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" PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS HYDRAULIQUES DE
TRANSMISSION DE MOUVEMENT "
La présente invention est relative aux dispositifs hydrauliques de transmission de mouvement dans lesquels on dispose, co-axialement à une pompe centrifuge calée sur l'arbre menant, une turbine hydraulique calée sur l'arbre mené et un anneau circulaire récupérateur dont les aubades sont disposés à la sortie des ailettes soit de la pompe, soit de la turbine, soit de la turbine et de la pompe, mais de préférence à la sortie des Blettes de la turbine.
Le dit
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anneau récupérateur peut être solidarisé avec une partie fixe de l'appareil, soit automatiquement, soit à volonté, soit les deux simultanément au moyen de tous dispositifs convenables, soit également être immobilisé en permanence.
La présente invention concerne plus spécialement le circuit du fluide dans de tels dispositifs. On voit, en effet que, en supposant que les aubages de la pompe ou de la turbine et de préférence ceux de la turbine sont fixes, les angles d'entrée et de sortie des aubages de la pompe et de ceux du récupérateur doivent varier pour chaque régime de marche du dispositif si l'on veut obtenir à chaque, instant le rendement optimum.
Le demandeur a déjà songé à utiliser, dans ce but, des ailettes dont les parties d'entrée et de sortie sont mobiles à volonté ou automatiquement; mais de tels dispositifs, outre qu'ils conduisent à des organes complexes et par suite très onéreux, ne permettent pas, vu la grande variation re- quise pour certains des angles précités, d'obtenir à chaque instant la valeur optimum pour chacun de ces angles.
Le demandeur a également songé à utiliser, pour la pompe et le récupérateur, des aubages constitués par des lamelles élastiques fixées respectivement à l'une de leurs extrémités aux coquilles de -la pompe-. et du récupérateur et guidées respectivement à l'autre extrémité par des rainures pratiquées dans les dites coquilles de manière à pouvoir se déplacer lorsque l'ailette se déforme sous l'effet de la poussée du fluide, laquelle est fonction des vitesses rela- tives existant entre les divers organes du dispositif.
Une telle disposition présente l'inconvénient que toutes les ailettes se courbent indépendamment les unes des autres et que l'effort de poussée du fluide est supporté en totalité et uniquement par les dites ailettes dont il est nécessaire de limiter la déformation à des valeurs acceptables,
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En outre, une telle disposition présente l'inconvénient de nécessiter l'exécution d'un grand nombre de rainures de guidage des extrémités libres des ailettes, ce qui conduit à un prix de revient élevé du dispositif.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et, à cet effet, elle se caractérise en ce que les ailettes du récupérateur, qui sont constituées par des lamelles flexibles, sont fixées, d'une part, sur la. coquille du récupérateur et, dtautre part, sur une couronne mobile, par rapport à cette coquille en antagonisme avec des dispositifs élastiques de rappel appropriés, sous Inaction de la poussée du fluide s'exerçant sur les ailettes du dit récupérateur, laquelle est fonction de la vitesse restante du fluide à l'entrée du récupérateur.
La présente invention se caractérise également en ce que les ailettes de la pompe sont montées de la même façon que les ailettes du récupérateur, la couronne ou anneau mobile étant, dans ce cas, déplacé angulairement par rapport à la coquille de la pompe, en fonction de la vitesse de rota- tion de cette pompe, à l'aide de masselottes soumises à l'ac- tion de la force centrifuge en antagonisme avec des moyens élastiques de rappel.
La présente invention se caractérise en outre en ce que les anneaux mobiles ci-dessus mentionnés sont respecti- vement disposés à l'entrée de la pompe et à la sortie du récupérateur de façon que les plus grandes variations d'angle se produisent respectivement en ces endroits comme cela est nécessaire si l'on veut obtenir les conditions de rendement optimum.
L'invention s'étend également au montage des ailettes
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sur les coquilles de la pompe et du récupérateur et sur les couronnes ou anneaux mobiles montés sur ces derniers.
Une forme de réalisation se caractérise en ce que chaque ailette est montée à ses extrémités sur des axes soli- daires respectivement des coquilles et des couronnes ou anneaux mobiles montés sur ces derniers et dans ce but, chaque ailette flexible est formée d'une lame d'acier dont les ex- trémités sont rabattues de manière à formel deux parties tubulaires raccordées par des arrondis à la partie plane de 1+ailette, l'un des rabattements pouvant s'étendre sur la totalité de la longueur de l'ailette de manière à former une ailette à double épaisseur, les dits rabattements pou- vant être soudés ou rivés sur la partie plane de l'ailette.
