BE469064A - - Google Patents

Description

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  "Appareil rotatif à palettes, utilisable comme pompe ou comme moteur et applications du   dit".   



   La présente invention est relative aux appareils rotatifs comportant un rotor entraînant avec lui au moins une palette mobile par rapport à l'axe du rotor, et tournant dans un stator avec lequel il délimite une chambre pourvue d'au moins un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie. Ce genre d'appareils est capable de fonctionner en pompe ou en moteur. 



   L'appareil objet de l'invention est remarquable notamment en ce que le rotor, cylindrique, est concentrique   @   au stator, la dite chambré étant ainsi annulaire et de lar- geur radiale identique en tous ses points et elle est inter-      rompue par au moins   Iule cloison   immobile solidaire du stator 

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 et qui fait joint sur le rotor, la dite palette étant comman- dée par des moyens tels qu'elle soit maintenue en contact par sa tranche avec le stator et s'efface à l'intérieur du rotor au passage devant cette cloison, ces moyens agissant, de pré- férence, sur elle en des points n'appartenant pas à la surface de contact de sa tranche avec le stator. 



   La propriété essentielle d'un appareil ainsi cons- titué est d'avoir un débit continu qui est en toutpoint pro- portionnel à l'angle de rotation du rotor; il en résulte une vitesse d'écoulement du fluide absolument régulière sans les pulsations qui sont inhérentes aux autres appareils à palettes ou à piston. 



   Dans une catégorie d'appareils suivant l'invention, chaque palette est mobile transversalement à l'axe du rotor,      de préférente radialement; dans une autre catégorie, l'une des deux palettes délimitant la chambre annulaire transversalement à l'axe est solidaire du rotor et tourne avec lui,,chaque pa- lette étant alors de préférence mobile parallèlement à l'axe du rotor. Ce dernier type d'appareil se prête à l'obtention d'un débit variable par tour. On obtient cette possibilité en rendant mobile parallèlement à l'axe au moins l'une des dites deux parois qui délimitent la chambre annulaire transversale- ment à l'axe, des moyens étant prévus pour déplacer cette paroi et la maintenir dans toute position désirée.

   De préférence, ces moyens comportent un dispositif d'asservissement, à fluide sous pression, de la paroi mobile à la position d'un organe de commande. 



   Dans une réalisation avantageuse d'appareil de l'une ou l'autre catégorie, les palettes sont au nombre de six et la chambre annulaire entre le stator et le rotor est divisée par deux cloisons opposées en deux compartiments ayant chacun leurs orifices d'arrivée et de départ du fluide. L'équilibrage radial de l'appareil est ainsi assuré de manière parfaite théoriquement. 

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   Il est avantageux en vue de faciliter le déplacement des palettes, au voisinage de la position où elles sont pleine- ment sorties, et de réduire l'usure, de pourvoir le stator de canaux appropriés de façon que les uns mettent en communication les deux faces d'une palette à l'instant où celle-ci passe à la position où doit commencer son mouvement d'effacement et que les autres maintiennent en communication ces deux faces pendant la sortie de la palette jusqu'à la position où se ter- mine ce mouvement de sortie. 



   L'invention a aussi pour objet une transmission hy- draulique à changement de vitesse, comportant une pompe rota- tive à débit réglable entraînée par l'arbre primaire et un moteur hydraulique entraînant l'arbre secondaire, et qui est remarquable notamment en ce que le stator ou corps de la pompe est rotatif et solidaire de l'arbre secondaire. Il en résulte : 
1 ) que le débit de la pompe est fonction de la différence des vitesses des arbres primaire et secondaire et s'annule avec cette différence tandis qu'il devient maximum aux faibles vi- tesses de l'arbre secondaire, contrairement à ce qui se passe avec les transmissions hydrauliques connues jusqu'ici. 



   2 ) que le couple moteur au primaire est directement trans- mis au secondaire à tous les 'régimes par la réaction du stator, la démultiplication hydraulique ne portant que sur la différence entre couple résistant et couple moteur. 



   Une autre caractéristique que présente de préférence une transmission hydraulique conforme à l'invention, c'est qu'elle comporte un obturateur du conduit de refoulement de la pompe ; la fermeture de cet obturateur réalise un verrouillage hydraulique et par conséquent la marche en prise directe. 



   Il est en outre particulièrement avantageux, et ceci constitue encore une autre caractéristique que présente de pré- férence une transmission suivant l'invention, que le moteur hydraulique ou récepteur soit lui aussi à débit réglable. En 

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 faisant varier son débit à l'inverse de celui de la pompe on obtient en effet un fort couple aux basses vitesses du secon- daire, et, inversement, une grande   vitesse   du secondaire aux faibles débits de la pompe . 



   Dans une réalisation avantageuse, la pompe et le mo- teur sont du type des appareils rotatifs définis plus   haut .   



  Il est particulièrement intéressant dans ce cas que le stator de la rompe constitue le rotor du moteur et, de préférence, que les chambres annulaires soient dans un même plan transver- sal ou peu distantes l'une de l'autre dans le sens axial; dans ce cas en eifetles communications entre la pompe et le moteur sont aussi directes que possible ce qui contribue à réduire les pertes de charge dans l'appareil. 



   Suivant une autre caractéristique les dispositifs de   réglage   du débit du moteur et de la pompe sont conjugués de façon que les variations de débit soient de sens contraire. 



   Pour certaines applications de cette transmission hydraulique à changement de vitesse, par exemple dans l'auto- mobile, il peut être nécessaire de réaliser une marche   arriére   et une mise au point mort ou une marche en roue libre. A cet effet le dispositif précité est complété par au moins un obtu- rateur coopérant avec des canaux permettant de croiser les communications entre le moteur et la pompe, ce qui assure la marche arrière.

   De même un obturateur et des canaux appropriés, de préférence les mêmes que ceux pour la marche arrière, don- nent le possibilité d'isoler le moteur et la pompe en court- circuitant cette dernière et en mettant le moteur en circuit sur un réservoir, de préférence par   l'intermédiaire   d'un robi- net à trois voies relié à un accumulateur hydraulique, ce qui permet de relier à volonté le moteur à.   l'accumulateur   au lieu de le laisser en circuit sur le réservoir, réalisant ainsi un freinage hydraulique. 



