI. SUIVANT L'INVENTION, LA ROUE DE TURBINE 12A AU MOINS REPOND AUX RATIOS SUIVANTS : (CF DESSIN DANS BOPI) DANS LESQUELS, DE ET DI SONT LES DIAMETRES EXTERIEUR ET INTERIEUR DU CIRCUIT HYDRAULIQUE, L LA LARGEUR DE CELUI-CI, R1 LE RAYON DE COURBURE DE LA PARTIE PERIPHERIQUE DE LA PAROI TORIQUE, ET D1 LE DIAMETRE DE LA CIRCONFERENCE SUR LAQUELLE SE TROUVE LE CENTRE DE COURBURE CORRESPONDANT. APPLICATION AUX COUPLEURS HYDRAULIQUES, NOTAMMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale les coupleurs

hydrauliques, du type de ceux parfois mis en oeuvre

pour l'équipement de certains véhicules automobiles.

Elle vise plus particulièrement, mais non exclusivement, le cas o les véhicules automobiles ainsi à équiper comportent,

en tant qu'élément de démarrage et de transmission de puissan-

ce interposé entre leur moteur et leurs roues, un variateur

continu ou une boite de vitesses automatique.

Elle vise également le cas des compteurs hydrauliques utilisés comme amortisseurs de vibrations entre un moteur et

une botte de vitesses.

Ainsi qu'on le sait, un coupleur hydraulique comporte,

globalement, un carter étanche, qui contient un fluide hydrau-

lique, et qui, monté rotatif, est destiné à être calé en rota-

tion sur un premier arbre, en pratique un arbre menant, l'ar-

bre de sortie du moteur dans le cas d'un véhicule automobile, et, dans ledit carter, une roue d'impulseur et une roue de turbine, qui comportent chacune, en regard l'une de l'autre,

une paroi torique et une pluralité d'aubes sensiblement radia-

les en saillie sur celle-ci, et qui définissent ainsi chacune, pour ledit fluide, un circuit hydraulique tourné vers celui

de l'autre, ladite roue d'impulseur étant solidaire en rota-

tion dudit carter tandis que la roue de turbine est solidaire en rotation d'un moyeu monté rotatif par rapport à celui-ci et destiné lui-même à être calé en rotation sur un deuxième arbre, en pratique un arbre mené, l'arbre d'entrée du variateur ou de

la botte de vitesses dans le cas d'un véhicule automobile.

Diverses configurations sont possibles pour la paroi to-

rique de la roue d'impulseur et/ou de celle de la roue de tur-

bine, le profil du méridien d'une telle paroi torique pouvant présenter, sensiblement parallèlement à l'axe de l'ensemble, une partie droite, à la périphérie et/ou dans la zone axiale de ladite paroi torique, et, ici, par commodité, on appellera fond de cette paroi torique la partie de celle-ci s'étendant entre de telles éventuelles parties droites, à l'exclusion de celles-ci, en distinguant dans ce fond lui-même, une partie

périphérique, une partie centrale, et une partie axiale.

Globalement, et suivant une approximation largement ac-

ceptable, ces diverses parties du fond de la paroi torique de

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la roue d'impulseur et/ou de celle de la roue de turbine peu-

vent être considérées comme présentant chacune, axialement, dans un plan méridien, un profil circulaire, étant entendu que, pour la partie centrale, le rayon de courbure d'un tel profil peut être infini, cette partie centrale étant alors plate,

perpendiculairement à l'axe de l'ensemble.

Corollairement, tant pour la roue de turbine que pour la roue d'impulseur, les aubes ont une partie au moins de leur

bord libre qui s'étend dans un plan transversal perpendiculai-

re à l'axe de l'ensemble.

S'agissant de la roue de turbine, certaines au moins de ces aubes s'étendent, à l Mur pied, sur la totalité de la paroi torique correspondante, tandis que, éventuellement, les autres de ces aubes sont tronquées en biais dans leur partie axiale, et ne s'étendent de ce fait, à leur pied, que sur une portion

de la partie axiale correspondante de la paroi torique.

S'agissant de la roue d'impulseur, il peut en être de même, mais, en variante, toutes les aubes d'une telle roue d'

impulseur peuvent être ainsi tronquées en biais dans leur par-

tie axiale, en sorte que se trouve exclue du circuit hydrauli-

que correspondant la portion de la partie axiale de la paroi

torique d'une telle roue d'impulseur sur laquelle ne s'éten-

dent ainsi pas les aubes de celle-ci.

Cela étant rappelé, il est possible de considérer que, tant pour la roue de turbine que pour la roue d'impulseur, le circuit hydraulique défini par une telle roue est globalement circonscrit par, d'une part, deux cylindres, l'un extérieur, l'autre intérieur, enveloppant les extrémités correspondantes des aubes, ou au moins de celles qui s'étendent radialement le plus loin en direction de l'axe de l'ensemble, et, d'autre

part, deux plans transversaux, qui enveloppent également les-

dites aubes, l'un étant tangent au pied de celles-ci dans la partie centrale du fond de la paroi torique correspondante,

l'autre contenant leur bord libre.