Une autre forme de réalisation du montage des ailettes, plus particulièrement avantageuse du fait qu'elle évite toute perte de rendement due au passage des filets fluides sur des parties en saillie sur la surface de l'ai- lette et qu'elle permet d'augmenter le nombre de ces ailettes et par suite d'obtenir un meilleur guidage des filets fluides, se caractérise en ce que chaque ailette comporte, à chacune de ses extrémités, deux saillies latérales plates, de pré- férence prises dans la masse de l'ailette et par suite de même épaisseur que celle-ci, qui sont logées dans des cavités convenables pratiquées respectivement dans la coquille de l'organe correspondant (pompe et récupérateur) et dans la couronne ou anneau mobile monté sur cet organe.
La distance entre les saillies latérales des deux extrémités d'une ail- lette est telle qu'elle permet une déformation convenable de cette ailette.
La présente invention a également pour but un nou- veau dispositif d'étanchéité destiné à empêcher les fuites de liquide qui se produisant inévitablement du fait des pressions très élevées s'exerçant en sens contraires sur les
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demi-coquilles de la. pompe et se caractérise à cet effet en ce que l'on interpose entre les deux coquilles de la pompe une bague conique formant joint disposée de telle sorte que la pression, s'exerçant sur les deux demi-coquilles, provoque .le serrage du dit joint dont l'étanchéité augmente avec la pression.
La présente invention s'étend également à un certain nombre d'objets de détails appliqués séparément ou en toutes combinaisons.
1) La turbine est disposée périphériquement,. de façon que l'entrée et la sortie de ses aubes soient situées sensiblement à la même distance de l'axe de rotation commun. aux arbres menant et mené.
2) Chaque ailette de la turbine est emboutie et constituée par une surface sensiblement cylindrique d'axe orthogonal à celui des arbres menant et mené limitée laté- ralement par deux flasques également inclinés et parallèle$, dont l'un,. de contour sensiblement semblable à la forme de l'ailette,sert à guider le fluide, et dont l'autre, en forme de segment circulaire, sert à raidir l'ailette.
3) La largeur des ailettes de la pompe et du récu- pérateur décroît du centre vers l'extérieur pour obtenir la circulation optimum du fluide dansles aubes.
4) Le fluide est maintenu sous pression à l'in- térieur du dispositif hydraulique au moyen d'une pompe et les conduits démenée du fluide sous pression sont dis- posés de façon à déboucher à l'endroit où le fluide, contenu dans la dispositif, a la pression minimum.
5) L'arbre solidaire de la turbine, normalement en prise avec l'arbre mené dans le sens de la marche avant, peut être soit désolidarisé de cet arbre, soit solidarisé avec lui, par l'intermédiaire d'un inverseur de marche de - préférence à 'engrenages.
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6) Une formff de réalisation particulièrement inté- ressante se caractérise en ce que les satellites sont montés sur des axes solidaires d'un tambour qui peut 'être immobilisé en rotation ou rendu solidaire de l'arbre mené de manière à produire, soit la rotation en sens inverses des deux ar- bres, soit la rotation dans le même sens.
La présente invention s'étend également à un certain nombre de points particuliers qui apparaîtront dans le texte suivant fait en référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple seulement, dans lequel : La figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un dispositif hydraulique de trans- mission de mouvement selon l'invention.
La figure 2 est une couple partielle suivant II, II de la figure 1 montrant les aubages du récupérateur et ceux de la turbine.
La figure 5 est une coups partielle, suivant
III-III de la figure 1 montrant les eubages de la pompe et leurs masselottes d'actionnement.
La figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 1 montrant plus en détail le dispositif de commande de la marche arrière.
La figure 5 est une coupe partielle suivant V-V de la figure 1, montrant le renvoi à engrenages pour la marchearrière.
La figure 6 est une coupe partielle montrant une variante de réalisation des ailettes du récupérateur.
La figure 7 est une vue de détail en perspective et à plus grande échelle d'une forme de réalisation des ailettes de la turbine, cette ailette étant montrée coupée suivant un plan médian pour en représenter la section.
La figure 8 est une coupe longitudinale à plus grande échelle montrant une variante du montage des ailettes flexibles de la pompe et du récupérateur-
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La figure 9 est un profil correspondant à la figure 8.
