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Perfectionnements aux dispositifs de commande des compresseurs de suralimentation pour moteurs à combustion interne .
La présente invention concerne les dispositifs de commande des compresseurs de suralimentation pour moteurs à combustion interne. Elle a pour but d'apporter des modifica- tions aux mécanismes de transmission généralement utilisés dans ces dispositifs,afin de parer aux inconvénients qu'ils présentent.
Un mécanisme de transmission généralement utilisé comprend un arbre moteur et un arbre entraîné montés coaxiale- ment, ce dernier portant le rotor du compresseur. L'arbre moteur porte un pignon, et l'arbre entraîné une roue dentée.
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Ces engrenages engrènent respectivement avec des pignons mon- tés sur deux ou plusieurs arbres de renvoi comportant chacun un embrayage à glissement dont les organes sont reliés, res- pectivement, aux roues dentées de l'arbre correspondant.
Dans ce mode de réalisation, c'est le glissement des embraya- ges qui équilibre le couple moteur par l'intermédiaire des arbres de renvoi, mais il est toutefois difficile de réa- liser des embrayages susceptibles de limiter le couple moteur de manière suffisamment identique dans toutes les conditions de service pour assurer l'équilibrage voulu du couple par l'intermédiaire des arbres de renvoi.
Le dispositif suivant la présente invention comprend, tout comme ke mécanisme connu, un arbre moteur, un arbre en- traîné pouvant être coaxial à l'arbre moteur et portant le rotor du compresseur ou accouplé à ce rotor, et une ou plusieurs paires d'arbres de renvoi comportant des pignons servant à transmettre l'effort de l'arbre moteur au rotor par l'intermédiaire des arbres de renvoi.
Suivant l'inven- tion, cette transmission comprend en outre un mécanisme compensateur ou différentiel dont un organe est relié à l'arbre moteur ou à l'arbre entraîné, soit directement,soit par l'intermédiaire d'engrenages de transmission, et dont les autres organes sont reliés respectivement, soit direc- tement, soit par un mécanisme de transmission, aux deux arbres de renvoi, de manière à assurer l'équilibrage du couple moteur transmis par l'intermédiaire de ces derniers.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le mécanisme de transmission entre l'arbre de commande ou l'ar-
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bre entraîné, d'une part, et les arbres de renvoi, d'autre part, comprend au moins une paire de roues dentées, coaxiales et jumelées, montées coaxialement à l'arbre de commande ou à l'arbre entraîné, et engrenant respectivement avec des pignons des arbres de renvoi correspondants, et comprend également un mécanisme compensateur ou différentiel servant à transmettre l'effort entre les roues dentées, jumelées et coaxiales, et l'arbre moteur ou l'arbre entraîné.
Ce mécanis- me compensateur ou différentiel relie l'une à l'autre les roues dentées, jumelées et coaxiales, de telle manière que la réaction qu'il produit sur l'une d'elles est conditionnée par une réaction égale exercée sur l'autre, de façon qu'il puisse se produire au moins un certain mouvement relatif en- tre ces roues, et que l'équilibrage du couple moteur trans- mis par les arbres de renvoi soit assuré.
On peut, par exemple, monter folles une paire de roues dentées jumelées, coaxialement à l'arbre moteur, de manière que chacune d'elles engrène avec un pignon porté par un arbre de renvoi séparé et constitue également un or- gane d'un différentiel (du type ordinaire, par exemple) dont les pignons satellites sont montés sur un support constituant un organe entraîneur monté sur l'arbre moteur et commandé par ce dernier. L'effort de l'arbre moteur est ainsi trans- mis aux roues dentées jumelées par l'intermédiaire des pi- gnons satellites du différentiel, ce dernier permettant aux roues jumelées de tourner l'une par rapport à l'autre et assurant ainsi l'équilibrage du couple moteur dans les deux arbres de renvoi.
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Suivant une variante, l'arbre moteur principal peut transmettre l'effort moteur, par l'intermédiaire d'engrena- ges, à un arbre moteur secondaire ou intermédiaire sur lequel est monté l'organe entraîneur du mécanisme compensateur ou différentiel dont les deux organes entraînés sont montés de manière à tourner fous, coaxialement à cet arbre secondaire.