En fonctionnement, lorsqu'un couple d'entraînement est appliqué au carter, et donc à la roue d'impulseur, le fluide hydraulique, en raison du brassage dont il est alors l'objet, assure un entraînement concomitant de la roue-de turbine, avec, cependant, un déphasage différentiel en vitesse usuellement

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appelé glissement.

Il est communément admis de qualifier un coupleur hydrau-

lique par un facteur, appelé facteur de puissance, prenant en compte le couple d'entrée sur la roue d'impulseur, la vitesse de celle-ci, et le diamètre extérieur du circuit hydraulique,

et donc l'encombrement hors-tout de l'ensemble.

Plus le facteur de puissance est élevé, et plus, pour un

moteur donné, à capacité en couple et vitesse donnés, l'encom-

brement hors-tout est petit.

Il est également admis de prendre en considération l'évo-

lution du facteur de puissance en fonction du glissement, et, plus précisément, l'évolution, en fonction du glissement, du rapport entre la valeur instantanée du facteur de puissance et

celle qu'a celui-ci au calage, c'est-à-dire lorsque le glisse-

ment est égal à 100 %.

Il est apparu, au cours de nombreux essais, que, pour un bon rendement de l'ensemble à vitesse élevée et couple maximal, et, ainsi, pour une consommation minimale en énergie, il était souhaitable que la courbe marquant l'évolution du facteur de

puissance en fonction du glissement, telle que définie ci-

dessus, soit aussi plate que possible au démarrage, entre 100 %

et 40 % de glissement, avec à là rigueur une pente très légère-

ment négative, afin notamment de minimiser les vibrations au démarrage d'un véhicule, et que, aux vitesses élevées, entre 15 % et 5 % de glissement, elle soit au contraire aussi raide que possible, une légère remontée, aussi atténuée que possible, pouvant cependant être temporairement admise dans l'intervalle,

entre 40 % et 15 % de glissement.

La présente invention a d'une manière générale pour objet la définition de rapports dimensionnels, ou ratios, dont il

apparaît, à l'expérience, qu'ils sont susceptibles de favori-

ser l'obtention d'un bon compromis vis-à-vis des exigences

rappelées ci-dessus, sans qu'il soit possible d'accorder sys-

tématiquement la préférence à l'un ou l'autre de ceux-ci.

Fondamentalement, ces rapports dimentionnels concernent

la roue de turbine, dont l'influence est prépondérante.

Mais, ils peuvent s'étendre aussi bien, au moins dans

certains cas, à la roue d'impulseur.

De manière plus précise, la présente invention a pour ob-

s jet un coupleur hydraylique, du genre comportant, dans un carter monté rotatif et contenant un fluide hdyraulique, une

roue d'impulseur et une roue de turbine, qui comportent chacu-

ne, en regard l'une de l'autre, une paroi torique et une plu-

ralité d'aubes sensiblement radiales en saillie sur celle-ci,

et qui définissent ainsi chacune, pour ledit fluide, un cir-

cuit hydraulique tourné vers celui de l'autre, ladite roue d'impulseur étant solidaire en rotation dudit carter tandis que la roue de turbine est solidaire en rotation d'un moyeu monté rotatif par rapport à celui-ci, ce coupleur hydraulique étant d'une manière générale caractérisé en ce que, pour la roue de turbine au moins, et en combinaison, le rapport entre le diamètre intérieur du circuit hydraulique et le diamètre

extérieur de celui-ci est compris entre 0,31 et 0,65, le rap-

port entre la largeur du circuit hydraulique et le diamètre

extérieur de celui-ci est compris entre 0,10 et 0,16, le rap-

port entre le rayon de courbure de la partie périphérique de la surface interne du fond de la paroi torique et la largeur du circuit hydraulique est compris entre 0,66 et 1,15, et le rapport entre le diamètre de la circonférence sur laquelle se trouve le centre de courbure de ladite partie périphérique de la surface interne du fond de la paroi torique et le diamètre

ex>terne du circuit hydraulique est compris entre 0,81 et 0,95.

Grâce à de tels rapports dimensionnels, éventuellement complétés par d'autres, l'évolution, en fonction du glissement du facteur de puissance du coupleur suivant l'invention, qui, de préférence, est à remplissage de fluide hydraulique sous légère pression, de l'ordre de 2 à 3 bars par exemple, avec une circulation de ce fluide hydraulique pour en dissiper 1 ' échauffement, répond avantageusement à celle désirée, tel que

précisé ci-dessus.

A cet égard, le coupleur suivant l'invention est encore caractérisé en ce que, pour un glissement de 15 %, le rapport entre la valeur instantanée de son facteur de puissance et la valeur de ce facteur de puissance au calage est avantageusement

compris entre 0,9 et 1,2.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor-

tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'

exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un coupleur hydraulique suivant l'invention; la figure 2 A est une vue schématique du seul circuit hydraulique dû à sa roue de turbine; la figure 2 B est une vue analogue à celle de la figure 2 A, pour la roue d'impulseur

la figure 3 est un diagramme illustrant le fonctionne-

ment du coupleur hydraulique suivant l'invention; la figure 4 est une vue reprenant pour partie la figure 1 et se rapporte à une autre forme de réalisation du coupleur hydraulique suivant l'invention;