La figure 10 est un schéma d'une variante de la figure 1 montrant le récupérateur relié au bâti par l'in- termédiaire d'une roue libre.
Se reportant à la figure 1, le dispositif hydrau- lique comporte une pompe 1, qui est solidaire d'un plateau 2 calé sur l'arbre moteur ou arbre menant 3. La coquille de la pompe 1 est constituée de deux demi-coquilles dont l'une est constituée par le plateau 2. Ce plateau 2 com- porte à sa périphérie une gorge annulaire 2a dans laquelle a s'engage une couronne 1 solidaire de la coquille 1 de la pompe. La face périphérique de la couronne 1a est co- c nique et une bague conique 1 s'engage entre la couronne la et la face externe de la gorge 2a, cette bague 1c étant maintenue par une bague fendue 1d logée dans une gorge annulaire pratiquée dans le plateau 2.
Concentrique- ment à la pompe 1 est disposée une turbine 4 de forme semi-torique dont les aubages 5 sont situés à la sortie des aubages 6 de la pompe l,la sortie des aubages 5 étant à la même distance de l'axe de rotation que' l'entrée des dits aubages. Cette turbine 4 est clavetée sur un ar- bre 7 par l'intermédiaire d'un moyeu 8 solidaire de la coquille de la turbine 4 et qui est centré sur le plateau 2 au moyen d'un roulement à billes 9. Un récupérateur 10, de forme intérieure identique à celle de la pompe, est claveté sur une douille 11 qui est solidaire, dans l'exemple représenté, du bâti 12 de l'ensemble du dispositif.
On pourrait, comme déjà indiqué dans les brevets antérieurs du demandeur, relier ledit récupérateur au bâti 12 par l'intermédiaire, soit d'une roue libre 12a ou similaire solidarisant ces deux parties lorsque le récupérateur tend à tourner en sens inverse de la pompe 1, voir figure 10 soit d'un dispositif convenable, à friction, par exemple.
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commandé à la main ou automatiquement à partir de tout organe convenable ou les deux en combinaison. Le récupérateur 10 est disposé entre la sortie des ailettes 5 de la turbine 4 et l'entrée des ailettes 6 de la pompe 1. Une pompe à engrenages a l'une de ses roues 13 duvetée sur une douille 14 entraînée en rotation par la pompe 1, l'autre roue dentée 15 étant montée folle sur un axe 16 fixé au bâti 12 du dispositif.
Ces deux roues dentées sont disposées à l'intérieur d'un carter 17 fixé à un flasque 21 soli- daire du bâti 12. Le refoulement du fluide, à partir de la pompe, se fait à la partie centrale, entre le récupérateur 10 et la pompe 1, par une ouverture 18 et un espace 19 laissé libre entre ces deux organes. Le refoulement du fluide dans l'espace annulaire 19 a compris entre l'arbre 7 et la douille 11 se fait par des orifices 19b pratiqués dans la douille 11 et dans la douille 14 et par des cannelures faites dans le moyeu du carter 17, ces cannelures communi- quant avec le côté de refoulement de la pompe.
Des joints d'étanchéité sont prévus en tous endroits convenables et plus spécialement entre les divers manchons et l'arbre 7 et entre la coquille de la.pompe 1 et le carter 17 solidaire du bâti 12, ce dernier joint étant de préférence constitué par un joint flottant 20.
-4 l'extrémité de l'arbre 7 est fixé un pignon denté 22 qui engrène avec un certain nombre de pignons satellites 23, en prise avec des pignons satellites 24, qui engrènent à leur tour avec un pignon denté planétaire 25 solidaire de l'arbre 26, comme mieux montré à la figure 5.
L'arbre 7 porte un téton 27 qui vient se centrer dans un alésage 28 de l'arbre mené 26, lequel est solidaire d'une douille 29 tourillonnée, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 30a,Sur le bâti 12. Les pignons satellites 23 et 24 sont montés fous respectivement sur des axes 30 et 31 qui sont tourillonnés dans des flasques latéraux 32 et
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33.
