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Perfectionnement aux accouplements hydrauliques
La présente invention concerne les accouplements @ hydrauliques ou dispositifs du type cinétique dans lesquels un circuit annulaire du liquide actif est compris entre un élément tournant moteur et un élément tournant entraîné ayant un même axe, chacun de ces deux éléments comportant une co- quille incurvée limitant le circuit hydraulique; l'invention est relative en particulier au type d'accouplement destiné à travailler avec un circuit hydraulique partiellement rempli de liquide.
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Pour que de tels accouplements soient capables de transmettre la puissance avec un haut rendement, c'est-à-dire avec un glissement faible, il est nécessaire de réduire les pertes dues à l'agitation du liquide moteur et la formation des remous pendant sa circulation turbulente entre l'élément moteur et l'élément entraîné de l'accouplement. En consé- quence, dans les accouplements à hautrendement, les diffé- rents éléments formant le circuit hydraulique ont une forme telle que le circuit hydraulique est limité par des lignes à écoulement libre, de sorte que le courant du liquide moteur circulant entre l'élément moteur et l'élément entraîné n'est pas soumis à des déviations brusques pendant son passage à travers les éléments formant le circuit hydraulique.
Lorsqu'on utilise des accouplements à haut rendement du genre décrit dans des dispositifs de transmission de puissance, on a trouvé que, dans certaines conditions, il peut se produire des variations violentes de la valeur du couple transmis par l'accouplement, variations dues à l'instabilité du courant du liquide circulant entre les éléments moteur et entraîné de l'accouplement. Par exemple, dans un système connu de transmission de puissance, l'accouplement pourvu de moyens pour faire varier, pendant la marche, la quantité du liquide dans son circuit hydraulique, est intercalé entre une machine motrice et une machine entraînée nécessitant un couple de démarrage très élevé.
Dans cette disposition pendant que la machine motrice tourne la machine entraînée peut être mise en marche par admission du liquide dans le circuit hydraulique et on peut la ramener au repos en vidant le circuit hydraulique ou en réduisant la quantité du liquide admis. On a également trouvé que lorsque l'on
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accélère ouralentit, dans ces conditions, la machine entraînée, le glissement devient considérable, des variations du coupl.e peuvent se produire, de sorte qu'il est impossible de maintenir stables les conditions de vitesse de l'élément entraîné. Ces variations peuvent également provoquer une forte surcharge de la machine motrice, en particulier lorsque l'inertie de la machine entraînée est grande.
Dans un autre dispositif dans lequel la chambre motrice de l'accouplement est en partie remplie d'une quantité constante de liquide, on emploie l'accouplement pour relier une source d'énergie à vitesse variable à une charge exigeant un couple de démarrage élevé. Dans ce dispositif on a trouvé que les variations du couple peuvent avoir lieu lorsque la vitesse de la source d'énergie est relativement petite et lorsque le glissement de l'accouplement est grand.
On sait également que des oscillations du couple ont lieu lorsqu'on emploie un accouplement du type à remplissage variable appliqué à une source d'énergie à vitesse va- riable.
On pense que les oscillations du couple, mentionnées plus haut, sont provoquées de la façon suivante : lorsqu'un accouplement fonctionne avec un circuit hydraulique partiellement rempli et que son glissement est important, la. circulation du liquide moteur est irrégulière et indéterminée. Si toutefois le glissement diminue, la circulation prend une forme définie, par exemple celle d'un anneau de tourbillon superficiel à mouvement très rapide. Ce changement de la circulation se fait promptement et provoque une accélération plus ou moins accentuée de l'élément entraîné ou, autrement dit, une variation de puissance plus ou moins violente.
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Le courant du liquide devient ensuite moins violent sous l'influence accrue de la force centrifuge en passant dans les canalisations de l'élément entraîné, et finalement la circulation devient moins intense, de sorte que la valeur du couple baisse et le glissement augmente; le cycle peut alors recommencer.
L'invention a donc pour objet un accouplement perfectionné à haut rendement du type décrit dans lequel on a supprimé ou réduit à une valeur négligeable l'instabilité propre de l'appareil.