   La présence dudit accumulateur hydraulique permet d'utiliser aussi l'appareil comme démarreur, soit dans l'auto- 

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 mobile, soit dans l'aviation ; à cet effet, il est pourvu de canaux et de moyens d'obturation de ces derniers tels que la chambre annulaire de la pompe puisse être à volonté isolée de celle du moteur en même temps que la pompe se trouve branchée entre l'accumulateur hydraulique et le réservoir, et tourne dès lors en moteur. 



   A titre d'exemples nullement limitatifs, on a représen- té schématiquement sur le dessin ci-joint les éléments princi- paux d'un appareil de chacune des catégories précitées. 



   Dans ce dessin : la Fig. 1 est une coupe transversale à l'axe suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2 d'un appareil à palettes radiales ; la Fig. 2 en est une coupe partielle par l'axe du rotor et par celui d'une palette ; la Fig. 3 est une coupe analogue à celle de la Fig. 2 mais d'un appareil à palettes mobiles parallèlement à l'axe ; la Fig. 4 est une autre coupe par l'axe de l'appareil représenté à la Fig. 3; la Fig. 5 représente plusieurs coupes partielles trans- 'versales à l'axe et effectuées respectivement suivant les lignes Ab et CD de la Fig. 3 et EF de la Fig. 4 ; les Figs. 6 et 7 représentent des details : la Fig.   6-est   une coupe générale par l'axe d'un trans- metteur hydraulique, palettes enlevées et les organes mobiles en position de prise directe ;

   la Fig. 9 est une   coupe.transversale   suivant la ligne IX-IX de la Fig. 8, les organes mobiles étant représentés en position intermédiaire de démultiplication ; la Fig. 10 est une coupe cylindrique développée pas- sant par la ligne X-X de la Fig. 8 ; la Fig. 11 est une coupe par la ligne XI-XI de la Fig. 10 et représente un dispositif de commande hydraulique des obturateurs; 

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 les Figs. 12 et 13 représentent des variantes de la commande de variation de débit ; les Figs. 14 à 16 sont des schémas montrant les die verses communications qui correspondent aux diverses phases ce fonctionnement de l'appareil. 



   Dans l'exemple représenté aux Figs. 1 et 2, l'appa- reil comporte un corps cylindrique ou stator 1, plat et creux, dont l'intérieur constitue une chambre cylindrique renfermant un rotor cylindrique concentrique 2; ce rotor fait joint par ses faces d'extrémité avec les fonds opposés du corps 1 et il est de diamètre inférieur à celui de la dite chambre de façon à délimiter dans elle un espace annulaire 5.

   Des cloisons ou barrettes 6,   '/   sont fixées au stator 1 en deux points diamétra- lement opposés de celui-ci et viennent, par das portées bien usinées a-b, faire joint sur le rotor, divisant ainsi de façon étanche la chambre annulaire 5 en deux compartiments séparés dans chacun 'lesquels débouchent deux orifices 9, 10 traversant le stator et disposés tout contre ces cloisons 6,   7.   Le rotor 2 est creusé de logements radiaux 11 au nombre de six qui s'in- tersectent et forment ainsi au centre du rotor une cavité 12; dans ces logements sont situées des palettes 13 dont la tranche extérieure est constituée par une surface cylindrique du même diamètre que la chambre du stator;

   l'épaisseur de chaque pa- lette est constante mais la largeur m-n de l'extrémité inté- rieure de chaque palette est supérieure celle p-q de l'extré- mité opposée. Chaque palette porte un doigt 14 sur lequel est monté un roulement à billes 15 logé à l'intérieur   d'une   rainure 16 taillée dans l'un des fonds du stator. 



   Le fonctionnement est le suivant : 
Quand on fait tourner le rotor 2, par exemple dans le sens indiqué par la flèche f, après avoir relié les   orifi-     ces 9 et 10 à des tuyauteries de circulation d'un fluide, 6   partir de la position représentée à la Fig. 1, les palettes 13 

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 qui se trouvent dans les positions III et VI où elles sont respectivement en regard des.cloisons 6 et 7 et complètement escamotées à l'intérieur du rotor 2, ont leurs galets 15 qui se mettent à rouler sur les tronçons g-h et j-k de la rainure 
16; ces tronçons sont établis de façon à ne laisser que pro- gressivement ces palettes sortir du rotor sous la pression régnant dans la chambre centrale 12 qui ést en communication permanente, par des canaux 17, avec la partie de l'appareil où le fluide est sous pression.

   Aux points h et k de la rainure 
16, les palettes se trouvant être venues en contact par leur tranche avec le stator 1 de façon à faire joint étanche sur ce dernier mais sans exercer de pression sensible, la poussée étant encaissée par la rainure 16, Pendant le même temps, les palettes qui se trouvaient dans les positions I et IV sont ve- nues respectivement dans les positions II et V et leurs' galets 
13 ont parcouru les tronçons h-i et k-p de ces rainures ;   tronçons sont circulaires et concentriques au stator et au   rotor, de sorte que les palettes n'ont aucun déplacement ra-   dial pendant cette partie de leur rotation ; dans le   même temps enfin les palettes qui étaient dans les positions II et V viennent dans les positions I et VI où elles sont com-    plètement escamotées à ltintérieur du rotor ;

   rentrée pro-   gressive dans le rotor se fait sous l'action des tronçons i-j et l-g de la rainure 16 qui sont symétriques des tronçons h-g et k-j et ces tronçons sont établis de façon que la rentrée de deux palettes opposées se fasse en même temps et à la même vitesse à chaque instant que la sortie des deux palettes, qui quittent les positions VI et III. Le volume de la chambre 12 demeure ainsi constant: d'autre part le mouvement de sortie des palettes ne produit aucune pulsation dans le débit de la pompe par un effet de piston. 



