BE410133A

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Description

EMI1.1

La Raison Sociale J.M. Voith,Maschinanfabrik) à Heidenheim (Brenz) (All,:nagna ) Installation de commande pour changements fréquents de la vitesse de fonctionnement.

La présente invention concerne une installation de commande, en particulier pour les changements fréquents de la vitesse de fonctionnement, dans laquelle une masse d'inertie est disposée de telle façon que pour de courtes périodes de démarrage ou d'accélération, on dispose non seulement de la puissance de la machine mais encore d'une énergie emmagasi.. née dans la masse d'inertie, pour la production des moments d' accélération, et que pour le freinage de l'arbre mené cette masse d'inertie est accouplée à ce dernier par l'intermédiaire d'un mécanisme 1 marche rapide.

La f ig. 1 montre schématiquement une installation suivant

la présente invention dans laquelle la commande se fait par l'intermédiaire d'un mécanisme à roues droites.

La fig. 2 montre une installation dans laquelle . la place du mécanisme . roues droites on a dispose un mécanisme à roues planétaires.

La fig. 3 montre une disposition de masses d'inertie séparées et tournant en sens inverse.

La fig. 4 montre la disposition de masses d' inertie séparées et tournant en sens inverse avec plusieurs turbomécanismes.

La fig. 5 montre une disposition dans laquelle les masses d'inertie séparées et les turbo-mécanismes sont actionnés par les deux extrémités de l'arbre de la machine motrice.

La fig. 6 montre schématiquement le mécanisme effectué sous la forme d'un mécanisme planétaire du coté secondaire.

La fig. ? montre une forme de réalisation dans laquelle la, masse d'inertie forme un constituant constructif de l'accouplement.

La fig. 8 montre une disposition dans laquelle tous les éléments du dispositif de commande sont placés dans un logement commun.

La fig. 1 montre une machine motrice A, par exemple un moteur à combustion interne, qui actionne un transformateur hydraulique de moment C, consistant en une roue primaire c1, une roue secondaire c2 et une roue directrice fixe c3 et par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse D à roues dentées, un arbre secondaire E.

Suivant la présente invention on a disposé librement sur l'arbre primaire une masse d'inertie F qui peut être accouplée à l'arbre primaire B par l'intermédiaire d'un accouplement de nature connue, par exemple un accouplement à liquide G comportant des roues à palettes g1, g .

masses d'inertie est mis en action et si la machine de commande A est amenée à son nombre de tours maximum, on peut emmagasiner dans la masse d'inertie F une certaine quantité d'énergie, à calculer d'une manière connue.

'Si alors tandis que l'accouplement G des masses d'inertie est encore en action le transformateur de moment C est mis en activité, on dispose pour le démarrage non seulement de la puissance de la machine mais aussi de l' énergie emmagasinée dans la masse d'inertie F et l'on obtient ainsi d'une manière avantageuse une augmentation considérable de l'accélération de démarrage.

Si. d'autre part une installation du genre décrit se trouvant à l'état de permanence doit être ralentie ou freinée, on met en service à cet effet l'accouplement G des masses d'inertie et, du côté secondaire, le transfor¯ mateur C étant mis hors d'action, la masse d'inertie F est accélérée par l'intermédiaire du mécanisme de changement de vitesse D réglé maintenant po.ur la marche rapide de l'arbre primaire B, en suite de quoi une certaine quantité d'énergie est récupérée et emmagasinée pour le demarrage suivant la freinage et en outre le freinage du dispositif entrainé se fait d'une façon efficace sans mise à contribution d'autres moyens de freinage.

Il est sans importance pour la portée de la présente invention que le transformateur de moment de rotation C soit un turbo-transformateur comme à la fig. 1, ou un méca- nisme de changement de vitesse à liquide, ou une transmis¯ sion électrique de force motrice ou un dispositif de changement de vitesse mécanique.

Il est également sans importance pour la portee de la présente invention que la commande se fasse à partir de la machine motrice par l'intermédiaire d'un mecanisme à roues droites, comme à la fig. 1, d'un mécanisme planétaire com¯ me à la fig,. 2 ou directement comme à la fig. 5; il est en

outre sans importance qu'un accouplement soit adjoint au transformateur comme à la fige 2.