la figure 5 est une vue partielle, en coupe circonfé-

rentielle, de cette autre forme de réalisation, suivant la li-

gne V-V de la figure 4; les figures 6 et 7 sont des vues analogues à celle de la figure 4 et se rapportent chacune respectivement à d'autres

formes de réalisation du coupleur hydraulique suivant l'inven-

tion. Tel qu'illustré sur ces figures, et de manière connues en soi, le coupleur hydraulique suivant l'invention comporte un

carter étanche 10, qui contient un fluide hydraulique, non vi-

sible sur les figures, et qui, monté rotatif, est apte à être calé en rotation sur un premier arbre, en pratique un arbre menant, non représenté, et, dans ledit carter 10, une roue de

turbine 12 A et une roue d'impulseur 12 B, qui comportent chacu-

ne, en regard l'une de l'autre, une paroi torique 13 A, 13 B et

une pluralité d'aubes sensiblement radiale 14 A, 14 B en sail-

lie sur celle-ci, et qui définissent ainsi chacune, pour ledit fluide, un circuit hydraulique tourné vers celui de l'autre, ladite roue d'impulseur 12 B étant solidaire en rotation dudit carter 10 tandis que la roue de turbine 12 A est solidaire en

rotation d'un moyeu 15, qui, monté rotatif par rapport à celui-

ci, est adapté, par exemple par des cannelures internes, tel que représenté, à être calé en rotation sur un deuxième arbre,

en pratique un arbre mené.

Le circuit hydraulique CA de la roue de turbine 12 A est représenté isolément à la figure 2 A, et, de même, le circuit

hydraulique CB de la roue d'impulseur 12 B est représenté iso-

lément à la figure 2 B.

En pratique, le contour de chacun de ces circuits hydrau-

liques suit globalement celui des aubes 14 A, 14 B correspondan-

tes, et donc, pour une partie de ce contour, celui de la sur-

face interne de la paroi torique 13 A, 13 B à compter de laquel-

le s'étendent celles-ci.

Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1,

le profil méridien de la paroi torique 13 A de la roue de tur-

bine 12 A est, à la périphérie de celle-ci, tronquée selon une droite sensiblement parallèle à l'axe de l'ensemble, en sorte que, globalement, cette paroi torique 13 A peut être considérée comme constituée d'un fond 16 A, dans sa partie courante, à compter de son moyeu 15, et, en continuité avec celle-ci, d'un

rebord axial 17 A à sa périphérie.

Dans la forme de réalisation représentée, les aubes 14 A de la roue de turbine 12 A sont d'un seul tenant avec la paroi torique 13 A de celle-ci, l'ensemble étant par exemple venu de

moulage en aluminium ou en matière synthétique.

Toutes ces aubes 14 A ont leur bord libre dans un même plan transversal, TA, perpendiculaire à l'axe de l'ensemble, figure 2 A. Certaines, à leur pied, s'étendent sur la totalité de la paroi torique 13 A. D'autres, qui alternent avec les précédentes, isolément

ou par groupes, sont tronquées en biais dans leur partie axia-

le. On définira ci-après par PA l'angle que fait, vis-à-vis du plan transversal TA, le bord libre biais que présente ainsi

de telles aubes.

De préférence, et tel que représenté, il est associé à la roue de turbine 12 A ainsi constituée, dans sa zone axiale,

un déflecteur 19 A, qui, dans l'exemple de réalisation repré-

senté, s'étend sensiblement radialement à compter de son moyeu

, à la sortie du circuit hydraulique CA correspondant.

Tel que représenté, un tel déflecteur 19 A présente de place en place des trous 20 A.

En pratique, la forme de ces trous est quasi indifférente.

Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, la paroi torique 13 B de la roue d'impulseur 12 B est-directement constituée par la partie correspondante de la paroi même du

carter 10, et les aubes 14 B forment des pièces, qui, distinc-

tes de cette paroi torique 13 B, sont convenablement rapportées

sur celle-ci.

En outre, dans cette forme de réalisation, il est associé aux aubes 14 B, dans la partie axiale de celles-ci, une virole

22 B, qui s'étend axialement à compter de leur bord libre.

Cette virole 22 B peut par exemple être formée par des pattes qui, venues d'un seul tenant des aubes 14 B, s'étendent circonférentiellement en se recouvrant successivement l'une l'autre pour partie, tel que décrit dans le brevet français déposé le 9 Mai 1977 sous le N O 77 14044 et publié sous le N O

2.390 634.

Quoi qu'il en soit, à compter de la virole 22 B, les aubes

14 B de la roue d'impulseur 12 B sont,dans la forme de réalisa-

tion représentée toutes tronquées en biais.

Enfin, dans la forme de réalisation représentée à la fi-

gure 1, à la partie axiale des aubes 14 B de la roue d'impul-

seur 12 B il est associé une rondelle de maintien 23 B, avec des fentes ou échancrures de laquelle lesdites aubes 14 B sont en prise, et qui est convenablement rapportée sur la paroi

torique 13 B correspondante.

Ces dispositions sont bien connues par elles-mêmes, et

ne faisant pas partie de la présente invention, elles ne se-

ront pas décrites plus en détail ici.

