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"PERFECTIONNEMENT AUX VARIATEURS DE VITESSE DU TYPE HYDRAULIQUE"
La présente invention concerne les appareils hydrau- ; liques de changement de vitesse. progressifs, comprenant une pompe rotative à débit variable et un moteur hydraulique comman dé par la pompe. Dans les appareils de ce genre, une pompe, actionnée, de toute manière appropriée, refoule le fluide sous pression vers un moteur de manière à l'actionner, La vitesse-- de.rotation de cette pompe est constante et son débit peut-être réglé à volonté par l'opérateur, qui effectue ainsi les varia- tions de vitesse du moteur.
Le but de la présente invention est de perfectionner . les organes régulateurs de débit et les organes de transmissioni du. fluide de la pompe au moteur.
Suivant une- caractéristique de l'invention, l'appar- reil comporte, en un tout compacta une pompe.rotative à débit- variable et un moteur actionné par le fluide débité par la pom-j De$ cette pompe et' ce moteur ayant leurs axes parallèles et
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étant reliés par un organe mobile qui), tout en assurant la circulation du fluide entre la pompe et le moteur, permet, en modifiant sa position relativement aux appareils qu'il relie, de faire varier la vitesse du moteur.
La pompe est constituée par deux organes principaux, tournant à la même vitesse angulaire;, mais montés sur deux axes parallèles entre eux. L'un de ces organes est de forme annu- laire et tourne au voisinage d'un arbre fixe, le deuxième organe étant disposé à 1'.intérieur de l'anneau et formant un bloc-cylindres, agissant radialement. Ce bloc-cylindres tourne autour d'un arbre secondaire,. parallèle'au premier, mais): à l'encontre de ce dernier,, qui est fixe, il peut, par l'inter- médiaire de l'opérateur, être déplacé parallèlement à l'arbre fixe. A cet effet il est monté de façon à tourner autour d'un troisième axe, fixe dans l'expace, mais parallèle aux deux arbres précités.
L'axe de rotation de l'anneau externe et ceclui du bloc-cylindres peuvent être excentrés l'un par rapport à l'autre et par conséquent les variations de débit de la pompe sont fonc- tion des variations de cette excentricité.
Le bras, mentionné plus haut, est relié, d'une part, à l'une de ses extrémités, à l'arbre du moteur hydraulique, fixe dans l'espace, et il peut tourner d'un certain angle jusquà un maximum autour dudit arbre, dans l'un ou l'autre sens, et d'autre part, par son autre extrémité, il est relié à l'arbre mobile de la pompe, autour duquel tourne en outre le bloc- cylindres. Le bloc-cylindres se trouve à l'intérieur de la couronne qui tourne avec la même vitesse angulaire que ledit bloc, mais autour de son arbre propre, dont l'axe se trouve sur une circonférence dont le centre est la, projection de l'axe de l'arbre du moteur sur un plan perpendiculaire à l'arbre fixe et le rayon est égal à la distance entre l'axe de 1''arbre du moteur et l'axe de l'arbre du bloc-cylindres.
En d'autres
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termes, l'axe de la couronne se trouve sur une circonférence suivant laquelle se déplace l'axe du bloc-cylindres.
De cette façon, en déplaçant le bras autour de l'axe fixe, on modifie la distance des axes des arbres respectifs, de l'anneau et du bloc de la pompe, ou, en d'autres termes, on modifie l'ordre de grandeur de leur excentricité, ce qui a pour résultat de faire varier le débit de la pompe, et, en conséquence, la vitesse de rotation du moteur'hydraulique. En
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effet, lorsque le bras est dans sapposition neutre, c'est-à-di- re lorsque l'axe du bloc de la pompe coïncide avec celui de la couronne, le,excentricité étant alors nulle, le débit de la pom- pe l'est également.
Lorsque le bras est déplacé de toute maniè- re appropriée dans l'un ou l'autre sens, de l'angle maximum, l'excentricité atteint sa valeur maximum, et la vitesse de rotation du moteur augmente dans un sens ou dans l'autre, en. passant de zéro au maximum, non,, par saccades, mais progressi- vement.
Afin de maintenir la vitesse de rotation désirée
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aon.star3t, le brav duit. gguupur la pgsition qui 1.l.u'" El. eue donnee, ou doit*etre maintenu dans cette position par tout moyen approprié, car dans le cas contraire, par réaction, le bras tendra à se déplacer et l'appareil ne fonctionnera pas correctement. Le maintien du bras dans. là position désirée peut s'effectuer de toute manière appropriée, mécanique, hy- draulique, électro-magnétique, etc...