Un de ces organes entraînés constitue un arbre de renvoi re- lié, par une transmission à engrenages,, ) l'arbre entraîné le- quel est, de préférence, coaxial à l'arbre moteur principal, tandis que l'autre organe entraîné est relié, à l'aide d'une transmission comprenant par exemple une roue dentée coaxiale à l'arbre moteur principal,à un deuxième arbre de renvoi lequel est également relié par une transmission à engrenages à l'arbre entraîné.
Une autre variante encore ne se distingue de la pré- cédente qu'en ce que les deux organes entraînés du mécanisme différentiel peuvent être reliés respectivement, à l'aide d'engrenages, à deux arbres de renvoi séparés, servant à transmettre l'effort moteur à l'arbre entraîné.
Dans toutes les dispositions décrites ci-dessus, le mécanisme compensateur peut comprendre, au lieu d'une transmission différentielle du type ordinaire, un organe rotatif (dénommé ci-après organe entraîneur) muni de bras radiaux sur chacun desquels est monté fou un levier à deux bras dont l'un est relié à un organe entraîné, disposé de manière à tourner coaxialement à l'organe entraîneur,tandis que l'autre bras du levier vient en prise avec le second organe entraîné,également coaxial.à l'organe entraîneur, Cette disposition des pièces a pour effet de constituer un
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mécanisme différentiel, mais en raison de ce que les leviers à deux bras sont reliés respectivement aux deux organes en- traînés, il ne peut se produire entre ces derniers qu'un mouvement de rotation limité.
D'autre part, le mécanisme compensateur peut com- prendre, dans certains cas, un organe entraîneur relié aux organes entraînés par des ressorts ou autres éléments élas- tiques ou mobiles, susceptibles d'accoupler l'organe entrai- neur à chacun des organes entraînés avec suffisamment de souplesse pour assurer que le couple moteur transmis des deux arbres de renvoi à l'arbre entraîné soit sensiblement équilibré.
Les modes de réalisation suivant la présente inven- tion peuvent comprendre un ou plusieurs embrayages à glis- sement, par exemple à friction ou hydraulique, ce ou ces dis- positifs étant soit interposés dans le mécanisme servant à transmettre l'effort au différentiel ou mécanisme compensa- teur, soit intercalés entre l'arbre entraîné et le rotor, afin de limiter le couple moteur susceptible d'être trans- mis par le mécanisme et de prévenir des efforts excessifs, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre moteur augmente ou décroît rapidement, par exemple.
D'autre part, lorsqu'on utilise un mécanisme différentiel de type ordinaire, sus- ceptible de permettre à ses trois organes de tourner li- brement par rapport les uns aux autres de toute quantité voulue, on peut disposer un ou plusieurs embrayages à glis- sement, par exemple à friction ou hydrauliques, de manière que ce glissement ait pour résultat une rotation relative entre les organes du mécanisme différentiel.
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On peut réaliser l'invention de différentes manières dont certaines sont représentées assez schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, sur les dessins ci-annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de côté, partie en coupe, d'un mode de réalisation comprenant une commande directe, sans interposition d'embrayages à friction ou à glissement entre l'arbre moteur et l'arbre entraîné.
Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1, représen- tant une variante dans laquelle des embrayages du type à friction et glissement sont prévus.
Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1 montrant une variante avec dispositif de transmission hydraulique du type à réaction, servant à transmettre l'effort d'un des arbres de renvoi à l'arbre entraîné,
Fig. 4 est une vue analogue à la Fig. 1 , montrant une autre variante dans laquelle un embrayage à glissement est intercalé entre l'arbre moteur et un organe de commande,
Fig. 5 est une vue analogue à la Fig. 1, montrant encore une autre variante comportant un dispositif de trans- mission hydraulique du type à réaction, entre l'arbre entrai- né et le rotor du compresseur, et
Fig. 6 montre encore une variante, dont le mécanis- me de transmission comprend un embrayage à friction.
Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig.l, l'appareil comprend un arbre moteur A monté dans des pa- liers fixes A1 et disposé coaxialement à un arbre entraîné B, lequel est monté dans des paliers fixes B1 et porte un rotor de compresseur B2. Deux roues dentées jumelées C, Cl sont
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montées de manière à tourner librement sur l'arbre moteur A.
La roue dentée C engrène avec un pignon D solidaire d'un ar- bre de renvoi D1, lequel est monté dans des paliers fixes D2 et porte un engrenage D3 engrenant avec un pignon B3 solidaire de l'arbre entraîné B, tandis que la roue dentée C1 engrène avec un pignon B solidaire d'un arbre de renvoi E1, monté dans des paliers fixes E2 et portant un engrenage E3 engrenant avec le pignon B3 de l'arbre entraîné B, les axes des deux arbres de renvoi D E1 se trouvant diamétralement opposés de part et d'autre de l'axe commun des arbres moteur et entraîné A, B, et les pignons D, E, ainsi que les engrenages D3,E3 ayant deux par deux le même diamètre.
L'arbre moteur A porte un organe d'entraînement F formant croisillon avec deux axes radiaux F1 sur chacun desquels est pivoté un organe d'accouplement F2 à deux bras dont les extrémités comportent chacune une partie F3, sphérique ou autre, se logeant dans des évidements correspondants des roues dentées C, C1.
On voit donc que la commande est transmise de l'ar- bre moteur A aux deux roues dentées, C, C1, par l'inter- médiaire du croisillon F et des organes d'accouplement F2, de manière à faire tourner ces roues dentées sensiblement en synchronisme, ce qui a pour effet de transmettre l'effort à l'arbre entraîné B par l'intermédiaire des deux arbres de renvoi D1, E1.
Du fait toutefois que les organes d'accou- plement F2 peuvent osciller autour de leurs pivots F1, il est possible aux roues dentées C, C1 de tourner quelque peu l'une par rapport à l'autre, et on peut donc considérer que
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ces roues dentées C, C1 et les organes F, F1, F2 constituent tous ensemble un mécanisme différentiel susceptible de permettre entre ses organes un déplacement relatif qui, tout en étant restreint, suffit pour assurer qu'un couple moteur sensiblement égal soit transmis par les deux arbres de renvoi D1, El, respectivement, et qu'il y ait sensible- ment équilibre entre ce couple et les efforts que les engrena- ges D3, E transmettent à l'arbre entraîné.
Dans la variante représentée sur la Fig. 2, essen- tiellement analogue au mode de réalisation de la Fig. l,un arbre moteur A, monté dans des paliers fixes A1, est coa- xial à un arbre entraîné B, monté dans des paliers fixes B1 et portant un rotor de compresseur B2. Sur l'arbre moteur sont montées folles deux roues dentées G, G1, coaxiales à cet arbre. La roue dentée G engrène avec un pignon H d'un arbre de renvoi Hl, tandis que la roue dentée Gl engrène avec un pignon J d'un arbre de renvoi Jl. Sur l'arbre de renvoi H est monté fou un engrenage H2, qui lui est relié par l'intermédiaire d'un embrayage à friction H3 dont l'organe entraïneur H4 est fixé à l'arbre de renvoi, tandis que son organe entraîné est formé d'un manchon H5, fixé à l'engrenage H2.
De même, sur l'arbre de renvoi J1 est mon- té fou un engrenage J2 , qui lui est relié par un embrayage à friction J3. Les engrenages J2, H2engrènent tous deux avec un pignon B3, solidaire de l'arbre entraîné B.
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Les faces internes adjacentes des roues dentées G, G1 'portent des dentures constituant des engrenages coniques, lesquels engrènent avec des pignons coniques K montés fous sur les bras radiaux K1 d'un croisillon K2, fixé rigidement à l'arbre moteur il. Cet ensemble de piè- ces constitue un mécanisme différentiel permettant de trans- mettre l'effort de l'arbre moteur A aux deux roues dentées G, G1. Onvoit que grâce à cette disposition, l'arbre moteur A transmet le couple de manière égale aux deux arbres de renvoi H1, J1, par l'intermédiaire du mécanisme différen- tiel, et ce malgré les variations de glissement pouvant se produire dans les embrayages J; h3. Ces embrayages servent également à empêcher que le dispositif tout entier ne soit soumis à un couple moteur excessif.