De ce qui précède, il résulte que le circuit hydraulique CA de la roue de turbine 12 A est globalement circonscrit par, d'une part, deux cylindres, l'un extérieur, de diamètre De,

l'autre intérieur, de diamètre Di, qui enveloppent les extré-

mités correspondantes des aubes 14 A de cette roue de turbine 12 A, tel que schématisé à la figure 2 A, et, d'autre part, deux plans transversaux TA et T'A, qui enveloppent également les aubes 14 A, l'un qui contient, comme mentionné ci-dessus, le bord libre desdites aubes 14 A, l'autre qui est tangent au pied

de celles-ci.

L'écart axial entre ces plans transversaux TA, T'A définit

la largeur L du circuit hydraulique CA.

De ce qui précède, également, il ressort que, tel que re-

présenté à la figure 2 A, le contour du circuit hydraulique CA se trouve défini, outre le bord libre des aubes 14 A, par le profil méridien de la paroi torique 13 A.

Le rebord périphérique 17 A de celle-ci s'étend sensible-

ment suivant le cylindre de diamètre De défini ci-dessus.

En première approximation, il est possible de considérer

que le fond 16 A de cette paroi torique 13 A est composé succes-

sivement, à compter de son rebord périphérique 17 A, d'une par-

tie périphérique 25 A, d'une partie centrale 26 A, et, à proxi-

mité de son moyeu 15, d'une partie axiale 27 A, qui, toutes,

dans un plan axial, ont un profil sensiblement circulaire.

Soit Rl le rayon de courbure de la partie périphérique A, R 3 celui de la partie centrale 26 A, et R 2 celui de la partie axiale 27 A.

Dans une forme de réalisation représentée, la partie cen-

trale 26 A peut être plate, sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'ensemble, son rayon de courbure R 3 étant alors infini. Quoi qu'il en soit, le centre de courbure Cl de la partie périphérique 25 A se situe sur une circonférence de diamètre Dl, et, de même, le centre de courbure C 2 de la partie axiale 27 A

se situe sur une circonférence de diamètre D 2.

Suivant l'invention, et en combinaison, le rapport entre

le diamètre intérieur Di du circuit hydraulique CA et le dia-

mètre extérieur De de celui-ci est compris entre 0,31 et 0,65, le rapport entre la largeur L de ce circuit hydraulique CA,

tel que défini ci-dessus, et le diamètre extérieur De de celui-

ci, est compris entre 0,10 et 0,16, le rapport entre le rayon de courbure Rl de la partie périphérique 25 A dé la surface interne du fond 16 A de la paroi torique 13 A et la largeur L du circuit hydraulique CA est compris entre 0,66 et 1,15, et le rapport entre le diamètre Dl de la circonférence sur laquelle se trouve le centre de courbure de ladite partie périphérique A de la surface interne du fond 16 A de la paroi torique 13 A

et le diamètre extérieur De du circuit hydraulique CA est com-

pris entre 0,81 et 0,95.

Dans le cas o, tel que représenté, il est associé à la

roue de turbine 12 A un déflecteur 19 A, en substitution au rap-

port entre le diamètre intérieur Di du circuit hydraulique CA et le diamètre extérieur De de celui-ci, le rapport entre le

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diamètre Df du bord libre périphérique du déflecteur 19 A et le diamètre extérieur De du circuit hydraulique CA est compris entre 0,31 et 0,65, Df étant toujours supérieur ou égal à Di De préférence, conjointement, le rapport entre le rayon de courbure R 2 de la partie axiale 27 A de la surface interne du fond 16 A de la paroi torique 13 A et la largeur L du circuit

hydraulique CA est compris entre 0,86 et 1,30.

De préférence, également, le rapport entre le diamètre D 2

de la circonférence sur laquelle se situe le centre de cour-

bure C 2 de la partie axiale 27 A de la surface interne du fond 16 A de la paroi torique 13 A et le diamètre extérieur De du circuit hydraulique CA est, conjointement, compris entre 0,60

et 0,68.

De préférence également, le rapport entre le rayon de courbure R 3 de la partie centrale 26 A de la surface interne du fond 16 A de la paroi torique 13 A et la largeur L du circuit

hydraulique CA est supérieur à 0,6.

De préférence également, dans ce cas, le rapport entre le diamètre D 3 de la circonférence sur laquelle se situe le centre de courbure C 3 de la partie centrale 26 A de la surface interne du fond 16 A de la paroi torique 13 A et le diamètre extérieur De du circuit hydraulique CA est compris entre 0,60

et 0,72.

Enfin, lorsque, comme en l'espèce, certaines des aubes 14 A sont tronquées en biais dans leur partie centrale, l'angle PA que fait, vis-à- vis du plan tranversal TA, le bord libre

en biais que présentent ainsi ces aubes tronquées est, conjoin-

tement, de préférence compris entre 40 et 600.

Tous les rapports dimensionnels donnés ci-dessus, ou

ratios, s'entendent limites comprises.

Comme pour le circuit hydraulique CA de la roue de turbi-

ne 12 A, le circuit hydraulique CB de la roue d'impulseur 12 B est globalement circonscrit par, d'une part, deux cylindres

l'un extérieur, de diamètre De, et l'autre intérieur, de dia-

mètre Di, qui enveloppent les parties correspondantes des au-

bes 14 B, et, d'autre part, deux plans transversaux TA, T'A, qui enveloppent également ces aubes, dans les mêmes conditions que précédemment, et les mêmes définitions géométriques que

celles données ci-dessus s'appliquent.