Ces flasques sont solidaires à leur périphérie d'un tambour 34 terminé par une partie tronconique 35 qui peut porter respectivement sur ses faces extérieure et in- térieure des garnitures de freins appropriées, En regard de la face extérieure 36 est pratiquée sur le bâti 12 une partie conique 38 avec laquelle cette face externe 36 peut venir en prise par un déplacement de l'ensemble dans le sens inverse de celui- de la flèche 39. Par un déplacement dans le sens de la flèche, la fa.ce interne 37 du tambour peut venir en prise avec la périphérie tronconique d'un flasque 40 solidaire de la douille 29, elle-même soli- daire de l'arbre mené 26.
Les flasques 32 et 33 sont solidaires angulairement d'un disque 41 par l'intermédiaire des axes 30 et 31 des pignons saillies. Ce disque 41 est fixe en position axiale par l'intermédiaire d'une butée à billes 42 prenant appui sur la flasque 40 solidaire de l'arbre mené 26. Le flasque 32 prend appui sur le dis- que 41 par l'intermédiaire de ressorts 42a qui tendent à repousser ce flasque et les parties qui en sont solidaires dans le sens de la flèche 39 amenant en prise de cette façon la face interne 37 du tambour avec la périphérie du flasque 40. Le flasque 32 s'appuie sur son autre face, par l'intermédiaire d'une butée à billes 43, sur un disque 44 qui prend appui, lui-même, sur une partie 45 solidaire du bâti 12 du dispositif par une butée à écartement ré- glable.
Cette butée est constituée par des billes, galets ou similaires 46 qui se déplacent sur des rampes coniques 47 et 48 pratiquées respectivement sur la partie fixe 45 du bâti et sur le disque 44. On voit donc que, par une rotation convenable de ce disque 44, on éloigne plus ou moins ce disque et par suite le flasque 32 et ses parties associées en antagonisme avec les ressorts 42 . La rota- tion du disque 44 est obtenue en agissant par un câble 49 sur un axe 50 solidaire du disque: et passant dans une
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lumière 51 du bâti 12. Le câble 49 est convenablement guidé par des galets de .guidage 52 montés sur le bâti 12 du dispositif.
On voit, que par un tel dispositif, on peut obtenir une rotation de l'arbre mené dans le même sens ou en sens contraire de celle de l'arbre menant. En effet, si le tambour 34, solidaire des flasques 32 et 33 sur lesquels sont montés les pignons satellites, est en prise avec la disque 40, on a un véritable clavetage entre les arbres menant et mené. Au contraire, si le tambour 34 est en prise avec la portée 38 du bâti 12, on a entraînement de l'arbre mené en sens inverse de l'arbre menant et avec une démultiplication qui dépend des pignons utilisés. Si le tambour 34 est dans une position intermédiaire, l'arbre mené reste immobile.
Le montage des ailettes flexibles 6 de la pompe 1 représenté plus en détail à la figure 3, ainsi que le montage des ailettes flexibles 54 du récupérateur 12 représenté plus en détail à la figure 2 sont réalisés de manière si- milaire. L'extrémité périphérique de chacune des ailettes est montée sur un axe 55 fixé à la coquille de l'organe correspondant tandis que l'autre extrémité est montée sur un axe 56 fixé à une couronne mobile par rapport à la coquille de l'organe considéré et disposée dans une gorge de la dite coquille. La couronne mobile 57, montée sur la. coquille du récupérateur 10, est reliée par des ressorts 58 à la dite coquille. Ces ressorts 58 sont disposés de manière que la déformation des ailettes, sous l'action de la poussée du fluide, se produise en antagonisme à la tension des res- sorts 58.
La couronne mobile 59, montée sur la coquille de la pompe 1 est reliée à l'extrémité de masselottes 60 excentrées par rapport à l'axe de rotation et articulées autour d'axes 61, (figure 3). Ces masselottes sont disposées pour se déplacer en antagonisme avec des ressorts 62 reliés
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d'autre part à des axes fixes 63 disposés sur la coquille de la pompe 1, le déplacement des masselottes étant tel qu'il provoque un déplacement convenable de la couronne mo- bile 59 entraînant une déformation des ailettes 54 qui sera évidemment fonction de la vitesse de la pompe.