   Il est clair d'après ce qui précède que c'est dans leur course entre les positions I et II et IV et V que les 

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 palettes exercent leur effet utile, aspirant derrière elles le liquide qui arrive par l'orifice 9 et refoulant devant elles, pour le faire sortir par l'orifice 10, le liquide aspiré par les deux palettes précédentes. Dans ces conditions, le débit de l'appareil est absolument constant   à tout   instant; sa vi- tesse d'écoulement aussi si on a pris soin de donner aux orifi- ces 9 et 10 la môme section de passage qu'à la chambre annu- laire 5. 



   Des rainures 19 sont pratiquées dans le stator 1 de façon à   court-circuiter   les deux faces opposées des palettes dans les positions II et V, équilibrant ainsiles pressions sur ces deux faces au moment où va commencer le mouvement cen-   tripète   de ces palettes. Des rainures du même genre 20 sont ménagées dans le stator en regard des palettes dans les posi- tions 1 et IV de façon à maintenir égales les pressions sur les deux faces de ces palettes presque jusqu'à l'instant où elles arrivent dans ces positions 1 et IV. 



   Si l'on veut faire marcher l'appareil en moteur, il suffit de brancher l'orifice 10 sur une arrivée de fluide sous pression pour que l'appareil se mette à tourner dans le sens inverse de celui indiqué par la flèche f, Le fait que la base m-n des palettes est plus large que leur tranche p-q assure leur sortie dans ce cas bien que la pression sur ces deux ex- trémités opposées soit la même. 



   A la place des orifices 9 et 10, on peut disposer des orifices 21 et 22 raccordés respectivement à ces rainures 19 et 20 afin de donner au fluide un   Darcours   dans l'appareil aussi court et direct que possible avec un minimum de change- ment de direction, ce qui réduit les pertes au minimum. 



   Bien entendu, l'invention   n'est   nullement limitée aux détails de réalisation représentes ou décrits, lesquels n'ont été donnés   qu'à   titre d'exemple. C'estainsi par exemple qu'il peut y avoir plus ou moins de six palettes, que leur 

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 déplacement radial peut être produit par des moyens purement. mécaniques au lieu de l'être mécaniquement et hydrauliquement comme il a été décrit ci-dessus. Une rampe du stator pourrait aussi attaquer directement la tranche des palettes. 



   Dans la réalisation représentée aux Figs. 3 à 7, l'appareil diffère du précédent en ce que la chambre annulaire 25 entre le stator 26 et le rotor 27 ne s'étend que sur une fraction de la longueur du rotor et du stator, étant limitée transversalement à l'axe par des parois transversales apparte- nant l'une au rotor et l'autre au stator, lesquels présentent tous deux à cet effet, des épaulements annulaires 29, 30 se faisant face, d'une seule pièce avec eux ou rapportés. Le rotor 27 a une longueur inférieure à celle du stator et est claveté coulissant sur l'arbre 31 qui pénètre à l'intérieur du stator. 



  Les palettes 32 sont disposées dans des saignées parallèles à l'axe du rotor pratiquées dans ce dernier à sa périphérie et chacune d'elles peut coulisser dans son logement parallèle- ment à cet axe ; elles sont en contact par leur extrémité si- tuée du côté de l'arbre 31 avec une came en cloche 33 au pro- fil similaire à celui de la rainure 16 du mode de. réalisation représenté à la Fig. 1.   uette   came est fixée à deux cloisons 34 diamétralement opposées, analogues aux'cloisons 6 et 7 de l'exemple précédent mais qui peuvent ici coulisser parallèle- ment à l'axe dans le stator 26 où elles sont guidées de façon à ne pouvoir tourner. Chacune d'elles comporte un trou borgne 35 formant cylindre dans lequel est engagé un piston 36 s'appu- yant au stator.

   L'espace entre le fond du cylindre 35 et ce piston 36 est en communication, par un canal 50, avec un point de l'appareil de la chambre 25 par exemple, où le fluide est sous pression, de sorte que ces deux cloisons demeurent appli- quées sur le rotor 27, qualle que soit la position axiale de ce dernier, par la poussée ainsi créée sur le fond du cylindre 35. L'espace 37 compris entre la face du rotor opposée à celle du côté où se trouve la came 33 et le fond adjacent du stator 

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 est mis en communication par un canal 38 avec une gorge circur laire 39 taillée dans le rotor à sa périphérie en un point tou- jours à l'aplomb de l'épaulement 30 de ce dernier; dans cet épaulement est creusée une cavité 40 dans laquelle est logé et peut coulisser un tiroir 41 dont la queue 42 fait saillie à l'extérieur de l'appareil.

   Deux trous 43 et 44 sont ménagés dans ce tiroir à une distance l'un de l'autre un peu supérieure   @   à la largeur de la   7'orge   39 et ils sont mis respectivement en communication avec le refoulement et avec l'aspiration par des rainures   45,   46 taillées dans le stator. Comme dans l'exemple précédent, les orifices d'aspiration 47 et de refoulement 48 sont disposés en des points du stator situés respectivement ent entre les positions VI et I, d'une part, et 11 et III, d'autre part, des palettes. 



   Le fonctionnement général de   l'appareil   demeure le même que précédemment mais les points suivants sont particu- liers à cette dernière réalisation: 
Le tiroir 41 constitue un dispositif d'asservissement du rotor 27 dont la position axiale est déterminée par celle donnée   8 ce   tiroir.

   Un amenant l'un ou l'autre des trous 43, 44 en regard de la gorge 39, on fait croître ou décroître la pres- sion dans la chambre 37,ce qui provoque un déplacement axial correspondant du rotor 27 qui s'arrête de lui-même dans une position d'équilibre où la gorge 39 se trouve située entre les trous 43 et 44; toute variation de pression dans la chambre 37 produit alors en effet un déplacement axial du rotor   27   qui   amené   la gorge 39 en communication avec   l'un   des trous 43 ou 44 ce qui a pour effet de ramener la   nression   dans cette cham- bre à sa valeur initiale et par conséquent de faire revenir le rotor sa position d'équilibre.

