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Transformâtes hydraulique à courant, notamment pour véhicules @ automobiles.
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La présente invention concerne un transformateur hydrau- lique à courant dont le rotor de turbine est disposé de façon à pouvoir être mis hors du circuit en vue de la sé- paration de la commande, Des constructions de ce genre sont utilisées en particulier dans des transmissions de force dans lesquelles untransfonmateur hydraulique à courant est utilisé avec un mécanisme de changement de vitesse mécanique. Elles sont surtout utilisées dans des véhicules automobiles, en particulier dans des automotrices sur rails dont la propulsion est assurée par des moteurs à combustion interne tournant vite .
Cette disposition avec le rotor de turbine pouvant être dégagé offre des difficultés en particulier dans les @
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régimes de marche à grands nombres de tours, surtout à cause des fortes pressions hydrauliques agissant sur les sufaces latérales du rotor de turbine et à cause des pertes considé- rables par interstices et par friction .
Selon l'invention, ces difficultés sont supprimées et un dispositif particulièrement avantageux est créé produisant une élévation du rendement du mécanisme à courant du fait que le rotor de turbine est étudié pour être amené, lors de son dégagement du circuit, dans une chambre réceptrice logée dans le noyau du mécanisme à courant se trouvant entre les moitiés du circuit. En outre, selon l'invention, un disque faisant saillie dans la chambre du noyau est relié au rotor de turbine et le joint étanche est ramené par ce disque à un diamètre aussi faible que possible. L'étanchéité parti- culièrement favorable obtenue par ce mode de construction produit une diminution des pertes hydrauliques.
Une autre réduction de ces pertes est obtenue, selon l'invention, par la disposition d'une pièce annulaire reliée au rotor de tur- bine pour tourner avec lui, mais ne participant pas à son déplacement, par laquelle les plus grands diamètres du support du rotor de turbine sont couverts quand ce rotor est à l'état enclanché. En outre, on prévoit avantageusement sur le coté de la pièce annulaire une surface de joint étanche contre laquelle le rotor de turbine s'applique à l'état enclanohé, de sorte qu'en fonctionnement normal il ne se produit pas de pertes par interstices en cet endroit .
L'anneau prévu entre le rotor de turbine et le support de rotor de turbine peut affecter la forme d'aubage, de façon à produire un couple de rotation de marche à vide à l'état déclanché du rotor de turbine .
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Le rendement au mécanisme à courant est augmenté dans une mesure importante par la. construction indiquée selon l'invention en raison de la réduction tout-à-fait importante des pertes par interstices et par friction par rapport aux constructions connues jusqu'à présent de rotors de turbine dégageables du circuit et, en ce faisant., un déplacement parfait, facile et rapide du rotor de turbine pour le mettre hors circuit et le faire rentrer dans ce dernier est en même temps rendu possible .
Un exemple de réalisation de l'invention est représen- té schématiquement au dessin annexé en coupe axiale passant par un mécanisme à courant pour une transmission de force .
Dans ce dessin : 1 désigne l'arbre primaire, 2 l'arbre,secondaire du mécanisme à courante 3 est un palier par lequel l'arbre secondaire 2 est supporté dans l'arbre primaire 1.4 désigne le rotor de pompe, 5 le rotor de turbine, 6 désigne l'une des moitiés et 7 l'autre moitié du carter du mécanisme à courant, 8 désigne les aubes directrices, 9 est le noyau du mécanisme, 10 une pièce cylindrique se raccordant à la partie 7 du carter. Il est un organe d'entraînement fixé sur l'arbre 2 et comportant une denture 12, qui engrène dans une denture 13 disposée extérieurement sur un cylindre 14, qui est relié par un pla- teau 15 à la couronne du rotor de turbine 5.
Un disque 16, sur la périphérie duquel un anneau 17 est disposé, est relié à l'organe d'entraînement 11. 18 est une surface de joint étanche latérale prévue sur l'anneau 17 ; 20 est la paroi extérieure de la couronne d'aubes du rotor de turbine 5.
19 est un palier par lequel l'arbre 1 est supporté dans le carter 6 .
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Le cylindre 14 peut coulisser sur l'arbre 2 mais ne peut pas tourner par rapport à cet arbre. Un piston 21, relié à l'arbre 2, se trouve dans l'intérieur 14. Des alésages 22 débouchent à gauche du piston 21 dans la chambre gauche du cylindre et des alésages 23 débouchent à droite du piston 21 dans la chambre droite du cylindre.