Cependant, s'agissant, dans la forme de réalisation re-

présentée sur la figure 1, d'aubes 14 B rapportées sur la pa-

roi torique 13 B correspondante, aux ratios précisés ci-dessus doivent être substitués les ratios suivants: en combinaison, le rapport entre le diamètre Di du circuit hydraulique CB et le diamètre extérieur De de celui-ci est compris entre 0,40 et 0,42, le rapport entre la largeur L du circuit hydraulique CB et le diamètre extérieur De de celui-ci est compris entre 0,14

et 0,16, le rapport entre le rayon de courbure Rl de la par-

tie périphérique 25 B de la surface interne du fond 16 B de la paroi torique 13 B et la largeur L du circuit hydraulique CB

est compris entre 0,90 et 0,98, et le rapport entre le diamè-

tre Dl de la circonférence sur laquelle se trouve le centre de courbure Cl de ladite partie périphérique 25 B de la surface

interne du fond 16 B de la paroi torique 13 B et le diamètre ex-

térieur De du circuit hydraulique CB est compris entre 0,70 et 0,75; de préférence, le rapport entre le rayon de courbure R 2 de la partie axiale 27 B de la surface interne du fond 16 B de la paroi torique 13 B et la largeur L du circuit hydraulique

CB est, conjointement, compris entre 0,90 et 0,98; de préfé-

rence, également, le rapport entre le diamètre D 2 de la cir-

conférence sur laquelle se situe le centre de courbure C 2 de la partie axiale 27 B de la surface interne du fond 16 B de la

paroi torique 13 B et le diamètre extérieur De du circuit hy-

draulique CB est, conjointement, compris entre 0,60 et 0,61.

En outre, s'agissant d'une roue d'impulseur 12 B aux aubes 14 B de laquelle est associée une virole 22 B, qui, commune auxdites aubes 14 B, s'étend axialement à compter du bord libre de celles-ci, tel que représenté à la figure 1 par exemple, le

rapport entre la largeur 1 de cette virole 22 B, mesurée paral-

lèlement à l'axe de l'ensemble-, et celle L du circuit hydrau-

lique CB, est de préférence compris entre 0,30 et 0,39.

Conjointement, le rapport entre le diamètre Dv de la cir-

conférence sur laquelle se situe cette virole 22 B et le dia-

mètre extérieur De du circuit hydraulique CB est compris entre

0,59 et 0,63.

Enfin, si, tel que schématisé en traits interrompus à la figure 2 B, un déflecteur 19 B est associé à la roue d'impulseur 12 B, à l'entrée du circuit hydraulique CB de celle-ci, le

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rapport entre le diamètre Df du bord libre périphérique de ce déflecteur et le diamètre extérieur De du circuit hydraulique

CB est compris entre 0,41 et 0,59.

Comme précédemment, les rapports dimensionnels, ou ratios, indiqués doivent être entendus limites comprises.

En bref, la roue de turbine 12 A, au moins, répond, fon-

damentalement, suivant l'invention, aux ratios suivants: 0,31 Di ' 0,65 De 0,10 e L 0,16

0,66 RL 1,15

0,81 Dl 0,95 De Optionnellement, mais de préférence, elle répond en sus à l'un au moins des ratios suivants: 0,86 R 2 c 1,30 L

0,60 D 2 0,68

De -0

0,60 R 3

L L 0,60 <D 3 t 0,72 De -

PA 60

Lorsqu'elle comporte un déflecteur à la sortie de son circuit hydraulique, le ratio suivant peut être substitué à celui relatif au diamètre intérieur et extérieur de ce circuit hydraulique. 0,31 4 De 0,65 De Corollairement, la roue d'impulseur 12 B répond aux mêmes

ratios que ci-dessus, lorsque ses aubes 14 B sont d'un seul te-

nant avec sa paroi torique 13 B, un même modèle de fonderie pouvant alors être utilisé pour la zone d'impulseur et la zone

de turbine, à condition de répartir inégalement les aubes.

Lorsque ces aubes 14 B forment des pièces distinctes de cette paroi torique 13 B, elle répond, fondamentalement, aux ratios suivants, en substitution aux précédents: 0,40 ' De C 0,42 De 0,14 É D c 0,16 -De

0,90 RL 0,98

0, 70 De l 0,75 En outre, elle répond optionnellement, en sus, à l'un quelconque au moins des ratios suivants: 0,90 c L 40,98 0,60 c 2 D 0,61 De 0,30 < L c 0,39 L

0,59 ' D 0,63

De 0,41 D e 0,59 De

* Sur le diagramme de la figure 3, on a reporté, en abscis-

ses, le glissement g, en %, et, en ordonnées, le rapport entre la valeur instantanée du facteur de puissance Kp et la valeur KPC de ce facteur de puissance au calage, c'est-à-dire lorsque

le glissement est égal à 100 %.

