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DISPOSITIF HYDRODYNAMIQUE POUR LA TRANS- MISSION D'UN COUPLE AVEC VITESSE VARIABLE. reil susceptible de transmettre un couple avec un rapport de vitesse qui n'est pas obligatoirement constant.
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Elle consiste principalement a. prévoir sur l'arbre primaire une roue du type hélice que l'on fait fonctionner en pompe avec un liquide parcourant un circuit fermé, et sur l'arbre secondaire une autre roue-hélice fonctionnant en turbine avec le même liquide dans ledit circuit fermé.
Il est avantageux de disposer les deux roues a proximité l'une de l'autre de préférence sans aubages directeurs intermédiaires.
On peut modifier les caractéristiques de fonctionnement en prévoyant sur les roues, des pales orientables ; de préférence, on agira simultanément sur l'orientation des pales des deux roues, de façon a leur donner la position correspondant au rendement optimum.
En aval de la turbine, il est intéressant que le circuit fermé offre une section croissante de façon à constituer un diffuseur ou conduit divergent qui diminue la vitesse du liquide; en avant de la pompe, la section du circuit peut soit être constante, soit aller en diminuant, c'est-à-dire former un conduit convergent.
Il est intéressant de prévoir des aubages ou directrices sur le circuit fermé; ces directrices seront de préférence orientables. On peut en prévoir notamment dans la partie convergente ou a section constante du circuit fermé.
Une bonne disposition consiste à maintenir le circuit fermé sous pression, par exemple, par apport continu de liquide au moyen d'une petite pompe, en un point quelconque du circuit.
L'invention porte encore sur une forme parti-
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oulière de circuit fermé dans un appareil,transmetteur de couple comprenant un organe fonctionnant en pompe et un organe fonctionnant en turbine. Cette forme est caractérisée par le fait qu'elle est de révolution autour de l'axe de l'un au moins des organes précités; par suite, le circuit fermé présente dans son ensemble la forme d'un tore plus ou moins régulier.
L'appareil conforme à l'invention peut être utilisé comme multiplicateur de couple et réducteur de vitesse, ou comme réducteur de couple et multiplicateur de vitesse : il peut aussi servir d'inverseur de sens de rotation (marche arrière). On peut encore l'employer comme embrayage automatique ou comme frein de ralentissement ou d'absorption. Dans le fonctionnement comme accouplement automatique, transmetteur de couple, convertisseur de couple ou frein de ralentissement, le circuit fermé est avantageusement immobilisé par des butées empêchant son.déplacement longitudinal et sa rotation; il en sera de même pour la marche arrière ou pour l'inversion de la rotation.
Lorsque l'appareil est utilisé comme frein d'absorption en vue de mesurer un couple et une puissance, une roue-hélice est alors enlevée ou rendue solidaire du circuit fermé; de plus, ce dernier est monté oscillant et le couple qui s'exerce sur lui est équilibré par des ressorts ou des poids agissant sur un bras de levier convenable. Le circuit fermé peut être supporté par des paliers convenables et buté longitudinalement sur l'arbre même du primaire. En vue d'éliminer toute erreur de mesure résultant de l'action de contact extérieure éventuelle du
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liquide absorbant la chaleur, celui-ci peut être mis en circulation de part et d'autre d'un plan méridien, à 1' intérieur de l'enveloppe du circuit fermé ou dans une enveloppe extérieure appropriée.
On signale que l'appareil donne une variation de vitesse continue, ce qui est très important pour de nombreuses applications.
Bien entendu, toutes les dispositions cidessus et celles décrites plus loin doivent être considérées isolément ou conjointement comme protégées par les présentes.
A titre d'exemple et pour faciliter l'intelligence de la présente description, on a représenté au dessin annexé, une coupe schématique d'un convertisseur hydraulique continu de couple et de vitesse.
L'arbre primaire 1 ou arbre moteur, se trouve dans le prolongement de l'arbre secondaire 2 ou arbre récepteur. Pour l'usage auquel l'appareil est plus particulièrement destiné, un couple moteur est fourni à, l'arbre 1, tandis que l'arbre 2 entraîne une machine.
En bout de l'arbre primaire 1, on a monté une roue-hélice dont les pales 3 sont orientables, c'est- à-dire que les incidences ou pas des pales, peuvent être modifiées en faisant tourner chacune d'elles, d'un même angle, autour d'un'axe radial, par l'intermédiaire d'une tringle de commande 4 passant au centre de l'arbre 1.
Une autre roue-hélice à pales orientables 5 est montée en bout de l'arbre 2, à proximité de la roue 3; le pas des pales de cette deuxième roue est commandé par une tige 11 analogue à la tige 4 et un tenon 12 qui passe
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dans une fenêtre 13 percée dans l'arbre 2.