Conformément à l'une des formes de l'invention, dans un accouplement hydraulique ou dispositif du type décrit plus haut, dans lequel les parois limites du circuit hydraulique moteur ont une forme lisse, la continuité de la paroi libre est interrompue, et cette discontinuité est disposée de manière à empêcher la circulation tourbillonnaire superficielle très rapide du liquide, cette interruption n'opposant cependant une résistance relativement faible à la circulation normale du liquide, lors du fonctionnement avec faible glissement.
Dans une va,riante du dispositif faisant l'objet de l'invention, variante relative à un accouplement ou un dispositif du type décrit plus haut, dans lequel les parois limites du circuit moteur ont une forme lisse et dans lequel la quantité de liquide contenu dans la chambre motrice, comprenant ce circuit moteur est susceptible de varier pendant la marche de l'accouplement, on a prévu des moyens destinés à créer des solutions de continuité de la paroi lisse ce qui a pour but d'empêcher une circulation tourbillonnante du liquide.
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Conformément à. une autre forme de l'invention on a prévu des moyens dans l'accouplement hydraulique du dispositif du type décrit plus haut, dans lequel les parois limites du circuit moteur sont lisses, destinées à créer automatiquement - des solutions de continuité de la paroi lisse à la suite des variations du glissement se produisant dans l'accouplement et ce dans le but d'empêcher la circulation tourbillonnante du li- quide.
Lorsque l'accouplement perfectionné travaille avec un circuit hydraulique rempli partiellement et avec un glissement relativement élevé et lorsque corrélativement la vitesse de circulation du liquide moteur est grande la solution de continuité crée, conformément à l'invention, pour le liquide en circulation, une résistance suffisamment élevée pour supprimer l'instabilité de l'écoulement ou pour limiter le degré de l'instabilité à une valeur négligeable. Cette résistance est disposée de telle façon que lorsque l'accouplement fonctionne avec un glissement peu important et lorsque corrélativement la vitesse de la circulation est relativement peu élevée, elle se trouve sensiblement en dehors du circuit du courant liquide.
La, résistance peut encore être disposée de telle façon que même si elle est placée sur le trajet du courant circulant lentement, elle est de dimensions et de forme telles qu'elle n'empêche pas d'atindre le maximum de rendement de la transmission. Dans d'autres cas, la résistance peut être mise hors du circuit hy- draulique lorsque le glissement est peu important.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et repré- senté au dessin annexé qui montre schématiquement différentes formes d'accouplement du type "Vulcan" (ou du type dit "Fbttin- ger").
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Dans ce dessin :
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe par. tielle, suivant la,ligne 1-1 de la figure 2 d'une des formes de l'accouplement.
La figure 2 montre une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1, d'une partie de cet accouple,ment.
La. figure 3 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 4 d'une partie d'une variante de l'accouplement.
La figure 4 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3 d'une partie de cet accouplement.
La figure 5 est une vue en élévation et en coupe d'une partie d'une autre variante de l'accouplement.
La figure 6 est une vue en élévation et en coupe d'une autre variante de l'accouplement.
La. figure 7 est une vue en élévation et en coupe d'une partie d'une autre variante.
La figure 8 est une vue de front d'un détail du dispositif représenté figure 7, la coupe étant effectuée suivant la ligne 8-8 de cette figure.
La figure 9 est une vue en élévation et en coupe, suivant la ligne 9-9 de la figure 10, d'une autre variante de l'accouplement et
La figure 10 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 9 d'une partie de l'accouplement de cette figure 9.
Dans les différents exemples cités, l'élément moteur 3 est solidaire de l'arbre moteur 1, tandis que l'élément entraîné 4 est fixé sur l'arbre entraîné 2.
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Une partie de l'enveloppe 5 qui entoure la coquille de l'élément entraîné 4 est raccordée à la périphérie de l'élément moteur 3 et forme avec ce dernier une chambre de travail pour le liquide de l'accouplement. L'élément moteur est muni d'aubages 7 et 6 alternativement longs et courts, solidaires de la coquille, qui supportent le noyau guide 10.
D'une façon semblable l'élément entraîné' 4 est muni également d'aubages 9 et 8 alterna.tivement courts et longs supportant le noyau guide 11. Les canalisations d'entrée 12 du liquide sont pratiquées dans la masse du noyau de l'élément moteur 3 ou de l'élément entraîné 4, les orifices de sortie 13 servant à évacuer le liquide actif de la chambre de travail. Un robinet 14 de la conduite d'alimentation du liquide moteur sous pression convenable, règle l'admission de celui-ci dans la chambre de travail.