Suivant l'invention, si au moins ceux des ratios précisés

ci-dessus qui sont considérés comme fondamentaux sont respec-

tés, la courbe représentative de l'évolution du facteur de

puissance en fonction du glissement dans le plan de coordon-

nées considéré est toutjours comprise dans le secteur de ce plan défini par une première droite I, qui est issue du point

MI représentatif du facteur de puissance au calage et qui pas-

se par un point M 2 correspondant à un glissement de 40 % et un rapport de 1,03, une deuxième droite II, qui est issue du point

12 précédent, et qui est parallèle aux ordonnées, une troisiè-

me droite III, qui est parallèle aux abscisses, et qui corres-

pont à un rapport de 1,2, une quatrième droite IV, qui est

issue du point Ml précédent, et qui passe par le point M 4 cor-

respondant à un glissement de 15 % et un rapport de 0,9, et une droite V, qui, issue du point M 4 précédent, passe par le point

M 5 correspondant à un glissement de 5 % et un rapport de 0,25.

Sur le diagramme de la figure 3, on a schématisé en trait plein une courbe représentative de l'évolution du facteur de puissance en fonction du glissement, dans le secteur ainsi

délimité dans le plan de coordonnées concerné.

Ainsi qu'on le notera, et comme recherché, cette courbe est sensiblement plate au démarrage, à vitesse faible, pour un glissement compris entre 100 % et 40 %, et elle est raide à vitesse élevée, pour un glissement inférieur à 15 % avec, éventuellement, dans l'intervalle, tel que représenté, une

bosse plus ou moins accentuée, traduisant une remontée tempo-

raire.

En particulier, et suivant l'invention, pour un glisse-

ment de 15 %, le rapport entre le facteur de puissance instan-

tané et la valeur de ce facteur de puissance au calage est toujours avantageusement compris entre 0,9 et 1,2, limites comprises.

Suivant la variante de réalisation illustrée par la figu-

re 4, un déflecteur 19 B est effectivement associé aux aubes

14 B de la roue d'impulseur 12 B, à l'entrée du circuit hydrau-

lique CB de celle-ci, et ce déflecteur 19 B fait corps avec la

rondelle de maintien 23 B correspondante.

En outre, dans leur partie périphérique, certaines au moins des aubes 14 B de la roue d'impulseur 12 B peuvent être pliées, par exemple dans le sensde rotation du coupleur, ou dans l'autre, suivant une ligne de pliage qui s'étend en biais en direction de leur dite partie périphérique, à compter de

leur bord libre, et, plus précisément, dans la forme de réali-

sation représentée, à compter du raccordement de celui-ci à la

virole 22 B associée, figure 5.

Suivant l'invention, l'angle P'B que forment entre eux le plan TB tangent à une aube le long de sa ligne de pliage et le plan T' B tangent à une telle aube le long du bord libre

de sa partie pliée, tel que repéré à la figure 5, est de pré-

férence compris entre O et 40 .

Grâce à un tel pliage, il est possible, suivant les ap-

plications, d'obtenir, pour l'évolution du facteur de puissan-

ce en fonction du glissement, une courbe pratiquement plane entre 100 % et 20 % du glissement, au lieu d'avoir une bosse plus

ou moins accentuée entre 40 % et 20 % de glissement.

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Il est ainsi possible de répondre facilement et rapide-

ment aux exigences des constructeurs, en pliant tout ou partie des aubes 14 B de la roue d'impulseur 12 B, jusqu'à obtenir 1 ' évolution désirée pour le facteur de puissance en fonction du glissement. Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 6,

la paroi torique 13 A de la roue de turbine 12 A se trouve tron-

quée sensiblement parallèlement à l'axe non seulement à sa

partie périphérique, suivant le rebord axial 17 A, comme précé-

demment, mais encore dans sa partie centrale 26 A, suivant un rebord axial 17 'A qui s'étend à compter de la zone médiane

de cette dernière.

Cette disposition laisse disponible, entre ce rebord axial 17 'A et le moyeu 15 de la roue de turbine 12 A, un volume libre susceptible d'être mis à profit pour l'implantation d'un

quelconque organe auxiliaire.

Dans la forme de réalisation représentée, il s'agit d'un dispositif amortisseur de torsion 30, interposé entre la roue de turbine 12 A et son moyeu 15, suivant des dispositions qui, ne faisant pas partie de la présente invention, et relevant de

l'homme de l'art, ne seront pas décrites en détail ici.

Quoi qu'il en soit, ceux des ratios présentés ci-dessus comme fondamentaux se trouvent encore respectés pour la roue de turbine 12 A. En outre, dans la forme de réalisation représentée, les aubes 14 B de la roue d'impulseur 12 B sont d'un seul tenant

avec la paroi torique 13 B de celle-ci, et cette roue d'impul-

seur 12 B répond aux ratios précisés ci-dessus pour une telle

forme de réalisation.

Dans la forme de réalisation représentée à la figure 7,

les aubes sont d'un seul tenant avec la paroi torique corres-

pondante tant pour la roue de turbine 12 A que pour la roue d'

impulseur 12 B, et celles-ci ont des profils sensiblement symé-

triques l'une par rapport à l'autre.