La roue 3 travaille en pompe et la roue 5 en turbine, dans un circuit fermé constitué comme suit .
Tout d'abord, ce circuit est de révolution autour de l'axe commun aux arbres 1 et 2: il en résulte que toutes les coupes faites par des plans passant par l'axe des arbres 1 et 2 sont Identiques 4 la coupe représentée au dessin, pour ce qui concerne le circuit fermé. Celui-ci a donc approximativement la forme d'un tore ; ou plus exactement, la paroi externe 6 du circuit fermé et sa paroi interne 7 ont respectivement une forme qui se rapproche de celle de la surface d'un tore.
Dans le circuit fermé, immobilisé dans tous les sens, de l'huile circule.comme l'indiquent les flèches telles que 8, 9. En aval de la turbine 5, on a figuré une ligne perpendiculaire à la trajectoire moyenne des filets liquides. Si l'on fait tourner cette ligne 10 autour de l'axe des arbres 1, 2, on engendre une aire dont la surface représente la section offerte au passage du liquide.
Cette section croît -régulièrement depuis la roue 5 jusqu' en un point 18 qui se trouve a la partie extrême du tore.
Par suite, la portion considérée du circuit fermé constitue un diffuseur ou conduit divergent; ce diffuseur permet de récupérer avec une efficacité pratiquement constante l'énergie cinétique résiduelle à la sortie de la roue 5, énergie sous forme méridienne et énergie sous forme giratoire.
L'efficacité de ce diffuseur est indépendante du sens de l'écoulement giratoire, c'est-à-dire du sens de rotation du liquide (huile, eau ou mercure) autour des axes des. arbres 1 et 2.
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L'autre partie du circuit fermé, c'est-à-dire celle comprise entre le point 18 et la pompe 3, présente une section décroissante et constitue par suite un conduit convergent.
Dans cette partie, des aubages éventuels 14 sont répartis sur une circonférence de façon à constituer un redresseur; celui-ci permet de supprimer toute rotation de l'huile dans la partie subséquente du circuit, ou même de lui imprimer un mouvement de rotation dans un sens désiré, avant qu'elle pénètre dans la pompe 3. Les aubages 14 sont montés sur des tourillons 15, 16 et ils peuvent êtres orientés au moyen d'un dispositif représenté schématiquement en 17.
On signale encore une pompe centrifuge ou à engrenages 19 qui puise de l'huile dans un réservoir 20 et la refoule par un tuyau 21 dans le circuit fermé, un peu avant la roue-hélice 3. La pompe 19 envoie aussi de l' huile par les tuyaux 22, 23 dans des joints d'étanchéité 24, 25. Au-delà, de ces joints, se trouvent les paliers 26, 27 des arbres 1 et 2.
Le réglage simultané des deux systèmes de pales peut être obtenu par un dispositif unique constitué de tiges et cames ou par deux dispositifs séparés mais asservis, il peut être complètement automatique.
Cet appareil peut s'appliquer notamment aux véhicules tels que les automobiles, auto-rails, navires, aéronefs, pour lesquels l'encombrement et le poids sont des facteurs primordiaux; il peut être utilisé pour tous genres de turbos-machines, machines-outils, moteurs de chars d'assaut, etc
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HYDRODYNAMIC DEVICE FOR THE TRANSMISSION OF A TORQUE WITH VARIABLE SPEED. reil capable of transmitting torque with a speed ratio which is not necessarily constant.
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It mainly consists of a. provide on the primary shaft a propeller-type impeller which is made to operate as a pump with a liquid flowing through a closed circuit, and on the secondary shaft another impeller-impeller operating as a turbine with the same liquid in said closed circuit.
It is advantageous to have the two wheels close to one another, preferably without intermediate steering vanes.
It is possible to modify the operating characteristics by providing on the wheels, orientable blades; preferably, one will act simultaneously on the orientation of the blades of the two wheels, so as to give them the position corresponding to the optimum efficiency.
Downstream of the turbine, it is advantageous that the closed circuit offers an increasing cross section so as to constitute a divergent diffuser or duct which decreases the speed of the liquid; in front of the pump, the section of the circuit can either be constant or decrease, that is to say form a converging duct.
It is advantageous to provide blades or guide lines on the closed circuit; these guidelines will preferably be orientable. It can be provided in particular in the converging part or with a constant section of the closed circuit.
A good arrangement is to keep the closed circuit under pressure, for example, by continuously supplying liquid by means of a small pump, at any point in the circuit.
The invention also relates to a partial form.
