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" Changement de vitesse hydraulique "
On connaît déjà certains changements de vitesse hy- drauliques dans lesquels un fluide parcourt ua organe formant pompe, propulsant ledit fluide, et monté sur an arbre primaire, et un groape-tarbine entraîné par le flai- de, et monté sur an arbre secondaire.
Lorsque les charge- ments de vite sse de ue genre doivent être utilisés à la transmission d'un effort , par exemple depuis un moteur actionnant un véhicule jusqu'aux roues de ce véhicule, l'effort de l'arbre-motear ou de l'arbre primaire da changement de vitesse hydraulique doit en général être transmisà l'arbre secondaire de telle manière que le rapport de vitesses entre l'arbre primaire et l'arbre secondaire se règle automatiquement en sorte que le mo- tear paisse toajoars transmettre à l'arbre secondaire la force la plas grande possibleDans les changements de vitesse de ce genre connus jusqu'àà présent, certains in- convénients se présentent toutefois aux faibles vitesses des arbres, et plus particulièrement de l'arbre primaire, -1 -
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attendu qae l'organe focmant turbine,
appartenant au ren-
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voi h:ydrauliqae, offre au fluide en circulation une r é- s ista nce assez élevée poar '1'].0 la résistance dans l'or- gane formant pompe se trouve elle-même auccap, et que la vitesse de rotation d l'arbre primaire soit ainsi
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réduite dans une telle mesure que la puissanae da moteu:, d'actionnement ne paisse être utilisée dans les meilleu- re s cOlldit io''18.
Afin de remédier aux inconvénients que l'on vient d'indiquer, l'invention a pour bat d'apporter certaines
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améliorations aux changements de vitesse hydraaliqaes des- tinés à la transmission d'an effort entre deux arbres,et possédant une roae ou tarbine de poupe motrice, et une roue de turbine entraînée. La aaractéristique principal le de l'invention réside dans le fait que lesaubes de la roue de pompe motrice sont susceptibles d'osciller, alors que les aabes de la roue de turbine sont fixes.
Conformément à forme de réalisation préférée de l'in- vention, le changement de vitesse hydraulique comporte une
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roae de pcanpe motrice et plxsiears couronnes d'aubes de turbine entraînées, reliées de telle manière, ou ainsi connectées en série l'une avec, l'autre, que le fluide
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d'accouplement circule en cycle fermé, en par(;ODcant la roue de pompe et les cotironnps à' ai>.bes de la turbine.
Dans e ,;as, également, les aubes de la roue de rompe peuvent osciller, alo;'s que les 8n1)83 des couron-ies d'au- bages de la turbine sont montées fixes sur celles-ci.
Afin de rendre les aubes des \.-Ol1ro tU1E'S d'tubages de turbine, montées ì::8 s, îndél-c-ide,-ites de l'angle dtattaqutz et de In vitesse du liquide d'aucoarlenieiit,et a= ix de leur conserver un rendement satisfaisant, les au- bes sont pourvues d'un bord d'attaque arrondi. Dans le cas où Plusieurs couronnes daubes sont utilisées,les aubes de la couronne d'aabages suivant immédiatement
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la roae de pompe seront de préférence pourvues de tels bords d'attaque arrondis, ou bien toates les aubes de ces couronnes seront pourvues d'an tel bord.
D'autres Particularités caractérisant l'invention seront mentionnées 2 l'appui des dessins annexés dahs lesquels :
La Fig. 1 est une coupe longitudinale Passant par un
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changement de vitesse hydraulique conforme s l'invention.
La Fig. 2 est une coape verticale passant par la li- gne II-II de la Fig. 1.
Ln !'ig,., 3 est ane vue de détail de la Fig. 1, b plus grande échelle.
La Fig. 4 est une ç.oal7,e s ai vaut la ligne IV-IV de la Fig. 3.
La Fig. 5 représente différentes courbes permettant de mieux comprendre les considérations mise à la base de l' inve nt ion.
Dans la Fig. @ 3 désigne un arbre primaire creux appartenant à an changement de vitesse hydraaliqae,et portant an plateau 4. Sur ce plateau 4 sont montées les aubes 5 de l'organe formant pompe. Ces aubes s'étendent longitudinalement en direction axiale du changement de vitesse, et portent à leur extrémité libre une couronne annulaire 6, qaiflimite, avec le plateau 4, le canal de
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passage appartenant là l'organe formant pompe, cette limitation s'exerçant en direction axiale. Sur l'arbre sec: on- daire 7 est prévae une roue de turbine 8, et sur cette roae est fixée une couronne d'aubes,9, l'extrémité libre
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des aabes étant reliée un corps amalaire 10, creux dans l'exemple de réalisat ion représenté.