L'arbre 2 comporte dans sa partie gauche un alésage lon- gitudinal 24 dans lequel un tube 25 est fixé. Les alésa- ges 22 débouchent dans la chambre annulaire 26 entre l'alé- sage 24 et le tube 25. Les alésages 23 débouchent dans la chambre intérieure du tube 25. Des orifices 27 sont prati- qués dans le plateau 15 du rotor de turbine 5 et des orifi- ces 28 sont prévus dans le disque 16 de l'organe d'entraine- ment 11, du liquide pouvant passer par ces orifices, 29 sont des alésages pratiqués dans la partie 7 du carter ,
Le fluide sous pression est admis alternativement à l'une ou à l'autre chambre du cylindre 14 du dispositif de déplacement pour le rotor de turbine 5, en passant par la chambre 26 et les alésages 22 d'une part, ainsi que par l'in- térieur du tube 25 et les alésages 23 d'autre part,
par un dispositif de commande, non spécialement représenté, qui peut être d'un type connu quelconque et qui peut être action- né arbitrairement par le conducteur du véhicule ou par un dispositif de réglage .
31 désigne un anneau comportant des sections de pas- sage qui est prévu entre le rotor de turbine et le plateau 15, et qui peut par emple affecter également la forme d'une couronne d'aubes reliée au rotor de turbine produisant un couple de rotation de marche à vide déterminé après intro- duction dans le circuit hydraulique du mécanisme. La
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direction et la forme des aubes de cètte couronne peuvent être de telle nature qu'un couple relativement faible de marche arrière soit exercé sur le rotor de turbine .
L'arbre primaire 1 est entrainé par le pignon 42.
Dans la moitié supérieure de la figure, le rotor de turbine 5 est représenté à l'état enclanché dans le circuit, donc pendant la transmission de force normale ,
Les orifices de l'anneau 31 sont couverts par l'an- neau 17 pendant le fonctionnement normal, par conséquent lorsque le rotor de turbine est enclanché dans le circuit, les surfaces 18 et 20 s'appliquant en même temps l'une contre l'autre et empêchant la traversée du liquide en cet endroit, de sorte qu'il ne se produit autant que possible aucune perte.
Une chambre 51 est prévue dans le noyau 9 du mécanis- me, Un disque 52 est relié au rotor de turbine 5 et peut coulisser dans la chambre 51 lors des mouvements d'engage- ment st de dégagement du rotor de turbine, puis il forme un joint étanche dans cette chambre par rapport à la cham- bre 54 entre le rotor de pompe 4 et lui-même. 55 est la chambre ménagée entre le rotor de pompe et le disque 15, ainsi que le cylindre 14 relié à ce disque. 5 6 est la chambre ménagée entre les disques 15 et 16 ; et 58 sont des surfaces formant joint étanche prévues sur ces pièces, 59 est la chambre ménagée entre le disque 16 et le carter 7; 60 est la chambre ménagée entre la surface extérieure du fond droit du cylindre 14 et l'organe d'entraînement 11 .
Dans la figure, on a indiqué des surfaces de cylin- ares de diamètres différents. I correspond à la périphé- rie extérieure du rotor de turbine 5, II au passage entre
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le rotor de pompe 4 et le rotot de turbine 5, III aux joints étanches 53, ainsi que 57 et 58 .
Pendant le dégagement du rotor de turbine et également dans la position complètement dégagée de ce rotor représentée dans la partie inférieure de la figure, de l'hui- le sous pression est amenée au dispositif de déplacement (cylindre 14) par la chambre annulaire 26 et les alésages 22, par la commande non spécialement représentée, dans la chambre du cylindre 14 se trouvant à gauche du piston 21 A cet instant, il ne parvient pas d'huile sous pression dans la chambre placée à droite du piston 21 du cylindre 14, car la commande y afférente du dispositif de déplacement relié cette chambre à l'atmosphère par les alésages 23 et le tube 25.