On donnera ci-après, à titre d'exemple, des ratios ayant tout particulièrement donné satisfaction pour une telle forme de réalisation:

= 0,36

= 0,13

= 1,14

= 0,81

= 1,27

= 0,68

= 2,84.

= 0,71

Df t 0,65 De - Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe

toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs di-

vers éléments.

Di De L De R 1 L D 1 De R 2 L - D 2 De R 3 L D 3 De 0,36

Claims (15)

REVENDICATIONS

1 Coupleur hydraulique du genre comportant dans un car-

ter ( 10) monté rotatif et contenant un fluide hydraulique, une roue de turbine ( 12 A) et une roue d'impulseur ( 12 B) qui comportent chacune, en regard l'une de l'autre, une paroi

torique ( 13 A, 13 B) et une pluralité d'aubes sensiblement ra-

diales ( 14 A, 14 B) en saillie sur celle-ci, et qui définissent ainsi chacune, pour ledit fluide, un circuit hydraulique (CA, CB) tourné vers celui de l'autre, ladite roue d'impulseur ( 12 B) étant solidaire en rotation dudit carter ( 10) tandis que la roue de turbine ( 12 A) est solidaire en rotation d'un moyeu ( 15) monté rotatif par rapport à celuici, caractérisé en ce que, pour la roue de turbine ( 12 A) au moins, et en combinaison, le

rapport entre le diamètre intérieur (Di) du circuit hydrauli-

que (CA) et le diamètre extérieur(De)de celui-ci est compris entre 0,31 et 0,65, le rapport entre la largeur (L) du circuit hydraulique (CA) et le diamètre extérieur (De) de celui-ci est compris entre 0,10 et 0,16, le rapport entre le rayon de courbure (Rl) de la partie périphérique ( 25 A) de la surface interne du fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) et la largeur (L) du circuit hydraulique (CA) est compris entre 0,66 et 1,15, et le rapport entre le diamètre (Dl) de la circonférence sur

laquelle se trouve le centre de courbure de ladite partie pé-

riphérique ( 25 A) de la surface interne du fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) et le diamètre extérieur (De) du circuit

hydraulique (CA) est compris entre 0,81 et 0,95.

2 Coupleur hydraulique suivant la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que le rapport entre le rayon de courbure (R 2) de ladite partie axiale ( 27 A) de la surface interne du

fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) et la largeur (L) du cir-

cuit hydraulique (CA) est compris entre 0,86 et 1,30.

3 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1, 2, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre (D 2) de la circonférence sur laquelle se situe le

centre de courbure (C 2) de la partie axiale ( 27 A) de la surfa-

ce interne du fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) et le dia-

mètre extérieur (De) du circuit hydraulique (CA) est compris

entre 0,60 et 0,68.

4 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

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vendications 1 à 3, et dans lequel, pour la roue de turbine

( 12 A) au moins, la partie centrale ( 26 A) de la surface inter-

ne du fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) a, axialement, un contour au moins approximativement circulaire, caractérisé en ce que le rapport entre le rayon de courbure (R 3) de la partie centrale ( 26 A) de la surface interne du fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) et la largeur (L) du circuit hydraulique (CA)

est supérieur à 0,6.

Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, et dans lequel, pour la roue de turbine ( 12 A) au moins, la partie centrale ( 26 A) de la surface interne

du fond ( 16 A) de la paroi torique ( 13 A) a, axialement, un con-

tour au moins approximativement circulaire, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre (D 3) de la circonférence sur

laquelle se situe le centre de courbure (C 3) de la partie cen-

trale ( 26 A) de la surface interne du fond ( 16 A) de la paroi

torique ( 13 A) et le diamètre extérieur (De) du circuit hydrau-

lique (CA) est compris entre 0,60 et 0,72.

6 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 5, dans lequel, pour la roue de turbine ( 12 A) au moins, certaines au moins des aubes ( 16 A) sont tronquées en biais dans leur partie axiale, caractérisé en ce que l'angle (PA), vis-à-vis d'un plan transversal (TA), du-bord libre en

biais que présentent ainsi les aubes tronquées est compris en-

tre 40 et 600.

7 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 6, et dans lequel, comme pour la roue de tur-

bine ( 12 A), les aubes ( 14 B) de la roue d'impulseur ( 12 B) sont

d'un seul tenant avec la paroi torique ( 13 B) de celle-ci, ca-

ractérisé en ce que la roue d'impulseur ( 12 B) répond aux mémes

rapports dimensionnels que la roue de turbine ( 12 A).

8 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 6, et dans lequel les aubes ( 14 B) de la roue

d'impulseur ( 12 B) sont formées de pièces distinctes de la pa-

roi torique ( 13 B) de celle-ci et convenablement rapportées sur cette paroi torique ( 13 B), caractérisé en ce que, pour la roue d'impulseur, et en combinaison, le rapport entre le -diamètre

intérieur (Di) du circuit hydraulique (CB) et le diamètre ex-

térieur (De) de celui-ci est compris entre 0,40 et 0,42, le rapport entre la largeur (L) du circuit hydraulique (CB) et le diamètre extérieur (De) de celui-ci est compris entre 0,14 et 0,16, le rapport entre le rayon de courbure (Rl) de la partie périphérique ( 25 B) de la surface interne du fond ( 16 B) de la paroi torique ( 13 B) et la largeur (L) du circuit hydraulique (CB) est compris entre 0,90 et 0,98, et le rapport entre le diamètre (D 1) de la circonférence sur laquelle se trouve le centre de courbure (Cl) de ladite partie périphérique ( 25 B) de la surface interne du fond ( 16 B) de la paroi torique ( 13 B) et le diamètre extérieur (De) du circuit hydraulique (CB) est

compris entre 0,70 et 0,75.