Dans le dispositif représenté figures 1 et 2, un manchon fixe 15 entourant l'arbre entraîné 2 est muni d'un conduit d'admission 16 et d'un conduit d'échappement 17 du liquide moteur. Le manchon est fixé par des boulons non représentés à une tubulure de distribution à cloisons 18 et 19 comportant un conduit d'admission 26 et un conduit d'échappement 25 du liquide moteur. Un tube d'évacuation 20 qui communique par le conduit 17 avec celui d'échappement 25 est fixé sur le manchon 15 et il est logé dans la cavité 27 se trouvant entre une enveloppe 5 et une autre enveloppe extérieure 21 fixée à la périphérie de la chambre 6 et convena- blement raccordée au distributeur 18, 19.
L'extrémité libre du tube 2D est orientée dans le sens contraire à celui du mouvement normal des parties voisines de l'accouplement. Les orifices de décharge 13 ont une section réduite et ils établissent la communication entre la chambre de travail et la cavité d'évacuation 27,
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Une pièce en forme d'étoile 22 comportant des dents radiales 23 est fixée par des vis 24 au moyeu de l'élément entrainé 4, la disposition étant telle que deux dents 23 soient placées dans chacun des intervalles compris entre deux aubages longs 9 successifs.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : le liquide pénètre dans l'accouplement par le robinet 14, le passage 26 et les conduits 16 et 12 et entre dans le circuit de travail par un espace de raccordement entre les éléments de l'accouplement. Aussi longtemps qu'il y a du liquide dans la chambre de travail, il est évacué en quantité limitée par les orifices 13 et il est ensuite éloigné de la cavité d'éva" cuation 27 par le tube 20, d'où il pénètre dans le conduit 17 et dans le passage d'échappement 25. Il en résulte qu'on peut faire varier à volonté la quantité du liquide de la chambre de travail en agissant sur le robinet 14.
L'anneau tourbillonnant superficiel à grande vitesse, tel qu'il se forme lorsque la quantité du liquide est relativement petite et lorsque le glissement est grand, rencontre les dents 23 et est partiellement détruit, ce qui empêche l'établissement d'un régime d'écoulement instable. Lorsque la quantité de liquide dans le circuit de travail augmente, la vitesse de la circulation baisse et le glissement diminue ; l'effet produit par les dents 23 devient moins accentué, et, lorsque l'accouplement travaille dans les conditions de glissement moindre, ces dents n'opposent qu'une résistance insignifiante au flux hydraulique. L'action de ces dents peut être rapidement modifiée en les inclinant plus ou moins par rapport au plan dans lequel se trouve la jonction hydraulique entre les éléments de l'accouplement.
Un accouplement de ce type peut travailler avec un rendement maximum d'environ 98,5 %, en l'absence
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de la pièce en forme d'étoile, tandis que l'adjonction de cette pièce dont la forme serait d'ailleurs susceptible de rendre négligeable l'effet des variations brusques de puissance, aba.isse le rendement de moins de 1 %.
En se référant au dispositif des figures 3 et 4, le liquide est évacué de la chambre de travail par un orifice 13a pratiqué dans l'enveloppe 5a, qui peut être contrôlé d'une façon continue par une bague obturatrice 33. L'admission du liquide se fait par un manchon fixe 30 entourant l'arbre 2 et muni d'un conduit annulaire 31 qui communique au moyen de canaux radiaux percés dans l'arbre 2 avec un conduit axial 32 pratiqué dans cet arbre et communiquant à son tour avec les canaux 12a conduisant à la chambre de travail de l'accouplement. Dans ce dispositif les aubages longs 9 de l'élément entraîné sont pourvus de languettes 34 placées sur leur côté d'écoulement et disposées de façon à masquer une partie du passage du liquide du côté du bord de fuite des aubages pris par rapport au sens de la rotation normale de l'accouplement.