Ce corps 10
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porte encore les couronnes d'aabes de tarbine 11 et 12, On a désigné en 13 et 14 des couronnes daubes directri- ces fixes. Le fluide, par exemple de l'eau dans le cas
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envisagé, s'écoale depuis une chambre centrale 14 ména- -3-
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gée dans le changement de vitesse, en direction de la flèche 15, et parcourt d'abord la couronne d'aubes de pompe 5, puis la couronne d'aubes de turbine 12, puis la couronne d'aubes directrices 13. pais enfin la couronne d'aubes de turbine 11. Le fluide parcourt encore la cou- ronne d'aubes directrices 14, pais la couronne d'aubes de turbine 9, et ferme finalement son circuit, pour reve- nir nouveau dans la couronne d'aubes de pompe 5.
L'ar- bre primaire 5 peut être accouplé à l'arbre du moteur, ou peut formerl'arbre de moteur lai-même. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'ar.-bre primaire 3 est relié à l'arbre da moteur par/exemple'au moyen diane roue den- tée 16, fixée sur lai, et dtune roue dentée 17 apparte- nant à an arbre 18, et engrenant avec la roae 16, c'est-à- dire qu'il est reliéà l'arbre du. moteur par l'intermé- diaire d'un renvoi mécanique, l'arbre-moteur pouvant â ou bien être ac;coaplé à l'arbre 18, ou bien former cet arbre lui-même. Un arbre 20 est préva passant l'inté- rieu de l'arbre primaire creux cet arbre tournant avec l'arbre 3. L'arbre 20 possède à son extrémité externe an filetage 21 et de pas très accentué.
Sur ce filetage est engagée une douille 22 pourvue d'un filetage interne (voir Fig. 2). Par déplacement de la douille 22 en direc- tion longitudinale de l'arbre 20, ledit arbre 20 est mis en rotation, au moyen du filetage 21, par rapport l'ar- bre primaire creux 3. Une bague 24, ion sasceptible de toarner, et entourant la douille 22, est destinée aa dé- placement de cette douille. La bague 24 est ainsi reliée à la douille mobile 22 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 25 que ladite douille ne peut se déplacer en direction axiale par rapportà la bague. On peut ainsi exercer un effort agissait en vue de déplacer la bague 24 en direction axiale, cet effort étant transmis à la douille 22 par l'intermédiaire du roulement à billes 25.
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Par l'action d'un levier 26 agissant sur la bague 24, on peut déplacer axialement la douille 22, si bien que l'arbre interne 20 est mis en rotation par rapport l'ar- bre primaire 3. De façon normale, l'arbre primaire 3, l'arbre 20 et la douille 22 tournent à la même vitesse .
Si tonte fois la douille 22 est déplacée en direction axia- le sous l'action du levier 26, l'arbre 20 accomplit an mouvement de rotation relativement à l'arbre primaire 3, et ce mouvement relatif petit également s'effectues pen- dant la rotation des arbres. On utilise cette rotation relative des arbres en vue du décalage des aubes de pom- pe 5, de la façon décrite plus en détail plus loin, lors de l'explication de la Fig. 3 qui va suivre. Dans cette figure, les mêmes chiffres de référence ont été utilisée pour désigner des pièces correspondantes dans les Fig.
1 & 2.
La couronne d'aubes de pompe 5, qui sera désignée plus loin, plus simplement, par l'expression aubes 5 (Voir également Fig. 4) comporte des aubes qui, conformé- ment à l'exemple de réalisation représenté, sont chacune montées de manière à pouvoir osciller autour- de l'axe 27, lequel relie on même temps le Plateau de pompe 4 et la couronne 6. Les aubes 5, susceptibles ainsi de se dépla- cer par rapport aa plateau de pompe 4: et par rapport la couronne 6, sont fixées par l'une de leurs extrémités à une plaque au disque 28, présentant un prolongement 30 formant oreille ou languette, à sa partie interne, tournée vers l'axe de l'appareil.
L'arbre 20 porte à, son extrémi- té interne une pièce 31 solidaire de celai-ci, et coni- que dans l'exemple de réalisation représenté, cette piè- ce comportant des logements dans lesquels les languettes viennent s'engager, de sorte que les disques 28 sont maintenus par la piièce 51 à des positions déterminées.