   La position axiale donnée au rotor 27 détermine le volume de la chambre annulaire 25 et par conséquent le débit par tour de l'appareil, débit qui est ainsi déterminé en définitive par la position donnée au tiroir =il. C'est le liquide contenu dans cette chambre 37 qui forme 

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 matelas encaissant la poussée axiale exercée sur le rotor par . le liquide qui passe dans la chambre annulaire 25. 



   La Fig. 7 représente une variante du tiroir 41 ; ce- lui-ci comporte plusieurs trous 43' et 44' à des distances différentes de la position d'équilibre T de la gorge 39 et de sections croissantes avec cette distance. De la sorte, s'il se produit un déplacement relatif important du tiroir et du rotor, le débit de fluide à travers le canal 38 pourra être assez considérable pour produire un déplacement antagoniste rapide du rotor; en outre la stabilisation du rotor est meil- lure car la gorge 39 viend.ra d'elle même se placer devant celui des trous 43' et 44' dont le débit correspondra au débit des fuites qui seraient la cause de la variation de pression dans la chambre 37. 



   Le tiroir 41 peut être placé en un point quelconque du stator mais on le dispose de préférence dans un secteur de ce dernier correspondant à l'aspiration. 



   Bien entendu l'invention n'est aucunement limitée aux détails de réalisation représentés ou décrits,   lesquels   n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. C'est ainsi par exemple que la Fig. 6 représente une variante de commande des palettes. 



  Dans cette variante, le talon 51 de chaque palette porte un doigt 52 coiffé d'un roulement à billes 53 qui roule dans une   rainure 54 taillée dans le stator ; cetterainure affecte la   forme d'une came-cloche et agit successivement par chacun de ses flancs pour faire sortir puis rentrer la palette. Avec ce système, la course de la palette est constante quel que soit le débit tandis que dans le système décrit ci-dessus la course de la palette varie dans le même sens que le débit, ce qui est avantageux. 



   Le matelas hydraulique qui encaisse la poussée axia- le sur le rotor mobile peut être remplacé par une butée méca- nique à billes ou à rouleaux qu'un dispositif simple à vis ou 

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 à levier 'permet de déplacer afin de faire varier la position du rotor; dans ce cas, il devra exister en outre des moyens pour produire la sortie des palettes, par exemple une came- cloche analogue à celle produisant l'effacement des palettes à   l'aplomb   des cloisons mais de profil opposé. 



   Pour équilibrer cette poussée axiale, on peut aussi accoupler deux rotors identiques et opposés calés au même an- gle par rapport aux cloisons. 



   Les appareils à débit variable ne comportent pas obligatoirement des palettes à déplacement parallèle à l'axe, bien aue cette disposition soit préférable; ils peuvent être palettes mobiles radialement; d'autre part, les appareils à débit fixe peuvent être à palettes mobiles parallèlement à l'axe au lieu de l'être radialement comme dans l'exemple décrit. 



   Au lieu d'un rotor mobile axialement en bloc comme décrit ci-dessus dans l'exemple de réalisation d'un appareil à débit variable, on peut faire comporter au rotor un anneau mobile axialement dont une des faces constitue la paroi'mobi- le délimitant la chambre annulaire transversalement à   l'axe.   



  Il est possible aussi de constituer cette paroi mobile par la face d'un anneau coulissant axialement sur le stator, ainsi que de combiner entre eux ces divers moyens de faire varier le volume de la chambre annulaire. 



   Le déplacement axial des cloisons de l'appareil' à débit variable peut être assuré par ressort au lieu de   l'être   hydrauliquement comme dans   l'exemple   décrit. 



   Une amélioration encorel'appareil décrit, quand les palettes sont mobiles parallèlement à leur axe de rotation, consiste à donner aux logements des palettes une forme qui, en section, est étranglée vers l'extérieur, la partie de chaque palette comprise dans ce logement ayant bien entendu une forme correspondante; de préférence, afin de faciliter l'usinage, cette section est une fraction de circonférence supérieure à une 1/2 circonférence. De cette façon tout déplacement radial 

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 des palettes est empêché. Une disposition analogue est de pré- férence utilisée aussi pour les cloisons coulissantes telles que celles désignées par 34 (Figs. 3 et 5) et par 68 et 71 (Fig. 8). 



   Par ailleurs le tiroir de commande 41 (Fig. 4) peut être porté par le rotor 27 au lieu de l'être par le stator et le canal 38 est alors ménagé dans le stator. Cette disposition se prête particulièrement à la commande automatique du débit de la pompe en fonction de la vitesse du rotor, par exemple par un régulateur centrifuge porté par ce dernier et qui pour- rait être disposé à son intérieur même; cette disposition est utilisable aussi bien sur un appareil fonctionnant comme pompe que sur un appareil fonctionnant comme récepteur dans une trans- mission hydraulique. 



   D'autre part, dans le cas où le mouvement de sortie des palettes est produit par une poussée hydraulique (cas des Fig. 3 et 4) le dispositif hydraulique est de préférence dou- blé par un dispositif mécanique, éventuellement positif, par exemple une came-cloche similaire à la came 33, réglé par rap- port au dispositif mécanique produisant l'effacement des pa- lettes de façon que les palettes aient une légère course morte; de cette façon le dispositif mécanique de sortie des palettes n'agit effectivement sur ces palettes que si ces dernières n'ont pas déjà obéi à la poussée hydraulique, par exemple dans le cas de brusque chute de pression. 



   Dans la réalisation représentée aux Figs. 8-11 la transmission comporte un corps extérieur fixe 61 à l'intérieur duquel est centré un rotor 62 solidaire d'un arbre 63 s'éten- dant à l'extérieur et qui constitue l'arbre secondaire. Ce rotor 62 ou rotor secondaire est creux et s'étend sur toute la lon- gueur du corps 61, A l'intérieur du rotor 62 est centré un au- tre rotor 65 claveté coulissant sur un arbre 66 qui s'étend à l'extérieur du corps 61 et constitue l'arbre primaire. Ce rotor 65 porte des palettes coulissantes 67. Le rotor secon- 

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 daire 62 constitue vis-à-vis du rotor primaire 65 le stator d'une pompe du type décrit précédemment; il porte à son inté- rieur les autres organes principaux de cette pompe ; cloison 68 et came-cloche 69 qui détermine le mouvement des palettes. 