Chacune des ailettes de la pompe 1 et du récupé- rateur 10 est constituée par une lame flexible (acier à ressort par exemple) dont les extrémités sont repliées de façon à constituer des douilles dans lesquelles s'engagent les axes sur lesquels ces ailettes sont montées. Les rabat- tements ainsi constitués sont de préférence rivés ou soudés au corps de l'ailette de manière à éviter leur soulèvement sous l'action de la poussée du fluide. De même l'un des rabattements peut s'étendre sur toute la longueur de l'ailette pour augmenter la résistance de celle-ci.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 6 et relative à une ailette flexible 54 du récupérateur 10, cette ailette 54, montée sur l'axe 55 solidaire de la coquille du récupérateur 10 comme déjà décrit, comporte une boucle ouverte 65 à son autre extrémité. Cette boucle s'engage normalement sur l'axe 56 solidaire de la couronne mobile 57 lorsque le fluide agit sur l'ailette.
Lorsque le dispositif fonctionne comme accouplement hydraulique, c'est-à-dire lorsque la pompe et la turbine tour- nent à la même vitesse, l'ailette se dégage alors de l'axe 56 et vient dans la position montrée en 54a située dans le lit du fluide circulant à l'intérieur du dispositif hydrau- lique .
La figure 7 représente en perspective une ailette 5 de turbine, cette ailette se compose d'une partie 66 qui., l'ailette 5 une fois en place sur la coquille de la turbine 4 , constitue la partie torique interne de cette turbine.
Cette partie 66 se raccorde, sur une de ses faces latérales, avec un flasque incliné 67, constituant à proprement parler
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l'ailette de la turbine,dont le bord extérieur a la forme intérieure de la coquille de la turbine. Ce flasque 67 sert également à la fixation de l'ailette sur la coquille par soudure électrique par exemple. Sur l'autre face, la -partie 66 se raccorde à un flasque 68 incliné de la même façon que le flasque 67 et servant à raidir l'ailette.
Dans la variante de réalisation des ailettes fle- xibles de la pompe et du récupérateur représentée aux figures 8 et 9, on va décrire uniquement l'une des ailettes, ces ailettes étant identiques pour la pompe et le récupérateur.
Chaque ailette se compose du corps 70 de l'ailette propre- ment dite. A chacune des extrémités sont.prévues des saillies latérales 71 qui s'engagent dans des encoches 72 en forme de V pratiquées respectivement dans la coquille de l'organe correspondant et dans la couronne mobile montée sur cet organe.
On voit que, lorsque les ailettes du récupérateur se déforment sous l'influence de la poussée du fluide, elles entraînent en rotation la couronne mobile de ce récupérateur; au con- traire, lorsque la couronne mobile de la pompe se déplace sous l'action, de la force centrifuge agissant sur les masselottes, elle{provoque la déformation des ailettes comme on l'a ex- pliqué plus haut et comme montré à la figure 9. Le montage reste le même que dans la forme de réalisation précédemment décrite. On voit que, par l'emploi de telles ailettes, on supprime les pertes par frottement sur les parties cylindri- ques des ailettes servant à la fixation de celles-ci sur les axes.
En outre, et du fait de l'épaisseur réduite de ces ai- lettes, il est possible d'en augmenter la nombre, sans réduire la section totale de passage du fluide, et par suite d'obtenir un meilleur guidage, une meilleure orientation des veines fluides et, partant, un meilleur rendement.
L'invention ne se limite pas aux formes de réalisa- tion ci-dessus décrites et représentées mais s'étend à toutes celles mettant en oeuvre les caractéristiques énoncées plus
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haut et répondant au but poursuivi.
REVENDICATIONS
1 - Perfectionnements aux dispositifs hydrauliques de transmission de mouvement dans lesquels on dispose co- axialement . une pompe centrifuge calée sur l'arbre menant, une turbine hydraulique calée sur l'arbre mené et un anneau circulaire récupérateur dont les aubages sont disposés à la sortie des ailettes, soit de la pompe, soit de la turbine, soit de la turbine et de la pompe, mais de préférence à la sortie des ailettes de la turbine, le dit anneau récupérateur pouvant être solidarisé avec une partie fixe de l'appareil soit automatiquement, soit à volonté, soit les deux simultané- ment, au moyen de tous dispositifs convenables, soit égale- ment être immobilisé en permanence, caractérisés en ce que les ailettes du récupérateur sont constituées par des lamelles flexibles et sont fixées :
d'une part, sur la coquille du récupérateur et, d'autre part, sur une couronne mobile angu- lairement par rapport à cette coquille, en antagonisme avec des dispositifs élastiques de rappel appropriés, sous l'ac- tion de la poussée du fluide, s'exerçant sur les ailettes du dit récupérateur, laquelle est fonction de la vitesse restante du fluide à l'entrée du récupérateur.