Dans la variante représentée figure 5, les passages d'évacuation sont constitués par des tubes 13b partant du canal annulaire 40, qui se trouve à l'intérieur du noyau guide 10a et disposés dans l'élément moteur 3a, tandis que les conduits d'admission 12b sont pratiqués dans le moyeu de l'élément entraîné 4a. Le circuit hydraulique présente à sa partie la plus avancée radialement vers l'intérieur une sorte de gradin 41 orienté contre le sens normal de la circulation du liquide actif et comprenant une surface supérieure 42 et une surface inférieure 43, toutes les deux noyées dans la paroi limite lisse du circuit hydraulique. Le contour correspondant du circuit dans un accouplement de forme normale est indiqué en pointillé en 44.
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Dans cette variante le gradin sert à détruire le courant superficiel très rapide, mais il se trouve rempli par un matelas d'un liquide plus ou moins inerte, lorsqu'un courant moins rapide et plus profond passe au-dessus de lui; il en résulte donc que le gradin offre une résistance très faible à.la circulation lorsque l'accouplement fonctionne en pleine vitesse, avec le circuit hydraulique plein et, par conséquent, avec un faible glissement.
Dans le dispositif figure 6 la partie du circuit hydraulique la plus rapprochée de l'axe de rotation de l'accouple-.ment a également une section élarg'is, la partie la plus rapprochée de l'axe étant formée de courbes 50 et 51 disposées de façonna former une poche ou une dépression annulaire.
Une pièce annulaire 52 est fixée à un des éléments 3b ou 4b de l'accouplement, soit par exemple à l'élément entraîné 4b.
Cette pièce est fixée à l'aide de vis 53 et son diamètre est tel qu'elle s'engage dans le circuit hydraulique. Des canaux 12c servent pour l'admission du liquide dans le circuit hydraulique. La surface de la section transversale du circuit hydraulique mesurée entre la périphérie de la pièce 52 et la partie la plus rapprochée de l'axe de rotation des éléments 10 et 11 du noyau guide correspond à la surface de la section en cet endroit dans un accouplement de forme ordinaire dont le contour est indiqué en 54 en pointillé. Dans une variante de ce dispositif on pourrait supprimer la poche de dépression annulaire; la pièce annulaire 52 pourrait alors s'engager légèrement dans le circuit hydraulique en produisant une légère diminution locale de la section.
Dans les types des accouplements figures 1 à 6, qu'on vient de décrire, les solutions de continuité des parois lisses du circuit hydraulique avaient une valeur fixe, con-
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trairement aux variantes qu'on va décrire plus bas, où on a prévu des moyens pour provoquer la discontinuité dans la paroi lisse suivant le besoin.
Dans le dispositif représenté figures 7 et 8, le manchon fixe 34a d'alimentation en liquide entoure l'arbre mo. teur 1, le liquide étant admis par le robinet d'admission 14, le passage annulaire 3Ia, un conduit axial 32a et des conduits d'entrée 12d pratiqués dans l'élément moteur 3c. Le moyeu 60 de l'élément entraîné 4c présente une partie annulaire cylindrique comportant une partie 67 mobile dans le sens axial.
Cette partie mobile est constituée par une coquille 62 et des ailettes 63 disposées en regard des ailettes 8a de l'élément entraîné. La partie centrale de l'élément moteur 3c est découpée pour former un espace 61 permettant à la pièce 67 de se déplacer axialement. Plusieurs, par exemple trois, tiges à filetage allongées 64 sont logées dans les alésages taraudés pratiqués dans la pièce 67 et sont maintenus en 65 dans l'élément entraîné. Des lames 66 relativement longues sont clavetées sur les tiges 64 et elles sont placées dans l'espace compris entre la coquille de l'élément entraîné 4c et l'enveloppe 5b.
Le fonctionnement de cet accouplement est le suivant :
Lorsque l'accouplement fonctionne avec un glissement faible, et, par conséquent, lorsque l'élément entraîné 4c tourne à une vitesse relativement élevée, la force centrifuge provoquée par la rotation de cet élément relève les lames 66 et les oriente radialement comme le montre la figure 8 en A, le passage du liquide à travers l'élément entraîné présente donc des surfaces lisses. Lorsque la quantité du liquide dans la chambre de travail est diminuée et le glissement est plus grand, le liquide circulant dans la chambre 5b rencontre les
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lames 66 et les fait tourner ainsi que les tiges 64 dans la position indiquée en B.