  A son extérieur il porte d'autres cloisons 71 et une came-cloche 72 qui forment avec un barillet 73 claveté coulissant à l'in-   terieur   du corps bl, et qui porte 2 son intérieur des palettes coulissantes 74, un appareil du même genre mais destiné à fonc- tionner en moteur. Les chambres annulaires 76 et 77 (Fig. 9) de la pompe et du récepteur ainsi constitués sont reliés par des conduits 78 et 79 percés   -' -travers   le rotor 62 et disposés respectivement dans les zones d'aspiration et de refoulement de la pompe primaire. Sur ces conduits   78,   79 sont interposés respectivement des obturateurs 80, 81 constitués par des ti- roirs qui permettent diverses combinaisons représentées aux Figs. 9, 14, 15 et 16.

   A cet effet chaque couple de conduits 78, 79 disposés respectivement de part et d'autre d'une même cloison 71 sont reliés par deux canaux 82, 83 intérieurs au rotor 83 et dans chacun des conduits débouchent deux autres canalisations 84, 85 intérieures également au rotor 62 et aboutissant respectivement en regard de forces circulaires 86, 87 pratiquées dans le stator et raccordées, la première,   , un   accumulateur hydraulique 88 et la seconde à un réser- voir   89.   



   Les tiroirs 80, 81 sont disposés respectivement dans les alésages   97,   98 (Figs. 10, 11) pratiqués dans le rotor 32 parallèlement à son axe et qui communiquent en bout par des orifices plus étroits avec des ores circulaires 99, 100 taillées dans les fonds circulaires du corps bl concentrique- ment à ce dernier, Dans chaque alisage 97,   98 sont   disposés deux ressorts 102, 103 qui agissent en sens opposé sur   l'obtu-   rateur correspondant. Chaque obturateur comprend trois parties désignées respectivement par 104, 105 et 106 et qui correspon- dent, la première à la marche avant, la seconde au point mort, 

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 la troisième à la marche arrière, ainsi qu'on le décrira plus loin.

   La partis 104 de l'obturateur 80 du conduit 79 en pres- sion qui correspond à la marche avant est en communication per- manente par un ou,plusieurs conduits longitudinaux 107 avec la gorge 99. La partie 104 de l'obturateur 81 du conduit 78 de retour est en communication permanente par un conduit 107a avec la.gorge 100. Les gorges 99 et 100 sont raccordées par des con- duits 108, 109 à un robinet de commande 110 à trois voies re- lié d'autre part à,l'accumulateur 88 et au réservoir 89. 



   La position du barillet 73 mobile axialement est dé- terminée par un dispositif d'asservissement comprenant un ti- roir de commande 114 monté dans le corps 61 et qui comporte deux orifices 115, 116 respectivement en communication avec des conduits d'amenée de fluide à des pressions différentes; ces   oriiices   coopérent avec le débouché d'un canal 117 percé dans le barillet 73 et qui aboutit, d'une part, sur la surface laté-      rale du barillet entre les orifices 115 et 116, et, d'autre part, sur le fond du barillet. De plus, ce dernier est relié par un basculeur 118 à un autre tiroir de commande 119, simi- laire au tiroir 114 mais qui coopère avec un conduit du rotor primaire   65   pour déterminer la position de ce dernier.

   L'en- semble est agencé de façon que les déplacements longitudinaux du rotor primaire 65 et du barillet 73 soient inverses l'un de l'autre et fassent par 'suite varier de façon inverse   4'un   de l'autre le volume des chambres 76 et 77. 



   Le fonctionnement est le suivant : 
Les ressorts 102 et 103 sont établis de façon à main- tenir les obturateurs 80,81 ou tiroirs de distribution dans une position d'équilibre (Fig. 11) où ils scindent transversa- lement par leur partie 106 (Fig. 15) les conduits 78 et 79 en deux tronçons ne communiquant pas l'un avec l'autre mais les débouchés des canaux 82, 83 se trouvent tous dans les tronçons qui communiquent avec la chambre 7b, autrement dit avec la pompe; celle-ci se trouve ainsi court-circuitée et débite sur 

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 elle-même ce qui constitue la position de point mort.

   En même temps, le tronçon du conduit 79 qui débouche dans la chambre 77 est mis en communication avec le canal 84 qui va au   réser-   voir 89 par l'intermédiaire de la   gorge   circulaire 87 prati- quée dans le corps 61, tandis que le tronçon correspondant du conduit 78 est mis en communication avec le conduit 85, débi- tant dans la gorge circulaire 86 du corps 61 qu'un robinet 123 àtrois voies permet de mettre en communication avec le réservoir   89   ou avec l'accumulateur 88. Le premier cas réali- se la marche en roue libre, le liquide amené à circuler par la rotation du rotor secondaire 62 pouvant passer librement en circuit fermé à travers la chambre 77 et le réservoir.

   Le se- cond cas correspond au freinage hydraulique, la pression du liquide contenu dans l'accumulateur s'opposant à la rotation du rotor secondaire 62. 



   En manoeuvrant le robinet 110 de façon à faire com-   rnuniquer   l'accumulateur 88 avec le conduit 108 en même temps qu'à relier le conduit 109 et le réservoir   89   on fait agir le 'fluide sous pression dans la gorge   99   et les obturateurs 80, 81 se déplacent en comprimant les ressorts 103 de façon que leur partie 104 vienne à l'aplomb des conduits 78,79 et laisse libre passage au fluide à travers les conduits 78, 79, comme représenté à la Fig. 9. La circulation se fait alors à travers les conduits 78, 79 comme l'indiquent les flèches et le rotor secondaire 62 est entraîné à tourner dans le sens de la rota- tion de l'arbre primaire 66, indiqué par la   flèche f   (Fig. 9) ce qui correspond à la marche avant.