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lorsque les arbres 3 et 20, de la manière décrite,sont déplaces l'un par rappert l'autre, par rotation de l'arbre 20, les disques ou pièces 31 et 4 accomplissent également un déplacement relatif se manifestant par une rotation réciproque, c'est-à-dire qu'il sont décalés l'an par raport 3 l'autre en direction périphérique.
Ce mou- vement a poar conséquence de déplacer les languettes 30 des disques 28, par exemple depuis la position 30a jusqu'à la position 30b. Les plaques ou disques 28 accom- plissent par suite un mouvement de rotation autour des axes 27, de sorte que les aubes fixées µ, ces plaques prennent une nouvelle position, par exemple la position 59, représentée en traits mixtes à la Fig. 4. On peut ainsi modifier la position de l'extrémité d'arbre 20 par le déplacement de la douille 22, de sorte que les pièces 31 et 4: peuvent prendre différentes positions l'une par rapport à l'autre, sibien que les aubes viendront former différents angles par rapport 8 la direction d'écoule- lent du fluide.
Pour une vitesse de rotation donnée, et une transmission de force donnée, ou une transmission de force donnée , lesaubes seront ainsidéplacées àl'aide de ce dispositif que les bords de fuite des aubes se trou- veront placés àune distance déterminée des bords d'atta- que 36 des aubes de turbine 12. Pour d'autres conditions de service, les aubes 5 pourront être ainsi réglées que les bords de fuite 35 de ce Dès-ci s'éloigneront ou se rapprocheront des bords d'attaque 36 des aubes de turbi- ne 12.
Les aubes 5 pourront même être ainsi réglées qu'à la position 59, elles obtureront complètement le canal de passagertravers la pompe, Du fait que la section du canal peut être augmentée ou diminuée, et ceci depuis la surface de Passage maximum jusqu'à la surface de passage minimam, des quantités de fluide différentes poarront tra- verser la pompe, indépendamment de la vitesse de rotation @
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de l'arbre de ladite pompe;
Ce déplacement des aabes peat être réalisé sans devoir exiger une force importante si les aubes 5, conformément à l'invnetion, soit établies en vue de pouvoir osciller autour d'un axe longitudinal c'est-à-dire perpendiculaire la direct ion d'écoulement du fluide, cet axe coïncidant avec la ligne de force pre- nant naissance à la fois soas l'action de la force centri- fage et soas l'action de la pression du liquide en circu- lation, s'exerçant sur les aabes.
Afin de réduire la résistance quis'oppose à l'écou- lement du fluide dans le canal de la pompe , les plaques ou disques 28 seront encastrés dans des dégagements du plateaa 4, sibien que la surface des disques 28 tournée vers les aabes se trouvera située dans le même plan que les parties du plateau de pompe 4 qui ne seront pas recou- vertes par les disques 28. Il existe toutefois des cavi- tés aux points où les languettes 30 se déplaçent; afin de réduire l'influence naisible de ces cavités non recouver- tes sar l'éeoalement da liquide, la pièce 31 est pourvue d'une couronne de protection 38 qui recouvre ces cavités.
Cette coaronne de protection 38 constitue le prolongement: de la pièce 39 cintrée, représentée à la Fig. 1, et qui a poar but de donner au canal destiné aa liquide de circulation une forme appropriée à l'écoulement de celui- ci.
La Fig. 5 représente certaines courbes tracées sai- vant an système de coordonnées, les abolisses indiquant la vitesse de l'arbre secondaire, et les ordonnées dési- gnant, poar certaines courbes, la vitesse de rotation de l'arbre primaire, et pour d'aatres courbes la force transmise. La ligne droite 40, tracée en pointillé, indi- qae la vitesse de rotation de l'arbre primaire d'un chan- gement de vitesse hydraulique dans le quel l'organe for- mant pompe ne possède pas d'aabes réglables. Cette cour-
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be montre que la vitesse de rotation de l'arbre primaire, pour une vitesse de rotation réduite de .l'arbre secondai- re, est notablement plus faible qu'à vitesse de rotation plus élevée de l'arbre secondaire.
Ceci est à rapporter au fait que, lorsque la même force doit être transmise à l'arbre secondaire, la turbine, naturellement, en raison de la vitesse de rotation plus faible de l'arbre secon- daire, offre une résistance plus grande au liquide de circulation. La résistance de le pompe est de ce fait pla grande, de sorte que le moteur ne peut plus maintenir da- vantage la vitesse suffisamment élevée qui serait désira- ble.