La rotation des tiges filetées 64 déplace la pièce 6? axialement et engage l'espace 61 découpé dans l'élément menant 3c, de sorte que la coquille, 62 fait saillie dans les passages dé l'élément entraîné et produit ainsi une solution de continuité du contour de cet élément.
Dans le dispositif des figures 9 et 10 la solution de continuité est réalisée à l'aide de lames 90 dont chacune est supportée par deux tiges pouvant glisser dans des bagues 92 solidaires du noyau guide llb, la disposition en étant telle qu'elles peuvent s'engager dans le circuit actif, ou bien elles peuvent en être complètement retirées et se loger alors dans un évidement 96 que présente la partie la plus éloignée de l'axe de l'élément entraîné .4e. Les tiges 91 sont repoussées vers l'axe de rotation de l'accouplement au moyen de ressorts 93 comprimés entre la partie extérieure du noyau guide llb et les rondelles 94 maintenues par des goupilles 95 sur les tiges 91.
Dans cette disposition, lorsque le glissement est important et la vitesse de l'élément entraîné est peu élevée, l'action du ressort 93 l'emporte sur celle de la force centrifuge due à la rotation de cet élément et les lames 90 sont obligées de s'engager partiellement dans les extrémités du passage du liquide de l'élément entraîné. Lorsque le glissement décroît avec l'augmentation de la quantité du liquide dans la chambre de travail, la force centrifuge surpasse la pression des ressorts et les lames 90 sont repoussées dans l'évidement 96 en dégageant le passage du liquide s'écoulant entre l'élément moteur et l'élément entraîné.
Bien que dans les formes de réalisation décrites la. résistance est réalisée au moyen de solutions de continuité
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tout au moins partielles des parois limites incurvées du circuit moteur hydraulique, elle pourrait être réalisée uniquement et sans sortir des limites de l'invention par la discontinuité de la surface des aubages.
L'invention peut s'appliquer bien entendu aux dispositifs hydrauliques, c'est-à-dire à des dispositifs de transmission hydro-cinétique où le circuit hydraulique comprend une pièce à réaction fixe et qui fait varier le couple comme dans le cas d ?un moteur et d'un arbre entraîné.
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Improvement in hydraulic couplings
The present invention relates to hydraulic couplings or devices of the kinetic type in which an annular circuit of the active liquid is comprised between a motor rotating element and a driven rotating element having the same axis, each of these two elements comprising a curved limiting shell. the hydraulic circuit; the invention relates in particular to the type of coupling intended to work with a hydraulic circuit partially filled with liquid.
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In order for such couplings to be able to transmit power with high efficiency, that is, with low slip, it is necessary to reduce losses due to the agitation of the motor liquid and the formation of eddies during its turbulent circulation between the driving element and the driven element of the coupling. Consequently, in high efficiency couplings, the various elements forming the hydraulic circuit have a shape such that the hydraulic circuit is limited by free-flowing lines, so that the current of the motor liquid circulating between the element. motor and the driven element is not subjected to sudden deviations during its passage through the elements forming the hydraulic circuit.
When using high efficiency couplings of the kind described in power transmission devices, it has been found that under certain conditions there can be violent variations in the value of the torque transmitted by the coupling, variations due to instability of the current of liquid flowing between the driving and driven elements of the coupling. For example, in a known power transmission system, the coupling provided with means for varying, during operation, the quantity of liquid in its hydraulic circuit, is interposed between a prime mover and a driven machine requiring a starting torque. very high.
In this arrangement, while the prime mover is rotating, the driven machine can be started by admitting liquid into the hydraulic circuit and can be brought back to rest by emptying the hydraulic circuit or by reducing the quantity of liquid admitted. We have also found that when we
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accelerates or slows down, under these conditions, the driven machine, the slip becomes considerable, variations of the torque may occur, so that it is impossible to keep the speed conditions of the driven member stable. These variations can also cause a strong overload of the driving machine, in particular when the inertia of the driven machine is large.
In another device in which the driving chamber of the coupling is partially filled with a constant amount of liquid, the coupling is employed to connect a variable speed power source to a load requiring a high starting torque. In this device it has been found that variations in torque can take place when the speed of the power source is relatively small and when the slip of the coupling is large.