   Quand on amène ces tiroirs 80, 81 dans la position représentée à la Fig. 14, ce qu'on ob- tient par l'envoi de fluide sous pression dans la gorge 100 en manoeuvrant à cet effet le robinet 110 à trois voies de façon à mettre en communication   l'accumulateur   hydraulique 88 avec le conduit 109 et le réservoir 89 avec le cond.uit 108.

   Ces obturateurs viennent couper par leur partie 105 les conduits 78, 79 en un point intermédiaire entre les débouchés dans ces 

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 conduits des canaux 82, 83, interrompant ainsi la communication directe par ces conduits 78,79 entre les chambres 76 et 77; ils en établissent une nouvelle par l'intermédiaire des canaux 82, 83 qui sont disposés de façon que le liquide refoulé par la pompe hors de la chambre 76 dans le canal obturé 79 se rend maintenant par le canal 82 dans la partie du conduit obturé 78, qui communique avec la chambre 77, conduit à travers lequel s'opérait précédemment la sortie du liquide se trouvant dans la chambre 77, et il pénètre dans cette chambre d'où le liquide sort maintenant par le conduit 79 qui servait précédemment à l'arrivée du liquide venant de la pompe;

   du conduit 79 le li- quide venant de la chambre 77 se rend par le conduit 83 à la partie du conduit 78 demeurée en communication avec l'aspira- tion de la pompe et il retourne à celle-ci comme précédemment. 



  Par suite la pression du liquide dans la chambre 77 s'exerce' sur les faces des cloisons 71 opposées à celles sur lesquelles elles s'exerçaient précédemment et il en résulte le renverse-   ment du sens de rotation du rotor secondaire 62 ; onobtient   ainsi la marche arrière. 



   Par ailleurs lorsque le volume de la chambre 77 est maximum et le volume de la chambre 76 minimum le rotor secon- daire 62 tourne à sa plus faible vitesse pour une vitesse don- née de l'arbre primaire 66 ; autrement dit, on réalise ainsi la démultiplication maximum. Si le volume de la chambre 76 est rendu nul on obtient une position de point mort. La démultipli- cation minimum ou la prise directe est obtenue au contraire lorsque le volume de la chambre 76 est maximum et celui de la chambre 77 minimum, ce qui est le cas représenté à la Fig. 8 où le barillet 73 est à fond de course vers la droite et le . rotor 65 à fond de course vers la gauche. Dans cette position les conduits 78,79 se trouvent obturés totalement par le ba- rillet 73 et c'est ce qui assure la prise directe.

   Les volumes intermédiaires'des deux chambres 76 et 77 donnent les rapports de démultiplication intermédiaires. On voit que le .rapport de 

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 démultiplication varie ainsi d'une façon continue de la prise directe à son maximum, que ce soit en marche avant ou en marche arrière. 



   Cette variation de volume des chambres 76 et 77 est obtenue par déplacement du tiroir de commande   114. '   En enfon- çant ce dernier on amène en regard du débouché du canal   117   la gorge 116 qui est reliée   l'aspiration   de la pompe, de sorte que la pression baisse sur le fond du barillet 73 et que ce dernier se déplace vers la gauche de la Fig. 8 sous l'effet de la poussée axiale qu'il subit en permanence et qui ne se trouve plus équilibrée, augmentant ainsi le volume de la cham- bre   77;

   le   déplacement du barillet 83 est transmis par le cul- buteur 118 au tiroir 119 qui met alors en communication avec le refoulement de la pompe l'espace compris entre le rotor 62 et le fond du rotor 65, ce qui oblige ce dernier à se   dépla-   cer en sens inverse du déplacement du rotor 62, donc vers la droite de la Fig. 8, jusqu'à ce que le débouché de son canal qui coopère avec le tiroir distributeur 119 soit revenu entre les deux orifices de ce tiroir. 



   Cette transmission hydraulique se prête à une autre utilisation :   n   amenant les tiroirs distributeurs dans la position représentée à la Fig. lo on coupe encore la communication di- recte par les conduits   78   et 79 entre les chambres 76 et   77   et on en établit une entre le refoulement de la pompe et le canal 85 qui va au robinet 123 tandis que le tronçon du conduit 79 qui est en communication avec l'aspiration de la pompe se trou- ve relié au conduit 84 qui va au réservoir 89. En manoeuvrant le robinet 123 pour mettre le canal 83 en communication avec l'accumulateur 88 on fait fonctionner l'appareil en démarreur, le fluide sous pression dans l'accumulateur faisant tourner la pompe et se rendant ensuite au réservoir 89, comme l'indiquent les flèches sur la Fig. 16. 

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   Dans le cas d'application de cette transmission hy- draulique à une automobile le robinet 123 est commandé par exemple par la pédale du frein de façon que lorsque celle-ci n'est pas enfoncée il se trouve dans la position où il met le canal 85 en communication avec le réservoir et que dès qu'on appuie sur la pédale il vienne mettre le canal 85 en communi- cation avec l'accumulateur. On augmente ensuite l'intensité du freinage en augmentant le volume de la chambre 77 en liant le frein à la commande 114 de variation de débit. 



   Dans ce même domaine d'application, il est facile de réaliser avec cette boite un changement de vitesse automa- tiqué lié uniquement au mouvement de la commande de gaz du moteur. 



   Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux détails de réalisation représentés ou décrits, lesquels n'ont été' donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi, notamment dans la va- riante de réalisation représentée à la Fig. 12 et qui concerne le dispositif de commande du rapport de transmission, les deux tiroirs 114' et 119' sont encore accouplés par un basculeur 118' mais c'est ce dernier qu'attaque directement le dispositif de commande, en l'espèce mécanique et constitué par une tige coulissante 127 que déplace un dispositif à vis mobile 128 et écrou fixe 129. 