Lorsque le rotor de turbine 5 doit être enclanché, la chambre du cylindre 14 se trouvant à gauche du piston 21 est mise en communication avec l'atmosphère par les alé- sages 23 et la chambre 26 est mise en communication avec l'atmosphère au moyen de la commande non spécialement repré- sentée du dispositif de déplacement. En même temps, par de cette commande,/La surpression est amenée par l'intérieur du tube 25 et les alésages 23 dans la chambre du cylindre 14 qui se trouve à droite du piston 21.
Le cylindre 14 et par là le rotor de turbine 5 sont maintenant déplacés de la position représentée dans la partie inférieure de la figure vers la droite dans la position d'enclanchement dans le cir- cuit représentée dans la partie supérieure de la figure ,
La commande du mouvement de dégagement et d'enclan- chement du rotor de turbine peut se faire au moyen d'un dispositif de réglage automatique de type connu ,
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La pression hydraulique maximum règne à l'endroit de sortie du liquide du rotor de pompe 4, qui est situé dans la surface II. Dans la chambre 54, la pression diminue à partir de cette valeur maximum en allant vers les plus petits diamètres pendant le fonctionnement, en fono- tion de la force centrifuge de façon connue.
L'endroit de joint étanche 53 se trouve au plus petit diamètre de la chambre 51 du noyau; les pertes par interstices et par friction ne sont en conséquence que faibles en det endroit par suite de la faible pression qui y règne. En outre, le nombre de tours relatif des pièces 4 et 52 est également très faible pendant la partie principale du fonctionnement ,
La pression maximum mentionnée se propage vers la droite dans la chambre 55, Dans cette chambre, la pression
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diminue également des diamètres extérieurs vers les diamètres intérieurs.
La pression de pompe maximum ne peut pas se propager davantage au delà de l'anneau 31, arce que d'une part les surfaces de joint étanche 18, HO empêchent cette propagation et d'autre part il n'est prévu e tre l'aaneau 17 et l'anneau 81 qu'un très petit interstice, c qui est pos- sible du fait que ces deux pièces tournent ens ble. Il ne se produit pas de pertes par friction en cet endroit. Les trous 28 empflàhent qu'une surpression puisse s'établir entre les disques 15 et 16. Les pressions régnant sur les faces antérieure et postérieure du disque 16 sont égalisée à travers les trous 28 .
La distribution de pression égale produite par force centrifuge règne en conséquence à l'état enclanché entre les surfaces I et II sur les surfaces latérales du rotor de turbine 5. La m0mErl>ression avec distribution
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en fonction de la force centrifuge règne également entre les surfaces II et III sur les surfaces latérales du ro- tor de turbine 5 et des disques 16 et 52 reliés à ce rotor (dans les chambres 54 et 56). Cette pression est four- nie à l'endroit de sortie du rotor de turbine et se propage par les trous 28 dans la chambre 56. Les surfaces de joint étanche 57 et 58 prévues sur les disques 15 et 16 se placent sur le même diamètre ou approximativement le même diamètre que l'emplacement de joint étanche 53 .
La pression est égalisée de façon analogue également dans la partie se plaçant plus loin de l'arbre de la cham- bre 55, d'une part, et dans la chambre 59, d'autre part, par les trous 27 et les entredents des dentures 13 et 12, de sorte que la même pression agit sur les surfaces d'extré- mités du cylindre 14 et que le déplacement de cet élément n'est également pas empêché par des pressions hydrauliques s'y opposant .
Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, par la construction indiquée, les pressions sont égalisées sur le rotor de turbine mobile, ainsi que sur son dispositif d'actionnement et les diverses chambres de pression sont fermées de façon étanche de telle sorte qu'il ne se produit pas de pertes importantes par interstices et par friction ,
Pour faciliter le déplacement du rotor de turbine, on a déjà pris la précaution, lors du dégagement du circuit, que la pression soit détendue dans les diverses chambres.
Dans ce cas, les pressions baissent dans les autres chambres à mécanisme; la pression régnant devant le rotor de pompe est en conséquence si basse que des perturbations sont produites dans le circuit par la, formation de gaz et de mousse.
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De ce fait, lors au réenclanohement..du rotor de turbine, le rétablissement de la, transmission de puissance était très gêné et même.impossible. Par rapport à cela, la construction selon l'invention présente avant tout l'avan- tage qu'il ne se produit aucune sorte de perturbation du circuit et que lors du réencla,nchement du rotor de turbine le mécanisme fonctionne immédiatement et la puissance est transmise de nouveau sans plus d'une manière parfaite .