It is also known that torque oscillations occur when employing a variable fill type coupling applied to a variable speed power source.
It is believed that the torque oscillations, mentioned above, are caused in the following way: when a coupling operates with a partially filled hydraulic circuit and its sliding is significant, the. Motor fluid circulation is irregular and indeterminate. If, however, the slip decreases, the circulation takes on a definite shape, for example that of a very fast-moving superficial tourbillon ring. This change in circulation takes place quickly and causes a more or less accentuated acceleration of the driven element or, in other words, a more or less violent variation of power.
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The current of the liquid then becomes less violent under the increased influence of the centrifugal force passing through the pipes of the driven element, and finally the circulation becomes less intense, so that the value of the torque decreases and the slip increases; the cycle can then start again.
The subject of the invention is therefore an improved high-efficiency coupling of the type described in which the instability inherent in the apparatus has been eliminated or reduced to a negligible value.
According to one of the forms of the invention, in a hydraulic coupling or device of the type described above, in which the boundary walls of the motor hydraulic circuit have a smooth shape, the continuity of the free wall is interrupted, and this discontinuity is arranged so as to prevent the very rapid superficial vortex circulation of the liquid, this interruption not however opposing a relatively low resistance to the normal circulation of the liquid, during operation with low slip.
In a variant of the device forming the subject of the invention, a variant relating to a coupling or a device of the type described above, in which the boundary walls of the motor circuit have a smooth shape and in which the quantity of liquid contained in the drive chamber, comprising this motor circuit is capable of varying during the operation of the coupling, means are provided for creating solutions of continuity of the smooth wall, the purpose of which is to prevent swirling circulation of the liquid .
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In accordance with. another form of the invention means are provided in the hydraulic coupling of the device of the type described above, in which the boundary walls of the motor circuit are smooth, intended to automatically create - solutions of continuity from the smooth wall to as a result of the variations of the slip occurring in the coupling, with the aim of preventing the swirling circulation of the liquid.
When the improved coupling works with a partially filled hydraulic circuit and with a relatively high slip and when correlatively the speed of circulation of the motor liquid is high, the solution of continuity creates, in accordance with the invention, for the liquid in circulation, a resistance sufficiently high to suppress the instability of the flow or to limit the degree of the instability to a negligible value. This resistance is arranged in such a way that when the coupling operates with little slip and when correspondingly the speed of the circulation is relatively low, it is located substantially outside the circuit of the liquid current.
The resistor can still be arranged in such a way that even if it is placed in the path of the slowly flowing current, it is of such size and shape that it does not prevent the maximum efficiency of the transmission from being reached. In other cases, the resistance can be taken out of the hydraulic circuit when the slip is not great.
By way of example, there has been described below and shown in the accompanying drawing which schematically shows different forms of coupling of the "Vulcan" type (or of the so-called "Fbttinger" type).
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In this drawing:
Figure 1 is an elevational view in section through. tielle, according to, line 1-1 of Figure 2 of one of the forms of the coupling.
Figure 2 shows an elevational view in section along the line 2-2 of Figure 1, of a part of this coupling, ment.
Figure 3 is an elevational view in section taken on line 3-3 of Figure 4 of part of an alternative coupling.
Figure 4 is an elevational view in section taken on line 4-4 of Figure 3 of a portion of this coupling.
Figure 5 is an elevational view in section of part of another variant of the coupling.
Figure 6 is an elevational view in section of another variant of the coupling.
Figure 7 is an elevational view in section of part of another variant.
FIG. 8 is a front view of a detail of the device shown in FIG. 7, the section being taken along line 8-8 of this figure.
Figure 9 is an elevational view in section, taken on line 9-9 of Figure 10, of another variant of the coupling and
Figure 10 is an elevational view in section taken on line 10-10 of Figure 9 of a portion of the coupling of this Figure 9.
In the various examples cited, the driving element 3 is integral with the driving shaft 1, while the driven element 4 is fixed on the driven shaft 2.
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A part of the casing 5 which surrounds the shell of the driven element 4 is connected to the periphery of the driving element 3 and forms with the latter a working chamber for the liquid of the coupling. The motor element is provided with alternately long and short blades 7 and 6, integral with the shell, which support the guide core 10.