La fig. 6 montre une forme de realisation du mécanisme de changement da vitesse D monté entre le transformateur de moment C et l'arbre secondaire E, Ce mécanisme consiste en une roue solaire d1 disposée sur l'arbre primaire, en plusieurs roues planétaires d2 et en une couronne exterieu- re d3 qui peut tourner librement ou bien être immobilisée par une frein de nature connue d4.

Les roues planétaires sont reliées la partie secondaire c2 du transformateur,de mo.. ment de rotation C.Lors du fonctionnement du transformateur le frein d est desserré, de sorte que la couronne exte- rieure d3 peut tourner ; latransmission de puissance va a- lors de l'arbre primaire B, par l'intermédiaire de la partie primaire c 1 du transformateur, . la partie secondaire c2 du transformateur et par l'intermédiaire des roues planétaires d2 à l'arbre secondaire E. En cas de fonctionnement avec freinage ou ralentissement, dans lequel la masse d'inertie F est accouplée à l'arbre primaire, la commande se fait à par¯ tir de l'arbre secondaire E.

La transmission de puissance va alors, la couronne extérieure d3 étant retenue et le transformateur C étant mis hors d'action, de l'arbre secon- daire E par l'intermédiaire des roues planétaires d2 à la roue solaire d1 et à l'arbre primaire 3 relié à celle-ci.

Pour la compensation des forces libres de la masse d'iner- tie F, en particulier de l'effet centrifuge de celle-ci,, il est avantageux de séparer cette masse, suivant la fig. 3, en deux passes partielles F1 et F2 et .de faire tourner ces masses partielles en sens opposé.

Fous des circonstances particulières, en particulier pour un fonctionnement économique à charge partielle, il est avan. tageux, comme le montre la fig, 4, de prévoir plusieurs transformateurs de moment de rotation C1 et C2, par exemple des turbo-mécanismes, qui peuvent être mis en service et hors

service ou hors service est produite avantageusement automa¯ tiquement par un dispositif de commande qui est influencé soit par le nombre de tours du dispositif entrainé, soit par le nombre de tours de la machine de commande, soit par les deux.

Les commandes peuvent aussi être actionnées non par une extrémité d'arbre de la machine de commande A, mais comme la montre la fig. 5, par les deux extrémités d'arbre de la machine de commande A, chaque extrémité d'arbre. devant @ alors être dimensionnée seulement pour la moitié de la puissance.

La couronne d'inertie F est, suivant la fig. , établie avantageusement de telle façon qu'elle forme un constituant constructif de l'accouplement G. Toutes les pièces mention.,; nées jusqu'à présent (couronne d'inertie F, accouplement G, transformateur de moment de rotation C, mécanisme de comman, de H, mécanisme de frein D ainsi que les éléments de manoeu vre conjugués) peuvent être disposées dans un logement commun J. Le mécanisme de commande H, le mécanisme .de frein D ou ces deux mécanismes,sont avantageusement realises sous la forme de mécanismes planétaires connus.

R e v e n d i c a t 1 o n s 1/ Installation de commande pour changements fréquents de la vitesse de fonctionnement, caractérisée en ce que l'arbre de commande (B), relié au moteur (A), d'un dispositif (C) pour la transformation du nombre de tours et du moment de rotation peut être accouplé à volonté à une masse d'inertie (Flou détaché de celle-ci.

Claims

2/ Installation de commande suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif pour la transformation du nombre de tours et du moment de rotation consiste en un turbomécanisme, en particulier un turbo-transformateur (C).

3/ Installation de commande suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que pour l'accouplement de l'arbre de com <Desc/Clms Page number 6> mande (B)et du volant (F), on emploie un turbo-mécanisme, en particulier un turbo-accouplemept (G).

4/ Installation de commande suivant la revendication 1, caractérisée en ce que pour le changement du rapport relatif de nombre de tours entre la masse d'inertie (F ) et l'arbre de sortie (E), on a disposé une multiplication de vitesse (D) supplémentaire, pouvant être mise en service, entre l'arbre de sortie (E) et l'arbre de commande (B).