   Dans la variante de réalisation représentée à la Fig. 13, les tiroirs 131 et 132 conjugués l'un à l'autre par un basculeur 133 sont portés par le rotor 62. Un tiroir de commande commun 134, monté dans le corps 61, permet d'envoyer vers le tiroir 131 le fluide sous pression arrivant par la lumière 135 en communication permanente avec le refoulement de la pompe et de mettre en même temps le tiroir 132 en commu- nication avec l'aspiration. Il est à noter que la lumière 135 ne vient en regard du canal de distribution du tiroir 134 qu'in bref instant à chaque tour du rotor, ce qui rend assez lent et progressif le déplacement des tiroirs 131 et 132 et par suite 

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 la variation de volume des chambres 76 et 77 produite par le déplacement longitudinal du rotor primaire 65 et du barillet 73. 



   Cette transmission se prête également aisément la réalisation d'une commande automatique du rapport de transmis- sion par un régulateur d'un type quelconque.Dans le cas d'une commande automatique en fonction d'une pression, par exemple de la pression au secondaire, il suffit de relier le disposi- tif de commande de la variation du débit (114 Fig. 8; 128 Fig. 12 ; 134 Fig. 13) ou bien directement le basculeur 118, 118' -' un piston sollicité en sens inverses par cette pression   et par un ressort taré ; touteaugmentation ou diminution de   cette pression a des lors pour conséquence une variation de dé- bit, et par conséquent du rapport de transmission suivant toute loi désirée. 



   Pour certaines utilisations où l'on veut réaliser la simplicité maximum on peut supprimer le réservoir d'huile et l'accumulateur qui ne sont vraiment utiles que si l'on désire réaliser le freinage et le démarrage avec cette boîte de vi- tesse. En l'absence d'accumulateur et de réservoir on fera de préférence passer le circuit de fluide par un radiateur afin d'éviter un échauffement anormal de ce fluide. 



   On peut aussi réaliser une prise directe positive comme dans les boîtes ordinaires à engrenages, par crabotage direct du rotor primairesur le rotor secondaire. 



   En outre, en inversant primaire et secondaire on   @   obtient un démultiplicateur. 
 EMI20.1 
 



  - -i.;V-Ll,DICATIOIS - 

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Claims (1)

1. ---------------- 1.- appareil rotatif 1. pélettes, utilisable comme pompe ou comme moteur, du type comportant un rotor entraînant EMI20.2 avec lui au -lloins une palette mobile par rapport 1 l'ave ,1u rotor et tournant dans un stator avec lequel il délimite une chambre pourvue d'au moins un orifice d'entrée et d'un. orifice <Desc/Clms Page number 21> de sortie, caractérisé en ce que le rotor, cylindrique, est concentrique au stator, la dite chambre étant ainsi annulaire, de largeur radiale identique en tous ses points, et que cette chambre est interrompue par au moins une cloison immobile so- lidaire du stator et qui fait joint sur le rotor,

   la dite pa- lette étant commandée par des moyens tels qu'elle soit mainte- nue en contact par sa tranche avec le stator et s'efface à l'intérieur du rotor au passage devant cette cloison, ces moyens agissant, de préférence, sur elle en des points n'appartenant pas à la surface de contact de sa tranche avec le stator.

   2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des deux parois délimitant la chambre annulaire transversalement à l'axe est solidaire du rotor et tourne avec lui, chaque palette étant alors de préférence mobile parallè- lement à l'axe du rotor.

   3.- Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux parois qui délimitent la cham- bre annulaire transversalement à l'axe est mobile parallèle- ment à l'axe et qu'il existe des moyens pour déplacer cette paroi et la maintenir dans toute position désirée, moyens qui comportent de préférence un dispositif d'asservissement,à flui- de sous pression, de la paroi mobile à la position d'un organe de commande.

   4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1-3, caractérisé en ce que les palettes sont au nombre de six et que la chambre annulaire entre le stator et le rotor est divisée par deux cloisons opposées en deux compartiments ayant chacun.. leurs orifices d'arrivée et de départ du fluide.

   5.- Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1-4, caractérisé en ce que le stator est pourvu de canaux appropriés de façon que les uns mettent en communication les deux faces d'une palette à l'instant où celle-ci passe à la position où doit commencer son mouvement d'effacement et que les autres maintiennent en communication ces deux faces pendant <Desc/Clms Page number 22> la sortie de la palette jusqu'à la position où se termine ce mouvement de sortie.

   6.- Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1-5, caractérisé en ce que les palettes sont sollicitées tout instant par une poussée hydraulique tendant à les appli- quer contre une rampe ou came appropriée qui détermine leur position.

   7. - Appareil suivant l'une quelconque' des revendica- tiQns 1-3, caractérisé en ce que deux rampes ou cames sont dis- posées de façon à agir en sens opposés sur les palettes pour produire leur sortie et leur effacement.

   8.- Appareil suivant la revendication 6 ou 7, carac- térisé en ce que la dite rampe ou came est établie de façon que la rentrée de palettes se fasse en même temps et à la même vitesse à chaque instant que la sortie d'un nombre égal d'autres palettes afin que la sortie et la rentrée des palettes laissent sensiblement constant le volume de la chambre de pompage.

   9. - Application d'appareils suivant l'une quelconque des revendications 1-8 à la réalisation d'une transmission hy- draulique rapport de transmission variable, comportant une pompe rotative à débit réglable entraînée par l'arbre primaire et un moteur hydraulique entraînant l'arbre secondaire, carac- térisé en ce que le stator ou corps de la pompe est rotatif lui.,aussi et solidaire de !labre secondaire.

   10.- Transmission hydraulique suivant la reuendica- tion 9, caractérisée en ce qu'il existe un obturateur du con- duit de refoulement de la pompe ce qui assure la marche en prise directe.

   11.- Transmission hydraulique suivant les revendica- . tions 9 ou 10, caractérisée en ce que le moteur hydraulique ou récepteur est lui aussi à débit réglable.

   12.- Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 11, caractérisée en ce que le dispositif de réglage du <Desc/Clms Page number 23> débit du moteur est conjugué à celui de la pompe de façon à faire varier ces deux débits en sens inverses l'un de l'autre.