Similarly, the driven element 4 is also provided with alternately short and long blades 9 and 8 supporting the guide core 11. The inlet pipes 12 of the liquid are formed in the mass of the core of the. motor element 3 or driven element 4, the outlet ports 13 serving to evacuate the active liquid from the working chamber. A valve 14 of the supply line of the engine liquid under suitable pressure, regulates the admission of the latter into the working chamber.
In the device shown in FIGS. 1 and 2, a fixed sleeve 15 surrounding the driven shaft 2 is provided with an intake duct 16 and an exhaust duct 17 for the engine liquid. The sleeve is fixed by bolts (not shown) to a distribution manifold with partitions 18 and 19 comprising an intake duct 26 and an exhaust duct 25 for the engine liquid. An evacuation tube 20 which communicates via the duct 17 with the exhaust 25 is fixed on the sleeve 15 and it is housed in the cavity 27 located between a casing 5 and another outer casing 21 fixed to the periphery of the chamber 6 and suitably connected to distributor 18, 19.
The free end of the 2D tube is oriented in the opposite direction to that of the normal movement of the neighboring parts of the coupling. The discharge orifices 13 have a reduced cross section and they establish communication between the working chamber and the discharge cavity 27,
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A star-shaped piece 22 comprising radial teeth 23 is fixed by screws 24 to the hub of the driven element 4, the arrangement being such that two teeth 23 are placed in each of the intervals between two successive long blades 9.
The operation of this device is as follows: the liquid enters the coupling through the valve 14, the passage 26 and the conduits 16 and 12 and enters the working circuit through a connection space between the elements of the coupling. As long as there is liquid in the working chamber, it is discharged in a limited quantity through the orifices 13 and is then removed from the discharge cavity 27 through the tube 20, from where it enters. the conduit 17 and in the exhaust passage 25. As a result, the quantity of liquid in the working chamber can be varied at will by acting on the valve 14.
The high speed superficial swirling ring, as formed when the amount of the liquid is relatively small and the slip is large, meets the teeth 23 and is partially destroyed, which prevents the establishment of a drip regime. unstable flow. When the quantity of liquid in the working circuit increases, the speed of the circulation decreases and the slip decreases; the effect produced by the teeth 23 becomes less accentuated, and, when the coupling works under conditions of less sliding, these teeth oppose only insignificant resistance to the hydraulic flow. The action of these teeth can be quickly modified by inclining them more or less with respect to the plane in which the hydraulic junction between the elements of the coupling is located.
A coupling of this type can work with a maximum efficiency of about 98.5%, in the absence
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of the star-shaped part, while the addition of this part, the shape of which would moreover be liable to render the effect of sudden power variations negligible, reduces the efficiency by less than 1%.
Referring to the device of Figures 3 and 4, the liquid is discharged from the working chamber through an orifice 13a made in the casing 5a, which can be continuously controlled by a shutter ring 33. The inlet of the liquid is made by a fixed sleeve 30 surrounding the shaft 2 and provided with an annular duct 31 which communicates by means of radial channels drilled in the shaft 2 with an axial duct 32 formed in this shaft and communicating in turn with the channels 12a leading to the working chamber of the coupling. In this device, the long blades 9 of the driven element are provided with tongues 34 placed on their flow side and arranged so as to mask part of the passage of the liquid on the side of the trailing edge of the blades taken with respect to the direction of flow. normal rotation of the coupling.
In the variant shown in Figure 5, the discharge passages are formed by tubes 13b starting from the annular channel 40, which is located inside the guide core 10a and arranged in the driving element 3a, while the ducts of intake 12b are formed in the hub of the driven element 4a. The hydraulic circuit has at its most radially inwardly advanced part a kind of step 41 oriented against the normal direction of circulation of the active liquid and comprising an upper surface 42 and a lower surface 43, both embedded in the wall. smooth limit of the hydraulic circuit. The corresponding outline of the circuit in a normally-shaped coupling is shown in dotted lines at 44.