En faisant jouer les aubes de façon à ne permettre qu'un débit plus réduit de liquide les traversant, la pompe, pour la même vitesse de rotation, débite une quan- titéde liquide plus faible, sibien que la turbine n'offre au flux de liquide qu'une résistance plus réduite, de sorte que la pompe put tournervitesse plus élevée,et développer ainsi une force plus grande. La ligne droite 41, tracée en trait plein, montre comment la vitesse de rotation de l'arbre primaire peut être réglée,lorsque les aubes réglables de la pompe ont été ainsdécaléesprogres- sivement qu'on obtient une section de canal plus grande, pour une vitesse de rotation plus élevée de l'arbre secondaire.
La ligne 42 tracée en pointillé montre la force fournie par le moteur à l'arbre primaire, lorsque l'organe formant pompe ne comporte pas d'aubes réglables, alors que la ligne 43 tracée en trait ple in représente la même force lorsque l'organe formant pompe comporte des aubes susceptibles d'être réglées de telle manière que l'arbre primaire peut conserver la vitesse de rotation correspondant à la courbe 41. La lignée 44 tracée en poin- tillé² montre la force transmise à l'arbre secondaire lorsque l'organe formant pompe ne possède. pas d'aubes ré-
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glables, cependant que la courbe 45 montre la force trans- mise à l'arbre secondaire, lorsque l'organe formant pompe comporte des aubes réglables.
Ces courbes montrent que, pour une vitesse de rotat ion plus faible, on peut trans- mettre à l'arbre primaire une force plus importante que dans lesrenvois possédant an organe formant pompe dont les aubes ne sont pas réglables. Les aubes réglables de l'organe formant pompe sont spécialement réglées seule- ment pour de faibles quantités de liquide les traversait lorsque la vitesse de rotation de l'arbre secondaire se trouve inférieure à la normale, les aubes de pompe, pour des vitesses de rotation pl,us élevées, prenant la position que possèdent généralement les aubes non réglables. Cette position correspond ainsi, pour les courbes montrées, à la Fig. 5, à. 1000, t/m pour l'arbre primaire.
Conformément ?l'invention, les aubes peuvent égale- ment se déplacer aussi automatiquement, et ceci soit en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre secondaire, soit en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre primaire. Convenablement, cette modification de la posi- tion des aubes sera rendue dépendante de la vitesse de rotation de l'arbre primaire, et réglée de telle manière que ledit arbre primaire pourra conserver une vitesse de rotation constante. Toutefois, le décalage des aubes,en particulier dans les cas où. le véhicule doit surtout mar- cher à grande vitesse, pourra naturellement aussi s'effec tuer à la main ; ilfaudra alors veiller à c.e qu'on donne naissance aux conditions exposées à l'appui de la Fig. 5.
Conformément à l'invention, la section de passage de la pompe peut être réduite par l'action des aubes ré- glables; toutefois, cette réduction peut également être atteinte par le fait que l'on réduira l'intervalle exis-
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tant entre les pièces 4: et 6, en direction axiale. On ren contre toutefois des difficultés dans ce cas, pour dispo- ser d'un canal appropr ié à l'écoulement du fluide.
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Finaleme nt , et conformément l' invent ion, la var ia # tion de la grandeur de la section du canal de passage peut @tee obtenue par le fait qu'on provoque an autre mouvement relatif que celui mentionné plus haut, et se manifestant entre l'arbre primaire 3 et l'arbre 20 dihpo- sé à l'intérieur de celai-ci.
Le mouvement relatif peut notamment s'effectaer en direction axiale, l'arbre 20 étant par exemple susceptible de coulisser longitudinale- ment dans l'arbre 3, ce déplacement axial étant également transmis jusqu'à des aubes de pompes r églables.
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#NDlu9TITS.
1. Un changement de vitesse hydraulique pour la tram- mission do force entre deux arbres, comprenant une roue de pompe motrice et une roue de tarbine entraînée, les aubes de la roue de pompe motrice étant susueptibles d'osciller autour d'axes, alors que les aubes de la roue de turbine entraînée sont montées fixes sur ladite roue de turbine.
2. Un changement de vitesse hydraulique pour la transmission de force entre deux arbres, comprenant un:? roue de pompe motrice et une pluralité de couronnes d'au- bes de turbine entraînées, dans lequel le fluide d'accou- est conduit à travers la roue de pompe et les couronnes d'aubesde la turbine, en circuit fermé,les aubes de la roue de pompe étant montées oscillantes sur des axes, alors que les aubes appartenant aux couronnes d'aubes de la turbine sont montées fixes sur la roue de turbine.
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4. hangement de vitesse hydraulique suivant les re-
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