9 Coupleur hydraulique suivant la revendication 8, ca-

ractérisé en ce que, pour la roue d'impulseur ( 12 B), le rap-

port entre le rayon de courbure (R 2) de la partie axiale ( 27 B) de la surface interne du fond ( 16 B) de la paroi torique ( 13 B)

et la largeur (L) du circuit hydraulique (CB) est compris en-

tre 0,90 et 0,98.

Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 8, 9, caractérisé en ce que, pour la roue d'im-

pulseur ( 12 B), le rapport entre le diamètre (D 2) de la circon-

férence sur laquelle se situe le centre de courbure (C 2) de la partie axiale ( 27 B) de la surface interne du fond ( 16 B) de la paroi torique ( 13 B) et le diamètre extérieur (De) du circuit

hydraulique (CB) est compris entre 0,60 et 0,61.

11 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des

revendications 8 à 10, dans lequel, dans leur partie périphé-

rique, certaines au moins des aubes ( 14 B) de la roue d'impul-

seur ( 12 B) sont pliées, suivant une ligne de pliage qui s'é-

tend en biais à compter de leur bord libre, caractérisé en ce que l'angle (P'B) que forment entre eux le plan (TB) tangent à une telle aube le long de sa ligne de pliage et le plan (TB) tangent à celle-ci le long du bord libre de sa partie pliée

est compris entre O et 40 .

12 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 8 à 11, et dans lequel, à la partie axiale des aubes ( 14 B) de la roue d'impulseur ( 12 B), il est associé un déflecteur ( 19 B), caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre (Df) du bord libre périphérique du déflecteur ( 19 B) et le diamètre extérieur (De) du circuit hydraulique (CB) est

compris entre 0,41 et 0,59.

13 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 7, et dans lequel à la partie axiale des au-

bes ( 14 A, 14 B) d'une quelconque des roues ( 12 A, 12 B), il est associé un déflecteur ( 19 A, 19 B), caractérisé en ce que, en substitution au rapport entre le diamètre intérieur (Di) du circuit hydraulique (CA, CB) et le diamètre extérieur (De) de

celui-ci, le rapport entre le diamètre (Df) du bord libre pé-

riphérique du déflecteur ( 19 A, 19 B) et le diamètre extérieur (De) du circuit hydraulique (CA, CB) est compris entre 0,31 et

0,65,(Df)étant toujours supérieur ou égal à(Di).

14 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 13, et dans lequel, aux aubes ( 14 B) de la roue d'impulseur ( 12 B) est associée une virole ( 22 B), qui, commune auxdites aubes ( 14 B), s'étend axialement à compter du

bord libre de celles-ci, caractérisé en ce que le rapport en-

tre la largeur ( 1) de cette virole ( 22 B) et celle (L) du cir-

cuit hydraulique (CB) est compris entre 0,30 et 0,39 -

Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 14, et dans lequel, aux aubes ( 14 B) de la roue d'impulseur ( 12 B), est associée une virole ( 22 B), qui, commune auxdites aubes ( 14 B), s'étend axialement à compter du

bord libre de celles-ci, caractérisé en ce que le rapport en-

tre le diamètre (Dv) de la circonférence sur laquelle se situe ladite virole ( 22 B) et le diamètre extérieur (De) du circuit

hydraulique (CB) est compris entre 0,59 et 0,63.

16 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 15, caractérisé en ce que, pour un glissement de 15 %, le rapport entre la valeur instantanée du facteur de puissance et la valeur de ce facteur de puissance au calage

est compris entre 0,9 et 1,2.

17 Coupleur hydraulique suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 16, caractérisé en ce que, en coordonnées

glissement, d'une part, en abscisses, et rapport entre la va-

leur instantanée du facteur de puissance et la valeur de ce facteur de puissance au calage, d'autre part, en ordonnées, la courbe représentative de l'évolution du facteur de puissance en fonction du glissement est comprise dans le secteur défini

par une première droite (I), qui est issue du point (Ml) re-

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présentatif du facteur de puissance au calage et qui passe par

un point (M 2) correspondant à un glissement de 40 % et un rap-

port de 1,03, une deuxième droite (II), qui est issue du point (M 2) correspondant à un glissement de 40 % et un rapport de 1,03 et qui est parallèle aux ordonnées, une troisième droite (III), qui est parallèle aux abscisses et qui correspond à un rapport de 1,2, une quatrième droite (IV), qui est issue du point (Ml) représentatif du facteur de puissance au calage et qui passe par le point (M 4) correspondant à un glissement de 15 % et un rapport de 0,9, et une cinquième droite (V), qui est issue du point (M 4) correspondant à un glissement de 15 % et un rapport de 0,9 et qui passe par le point (M 5) correspondant

à un glissement de 5 % et un rapport de 0,25.