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In this variant, the step serves to destroy the very rapid surface current, but it is filled by a mattress of a more or less inert liquid, when a slower and deeper current passes above it; the result therefore is that the step offers very low resistance to circulation when the coupling is operating at full speed, with the hydraulic circuit full and, consequently, with little slip.
In the device Figure 6 the part of the hydraulic circuit closest to the axis of rotation of the coupling-.ment also has an enlarged section, the part closest to the axis being formed by curves 50 and 51 arranged to form an annular pocket or depression.
An annular part 52 is fixed to one of the elements 3b or 4b of the coupling, for example to the driven element 4b.
This part is fixed using screws 53 and its diameter is such that it engages in the hydraulic circuit. Channels 12c serve for the admission of liquid into the hydraulic circuit. The area of the cross section of the hydraulic circuit measured between the periphery of the part 52 and the part closest to the axis of rotation of the elements 10 and 11 of the guide core corresponds to the area of the section at this location in a coupling of ordinary shape, the outline of which is indicated at 54 in dotted lines. In a variant of this device, the annular vacuum pocket could be eliminated; the annular part 52 could then engage slightly in the hydraulic circuit, producing a slight local reduction in the section.
In the types of couplings in Figures 1 to 6, which have just been described, the solutions of continuity of the smooth walls of the hydraulic circuit had a fixed value, con-
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trairement to the variants which will be described below, where means have been provided for causing the discontinuity in the smooth wall as required.
In the device shown in Figures 7 and 8, the fixed sleeve 34a for supplying liquid surrounds the shaft mo. tor 1, the liquid being admitted through the inlet valve 14, the annular passage 3Ia, an axial duct 32a and inlet ducts 12d formed in the motor element 3c. The hub 60 of the driven element 4c has a cylindrical annular part comprising a part 67 movable in the axial direction.
This movable part is constituted by a shell 62 and fins 63 arranged opposite the fins 8a of the driven element. The central part of the motor element 3c is cut to form a space 61 allowing the part 67 to move axially. Several, for example three, elongated thread rods 64 are accommodated in the threaded bores in the part 67 and are held at 65 in the driven member. Relatively long blades 66 are keyed to the rods 64 and they are placed in the space between the shell of the driven element 4c and the casing 5b.
The operation of this coupling is as follows:
When the coupling operates with low slip, and therefore when the driven element 4c rotates at a relatively high speed, the centrifugal force caused by the rotation of this element raises the blades 66 and orients them radially as shown in the figure. Figure 8 in A, the passage of the liquid through the driven element therefore has smooth surfaces. When the amount of liquid in the working chamber is decreased and the slip is greater, the liquid flowing in the chamber 5b meets the
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blades 66 and rotates them and the rods 64 in the position indicated in B.
The rotation of the threaded rods 64 moves the part 6? axially and engages the space 61 cut in the driving element 3c, so that the shell, 62 protrudes into the passages of the driven element and thus produces a solution of continuity of the contour of this element.
In the device of FIGS. 9 and 10, the solution of continuity is achieved using blades 90 each of which is supported by two rods which can slide in rings 92 integral with the guide core 11b, the arrangement being such that they can s 'engage in the active circuit, or they can be completely withdrawn therefrom and then be housed in a recess 96 which presents the part furthest from the axis of the driven element .4e. The rods 91 are pushed back towards the axis of rotation of the coupling by means of springs 93 compressed between the outer part of the guide core 11b and the washers 94 held by pins 95 on the rods 91.
In this arrangement, when the sliding is important and the speed of the driven element is low, the action of the spring 93 outweighs that of the centrifugal force due to the rotation of this element and the blades 90 are forced to partially engage the ends of the liquid passage of the driven element. As the slip decreases with the increase in the amount of liquid in the working chamber, the centrifugal force overcomes the pressure of the springs and the leaves 90 are pushed back into the recess 96, clearing the passage of the liquid flowing between it. motor element and driven element.
Although in the embodiments described 1a. resistance is achieved by means of solutions of continuity
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at least partial of the curved boundary walls of the hydraulic motor circuit, it could be produced only and without departing from the limits of the invention by the discontinuity of the surface of the blades.
The invention can of course be applied to hydraulic devices, that is to say to hydro-kinetic transmission devices where the hydraulic circuit comprises a fixed reaction part and which varies the torque as in the case of? a motor and a driven shaft.