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Closed circuit socket in an apparatus, torque transmitter comprising a member operating as a pump and a member operating as a turbine. This shape is characterized by the fact that it is of revolution about the axis of at least one of the aforementioned organs; consequently, the closed circuit presents as a whole the shape of a more or less regular torus.
The apparatus according to the invention can be used as a torque multiplier and speed reducer, or as a torque reducer and speed multiplier: it can also serve as a direction of rotation reverser (reverse). It can also be used as an automatic clutch or as a deceleration or absorption brake. In operation as an automatic coupling, torque transmitter, torque converter or deceleration brake, the closed circuit is advantageously immobilized by stops preventing its longitudinal displacement and its rotation; the same will apply for reverse gear or for reversing rotation.
When the device is used as an absorption brake in order to measure torque and power, a propeller wheel is then removed or made integral with the closed circuit; in addition, the latter is mounted oscillating and the torque exerted on it is balanced by springs or weights acting on a suitable lever arm. The closed circuit can be supported by suitable bearings and stop longitudinally on the primary shaft itself. In order to eliminate any measurement error resulting from the possible external contact action of the
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a heat-absorbing liquid, it can be circulated on either side of a meridian plane, inside the envelope of the closed circuit or in a suitable external envelope.
It is reported that the device gives a continuous speed variation, which is very important for many applications.
Of course, all of the above provisions and those described below should be considered in isolation or jointly as protected herein.
By way of example and to facilitate understanding of the present description, there is shown in the accompanying drawing, a schematic section of a continuous hydraulic torque and speed converter.
The primary shaft 1 or motor shaft, is located in the extension of the secondary shaft 2 or the receiver shaft. For the use for which the apparatus is more particularly intended, a driving torque is supplied to the shaft 1, while the shaft 2 drives a machine.
At the end of the primary shaft 1, a propeller wheel has been mounted, the blades 3 of which are orientable, that is to say that the incidence or not of the blades can be modified by rotating each of them, d 'the same angle, around a radial axis, by means of a control rod 4 passing through the center of shaft 1.
Another propeller-wheel with orientable blades 5 is mounted at the end of the shaft 2, near the wheel 3; the pitch of the blades of this second wheel is controlled by a rod 11 similar to rod 4 and a tenon 12 which passes through
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in a window 13 drilled in the shaft 2.
The wheel 3 works as a pump and the wheel 5 as a turbine, in a closed circuit formed as follows.
First of all, this circuit is of revolution around the axis common to shafts 1 and 2: it follows that all the cuts made by planes passing through the axis of shafts 1 and 2 are Identical 4 the cut shown in drawing, for the closed circuit. This therefore has approximately the shape of a torus; or more exactly, the outer wall 6 of the closed circuit and its inner wall 7 respectively have a shape which approximates that of the surface of a torus.
In the closed circuit, immobilized in all directions, oil circulates as indicated by the arrows such as 8, 9. Downstream of the turbine 5, a line has been shown perpendicular to the average trajectory of the liquid streams. If this line 10 is rotated around the axis of the shafts 1, 2, an area is generated, the surface of which represents the section offered to the passage of the liquid.
This section grows steadily from wheel 5 to a point 18 which is located at the end of the torus.
Consequently, the portion considered of the closed circuit constitutes a divergent diffuser or duct; this diffuser makes it possible to recover with practically constant efficiency the residual kinetic energy at the outlet of the wheel 5, energy in meridian form and energy in gyratory form.
The effectiveness of this diffuser is independent of the direction of the gyratory flow, that is to say of the direction of rotation of the liquid (oil, water or mercury) around the axes of. trees 1 and 2.
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The other part of the closed circuit, that is to say that between point 18 and the pump 3, has a decreasing section and therefore constitutes a converging duct.
In this part, possible blades 14 are distributed over a circumference so as to constitute a rectifier; this makes it possible to eliminate any rotation of the oil in the subsequent part of the circuit, or even to give it a rotational movement in a desired direction, before it enters the pump 3. The blades 14 are mounted on journals 15, 16 and they can be oriented by means of a device shown schematically at 17.
There is also a centrifugal or gear pump 19 which draws oil from a reservoir 20 and delivers it through a pipe 21 in the closed circuit, a little before the impeller 3. The pump 19 also sends oil. through the pipes 22, 23 in seals 24, 25. Beyond these seals are the bearings 26, 27 of the shafts 1 and 2.
The simultaneous adjustment of the two blade systems can be obtained by a single device consisting of rods and cams or by two separate but controlled devices, it can be completely automatic.
This device can be applied in particular to vehicles such as automobiles, railroads, ships, aircraft, for which size and weight are essential factors; it can be used for all kinds of turbochargers, machine tools, tank engines, etc.