Dans la variante représentée sur la Fig.3, la réa- lisation et la disposition de 1-',arbre moteur A, de l'arbre entrainé B, des roues dentées jumelées G, Gl et du mécanis- me différentiel, sont sensiblement .analogues à celles sui- vant la Fig. 2. Toutefois, dans cette variante l'arbre de renvoi J1 porte un engrenage J4 qui est calé sur lui et qui engrène avec le pignon B3, tandis que sur l'arbre de renvoi H1 est monté un organe H6 d'un dispositif de transmission hydraulique, du type à réaction,dont l'autre organe H. est fixé rigidement à un engrenage H8, engrenant .avec le pignon B3.
On voit que, dans ce mode de réalisation, l'arbre moteur A transmet la commande aux deux roues dentées G,G1 par l'intermédiaire du mécanisme différentiel K, K1,K2, et ensuite aux deux arbres de renvoi Hl, Jl, de façon que cha- cun de ceux-ci soit soumis à un couple sensiblement égal.
Les deux organes H ,H7 du dispositif de transmission hydrau-
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lique peuvent toutefois tourner par rapport l'un à l'autre, grâce à la rotation relative que peuvent effectuer les deux roues dentées G, G1. Durant l'accélération de l'arbre moteur, la vitesse de rotation de l'arbre H1 peut donc dépasser appréciablement celle de l'arbre J1.
D'autre part, lorsqu'on accélère brusquement la ro- tation de l'arbre moteur et qu'un glissement tend en con- séquence à se produire dans le dispositif d'embrayage hy- draulique, le mécanisme différentiel joue le rôle de trans- mission multiplicatrice servant à accroitre la vitesse de rotation de l'organe H6.On peut donc donner à l'embrayage hydraulique des dimensions plus faibles que ce ne serait le cas si la vitesse de son organe entraîneur était tou- jours proportionnée à celle de l'arbre moteur.
La Fig. 4 montre une disposition suivant laquelle l'appareil comprend un arbre de commande A monté dans des paliers fixes A1, et un arbre entraîné B, coaxial au pre- mier, monté dans des paliers fixes B1 et portant un rotor 2 B . L'arbre B porte un pignon B3 engrenant avec les roues dentées L, M, montées respectivement sur des arbres de ren- voi L1, M1, supportés dans des paliers fixes L2, M2 et por- tant également des engrenages L3, M3. La commande se trans- met aux engrenages, par des roues dentées jumelées N, N1 montées de manière à pouvoir tourner librement, coaxia- lement à l'arbre moteur A, et comportant sur leurs faces adjacentes des dentures coniques destinées à engrener avec des pignons coniques N correspondant s, pivotés sur les bras radiaux N3 d'un croisillon N4, fixé rigidement à un manchon 0.
On voit donc que par l'intermédiaire du méca- nisme différentiel N2, N3, N4, on peut transmettre l'effort, dans une égale mesure aux engrenages jumelés N, Nl et ensui-
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te à l'arbre entraîné B, par l'intermédiaire des deux ar- bres de renvoi L1,M1. L'effort moteur se transmet de l'arbre moteur A au manchon 0 par l'intermédiaire d'un dispositif d'embrayage à glissement P, du type à fric- tion, dont l'organe entraîneur P1 est fixé rigidement à l'arbre moteur, tandis que le manchon 0 constitue l'or- gane entraîné. On voit que grâce à cette disposition le dispositif d'embrayage à friction P sert à limiter le couple auquel le mécanisme tout entier peut être soumis.