   13.- Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 12, caractérisée en ce que le stator de la pompe consti- tue le rotor du moteur et que, de préférence, les chambres annulaires sont dans un même plan transversal, ou peu distantes l'une de l'autre dans le sens axial, et communiquent l'une avec l'autre par des trous percés à travers le stator.

   14. - Transmission hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 9-13, caractérisée en ce qu'il existe au moins un obturateur coopérant avec des canaux permettant de croiser les communications entre le moteur et la pompe, ce qui assure la marche arrière.

   15.- Transmission hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 9-14, caractérisée en ce qu'un obtura- teur et des canaux appropriés, de préférence les mêmes que ceux pour la marche arrière, donnent la possibilité d'isoler le moteur et la pompe en court-circuitant dette dernière et en mettant le moteur en circuit sur un réservoir, de préféren- ce par l'intermédiaire d'un robinet à trois voies relié à un accumulateur hydraulique, ce qui permet de relier à volonté le moteur à l'accumulateur au lieu de le laisser en circuit sur le réservoir, réalisant ainsi un freinage hydraulique.

   16. - Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 15, caraztérisé en ce qu'elle est pourvue de canaux et de moyens d'obturation de ces derniers tels que la chambre annulaire de la pompe puisse être à volonté isolée de celle du moteur en même temps que la pompe se trouve branchée entre l'accumulateur hydraulique et le réservoir, et tourne dès lors en moteur.

   17. - Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 13, caractérisée en ce que celui des rotors qui est de plus grand diamètre est creux et porte sur les faces opposées de sa paroi cylindrique les cloisons de subdivision des deux <Desc/Clms Page number 24> chambres annulaires ainsi que les cames de commande des pa- lettes, et que les palettes qui travaillent dans la chambre annulaire de plus grand diamètre sont portées par un barillet claveté coulissant dans le corps de l'appareil tandis que les palettes qui travaillent dans la chambre annulaire de moindre diamètre sont portées par le rotor central.

   18.- Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 13, caractérisée en ce qu'elle comporte un rotor creux pourvu d'une collerette extérieure centrée dans le corps de l'appareil et d'un épaulement extérieur, un barillet claveté coulissant dans le corps et portant à la fois sur l'extérieur du rotor entre cette collerette et cet épaulement, déterminant ainsi avec ce dernier une chambre annulaire, et un rotor cen- tral mobile axialement, ajusté à l'intérieur du rotor creux, et qui comporte une partie de moindre diamètre ajustée dans une portée également de moindre diamètre du rotor creux, ce qui détermine avec ce dernier une seconde chambre annulaire.

   19. - Transmission hydraulique suivant les revendica- tions 13 et 15, caractérisée en ce que les obturateurs sont constitués par les sections successives, de profils différents, d'un tiroir coulissant axialement dans un alésage pratiqué dans le rotor de plus grand diamètre parallèlement à son axe.

   20.- Transmission hydraulique suivant la revendica- tion l, caractérisée en ce que le tiroir est maintenu par des ressorts antagonistes dans une position d'équilibre correspon- dant au point mort, et que son déplacement dans un sens et dans le sens opposé à partir de cette position d'équilibre l'amené respectivement dans deux Dositions où il établit des communications qui correspondent la marche avant et à la marche arrière, ce déplacement étant provoqué de préférence par l'envoi de fluide sous pression à l'extrémité voulue du tiroir, par exemple par un robinet trois voies relié à un accumulateur hydraulique et à un réservoir ainsi qu'aux extré- mités opposées de ce tiroir. <Desc/Clms Page number 25>

   21.- Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 15, plus spécialement pour une automobile, caractérisée en ce que le robinet permettant de relier le récepteur de l'appareil au réservoir ou à l'accumulateur hydraulique est relié à la pédale de frein, de façon à venir, dès qu'on appuie sur la pédale, dans la position de mise en communication du secondaire avec l'accumulateur.

   22. - Transmission hydraulique suivant la revendica- tion 15, plus particulièrement pour une automobile, caractéri- sée en ce que l'organe de commande de variation de débit de l'appareil est relié à la pédale de frein de façon que l'en- foncement de celle-ci fasse croître le débit.

   23.- Transmission hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 9-22, caractérisée en ce que l'organe de commande de variation de débit de l'appareil est relié à un organe sensible à une pression.

   24. - Appareil hydraulique rotatif suivant l'une quel- conque des revendications 1-8 ou transmission hydraulique sui- vant l'une quelconque des revendications 9-23, caractérisée en ce que les palettes étant mobiles parallèlement à l'axe du rotor, chaque logement des palettes a en coupe transversale une forme étranglée vers l'extérieur, de préférence une forme circulaire dont le contour s'étend sus plus d'une demi-circonfé- rence, et que la partie de chaque palette engagée dans son lo- gement a une section correspondante.

   25. - Appareil suivant les revendications 6 et 7, ca- ractérisé en ce que celle:,des rampes ou cames qui agit sur les palettes dans le même sens que la poussée hydraulique est éta- blie de façon que les palettes aient une légère course morte entre les deux cames ou rampes, celle doublant la poussée hy- draulique n'agissant ainsi effectivement sur les palettes qu'en cas de chute brusque de pression.

   26.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de la position de la dite paroi <Desc/Clms Page number 26> mobile,. donc du débit de l'appareil par tour, est porte par le rotor.

   27.- Appareil suivant la revendication 26, caractérisé en ce que le rotor porte un régulateur, par exemple centrifuge, sensible à la vitesse du dit rotor, de préférence disposé à l'intérieur même du dit rotor, et qui est relié au dit organe de commandede façon à l'actionner en fonction de la vitesse du rotor.

   ,- Appareil hydraulique rotatif capable de fonction- ner en pompe ou en moteur, en substance comme décrit ou comme représenté au dessin ci-joint.

   29. - Transmission hydraulique et ses applications, en substance comme décrit ou comme représenté au dessin ci-joint.