5/ Installation de commande suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, des moyens sont prévus pour accoupler, ayant l'accélération du dispositif à actionner, la masse d'inertie (F)à l'arbre de commande (B) et l'accélérer jusqu'à un certain nombre de tours et ensuite, suivant les be¯ soins, mettre en service entièrement ou partiellement le dispositif (C) pour la transformation du nombre de tours ou du moment de rotation, la masse d'inertie (F) étant mise à contribution totalement ou partiellement ppur céder de l'énergie.

6/ Installation -de, commande suivant la revendication 5, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour commander automatiquement toute la réalisation de l'accélération du dispositif à actionner dans l'ordre de succession correct ?/ Installation de commande suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'en vue du retardement du dispositif se¯ tionné, le nombre de tours de l'arbre de commande (B) peut être augmenté par rapport à l'arbre de sortie (E) au moyen d'un dispositif (D) suivant la revendication 4.

8/ Installation de commande suivant la revendication 7, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour influencer l'allure du retardement du dispositif actionné, par un régla,. ge correspondant de remplissage du turbo-accouplement (G) entre la masse d'inertie (F) et l'arbre de commande (B), et pour influencer ainsi également l'allure de l'accélération de la masse d'inertie (F).

9/ Installation de commande suivant la revendication 7, carac¯ <Desc/Clms Page number 7> térisée en ce que des moyens sont prévus pour supprimer, après l'obtention de la marche en synchronisme entre la mas- se d'inertie (F) et l'arbre de commande (B), la liaison entre l'arbre de commande (B) et l'arbre de sortie (E).

10/ Installation de commande suivant la revendication 9, ca¯ ractérisée en ce que des moyens sont prévus pour amorcer, après la suppression de la liaison entre l'arbre de commande Ci) et l'arbre de sortie (E), un nouveau retardement du dispositif du côté de la sortie par d'autres moyens connus, et une nouvelle accélération de la masse d'inertie (F) à partir du moteur de commande (A).

Il/ Installation de commande suivant les revendications ? à 10, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour commander automatiquement dans l'ordre de succession correct toute l'allure du retardement du dispositif . actionner et également toute l'allure de l'accélération de la masse d'inertie (F).

12/ installation de commande suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la masse d'inertie (F ) est subdivisée. et en ce que les masses partielles (F1, F2) ont des sens de rotation différents.

13/ Installation de commande suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que plusieurs turbo-mécanismes (C1,C2) pouvant être mis en service et hors service pendant le fonc tionnement sont prévus en combinaison avec un seul moteur de commande (A).

14/ Installation de commande suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la masse d'inertie (F) est divisée et en ce qu'on a prévu autant de transformateurs de moment de rotation (C1, C2) qu'il y a de masses d' inartie partielles ? , F2)w 15/ Installation de commande suivant les revendications 1 et 13, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour déeac.,, coupler, lorsqu'on atteint un nombre de tours déterminé de <Desc/Clms Page number 8> l'arbre de commande Ci) et de l'arbre de sortie (E), les masses d'inertie (F) de l'arbre de commande Ci) et/ou mettre en service ou hors service un ou plusieurs transformateurs de moment de rotation C ) 16/ Installation de commande suivant les revendications 1, 13 et 15,

caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour désaccoupler automatiquement la masse d'inertie (F ) de l'ar- bre de commande Ci) et/ou mettre en service ou hors de ser- vice automatiquement un ou plusieurs transformateurs de mo- ment de rotation (C), par un dispositif de manoeuvre qui est influencé par le nombre de tours du dispositif actionné ou par le nombre de tours de la machine de commande ou par ces deux nombres de tours.

17/ Installation de commande suivant les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que la couronne d'inertie (F) forme un élément constructif du turbo-accouplement (G).

18/ Installation de commande suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments qui lui appartiennent (couronne d'inertie (F) avec accouplement (G), transforma- teur de moment de rotation (C) et éventuellement une marche rapide (H) de la commande et mécanisme (D), avec les dispo- sitifs de manoeuvre conjugués) sont réunis dans un logement commun (J).

19/ Installation de commande suivant les revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les marches rapides de commande et de frein (H et D ) sont établies à volonté sous la forme de mécanismes planétaires connus en eux-mêmes.

20/ Installation de commande suivant les revendications 1 à 19, caractérisée en ce qu'à chaque extrémité de l'arbre de la machine motrice (A) on a placé un agencement pour un dispo- sitif à actionner spécialement.