Fig. 5 montre un mode de réalisation analogue dans ses grandes lignes à celui représenté sur la Fig. 4, avec cette différence qu'au lieu d'être monté sur un manchon 0 et relié à l'arbre moteur par un dispositif d'embrayage à friction, le croisillon N4 est monté directement sur l' arbre moteur A, et qu'au lieu que l'arbre entraîné B soit relié directement au rotor, le pignon B3 engrenant avec les deux roues dentées L, M est fixé rigidement à un élément Q d'un dispositif de transmission hydrauli- que,, du type à réaction, dont l'autre élément Ql est relié de manière rigide, à son tour, à l'arbre entraîné B portant le rotor B2.
Suivant cette disposition le disposi- tif de transmission hydraulique Q, Ql limite le couple mo- teur susceptible d'être transmis par l'appareil tout en- tier, grâce au mouvement de rotation que ses éléments peu- vent effectuer l'un par rapport à l'autre, et le mécanisme différentiel assure l'équilibre du couple moteur dans les deux arbres de renvoi.
Dans la variante représentée sur la Fig. 6, l'appa- reil comprend un arbre moteur principal R sur lequel est calée une roue dentée R1 engrenant avec un pignon S d'un arbre moteur secondaire S1, monté dans des paliers fixes S2.
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Sur cet .arbre moteur secondaire S1 est monté un mécanisme différentiel comprenant un croisillon qui est solidaire de 1-'arbre Sl ou fixé à celui-ci, et dont les bras radiaux S3 portent des pignons coniques S4, et deux organes en- traînés consistant en engrenages coniques T, U, engrenant avec les pignons coniques S4. L'engrenage conique T est solidaire d'une roue dentée T1 engrenant avec un pignon V, monté sur 1 Marbre entraîné V1 portant le rotor V2 d'un com- presseur. L'engrenage conique U est solidaire d'un pignon Ul engrenant avec une roue dentée W, montée folle sur l'arbre moteur principal R, et engrenant à son tour avec un pignon X d'un arbre de renvoi Xl. Un embrayage à fric- tion X2 relie l'arbre de renvoi Xl à une roue dentée X , laquelle engrène également avec le pignon V de l'arbre entraîne V1.
La disposition des élément s est telle que le rapport de transmission entre le pignon Ul et le pignon X soit 1 : 1, les deux roues dentées X et T1 ayant le même dia- mètre.
On voit que, dans cette forme de réalisation, l'ef- fort est transmis de l'arbre moteur principal R à l'arbre moteur secondaire S1, et que, de celui-ci, un effort moteur équilibré est transmis par l'intermédiaire du mécanisme différentiel directement à la roue dentée Tl, d'une part, et à la roue dentée X3 par l'intermédiaire des engrenages U, U1, W, X, et 'l'embrayage X , d'autre part, de sorte que les couples moteurs transmis à l'arbre entraîné B par l'intermédiaire de l'arbre de renvoi creux constitué par les engrenages T, Tl et leur manchon de raccordement, d'une part, et l'arbre de renvoi X1, d'autre part, se trouvent sensi- blement équilibrés.
Suivant une autre variant e, semblable dans ses grades
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lignes à celle représentée sur la Fig. 6, l'engrenage T1, au lieu d'engrener directement avec le pignon de l'arbre entraînéepeut avoir le même diamètre que le pignon U1 et engrener avec un pignon mont é sur un deuxième arbre de renvoi, lequel porte à son tour une deuxième roue dentée en- grenant avec le pignon de 1-',arbre entraîné en un point dia- métr.alement opposé à la roue dentée X3.
Bien entendu les modes de réalisation décrits ci- dessus et représentés sur les dessins annexés ne sont que des exemples non limitatifs, et on pourrait les modifier très appréciablement sans sortir du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande de compresseur de surali- mentation pour mot eur à combustion interne, dans lequel un arbre moteur transmet l'effort moteur à un arbre entraîné, de préférence coaxial, par l'intermédiaire de deux ou plu- sieurs arbres de renvoi reliés chacun par engrenages à l'ar- bre - moteur et à l'arbre entraîné, caractérisé en ce que la transmission par engrenages comprend un mécanisme différen- tiel ou compensateur servant à transmettre l'effort entre les arbres moteur ou entraîné et les arbres de renvoi, disposé de manière à assurer l' équilibre des couples moteurs transmis par l'intermédiaire de ces derniers.