Afin que l'effort pour déplacer le bras et pour le maintenir soit très faible, le bras est pourvu, sur ses faces latérales, dirigés dans le sens du déplacement, de vérins, de puissance égale, leurs cylindres et par suite leurs pistons étant respectivement entre eux d'égal diamètre et les cylindres étant reliés avec les conduites de airc.ulation du fluide. L'un des vérins se trouvera donc soumis à la pression du fluide envoyé par la pompe au moteur, et l'autre vérin, à une pression
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moindre du fluide revenant du moteur à, la pompe. Sur chaque vérin, l'extrémité libre du piston vient appuyer contre une butée fixe dans l'espace. La réaction du vérin, soumis a une forte pression, sera dirigée dans le sens opposé à celui de la réaction du moteur.
De ce fait, il suffit de choisir conve- nablement la section des cylindres pour que le bras ne subisse aucune réaction.
En ce qui concerne le moteur hydraulique qui constitue l'organe principal du dispositif après la pompe, il peut être de tout type désiré, mais sa vitesse angulaire doit être pro- proportionnelle a la quantité de fluide écoulé.
L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins annexés sur lesquels on a. représenté, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins :
La fige 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation suivant l'invention;
La fig. 2 est une vue en élévation avec parties en coupe d'un appareil suivant l'invention;
La fig. 3 est une coupe verticale, suivant 47-48-49- 50-51 de la fige 4; et, La. fig. 4 est une coupe verticale suivant l'axe du même appareil.
En se référant à la fig. 1, on voit en X une pompe rotative a débit variable dont C est la couronne extérieure qui comporte sur sa. face interne des parties planes S réparties régulièrement et sur lesquelles viennent prendre appui des galets R, montés sur les têtes de pistons P coulissant dans le bloc-cylindres B. La couronne C tourne autour de l'axe A Le bloc-cylindres B tourne, à la même vitesse, autour de
0 l'axe A .Les aces A et A sont excentrés. Sur l'arbre L
1 O 1 du bloc-cylindres est monté à l'une de ses extrémités le bras E, dont l'autre extrémité est montée sur l'arbre N du moteur hydraulique 29 représenté schématiquement. L'arbre N
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est monté sur l'axe 0 qui es.t fixe dans l'espace.
Le bras E peut osciller comme un pendule autour de l'axe 0, l'axe du bloc-cylindres étant alors déplacé de A à A , suivant un
1 2 arc de rayon OA .
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On remarque ainsi que le déplacement angulaire du bras E dans les limites de l'angle A O,A dans un sens,
1 0 ou A O,A dans l'autre sens, provoque la variation de
0 2 l'excentricité de la pompe suivant A ,A ou A ,A . En
0 1 0 2 conséquence, le débit de la pompe varie de 0 jusqu'à un: certain maximum. A l'intérieur de l'arbre L sont prévues des conduites 1 et 10, reliées, d'une part, au distributeur D , et, d'autre part, aux conduites 3 et 8, ménagées dans
1 la masse du bras E. Ces conduites 3 et 8 communiquent avec les conduites 5 et 6 ménagées dans la masse de l'arbre N, qui, elles sont reliées au distributeur D , solidaire du
2 moteur hydraulique 29.
Le passage des conduites horizontales aux conduites verticales est assuré à l'aide d'encoches 2, 9, 4, 7 ménagées dans les arbres L et N, à leurs points de jonction avec le bras E.
Lorsque le bras E se trouve placé d'un côté de l'axe de symétrie O-AO, le fluide qui s'écoule de la pompe
0 par la canalisation 1, suit, pour atteindre le moteur, le parcours 1, 2, 3, 4, 5 et revient en suivant le parcours 6, 7, 8, 9, 10. Le moteur tourne alors dans un certain sens.
Lorsque le bras E se trouve de l'autre côté de k'axe de symétrie O-AO, le sens de l'écoulement du fluide est inversé, et, par conséquent, le sens de rotation du moteur l'est également.
Lorsque le bras E se trouve dans la position repré= sentée sur la fig. 1, la réaction dûe au couple du moteur tend à rejeter le bras E vers. la droite. Afin! de retenir le bras E dans la position désirée on prévoit deux vérins ? disposés symétriquement sur les faces latérales du bras E.
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leurs pistons F viennent appuyer sur les butées H, fixes dans l'espace. Le vérin de droite dont le cylindre communique avec la canalisa.tion 3, se trouve soumis à la pression du îluide qui va au moteur. Il peut alors maintenir le bras E tout moment désire. Lors du changement de direction du fluzde, lorsque la réaction du moteur change également de sens, c'est le vérin de gauche qui entre en jeu.
De cette manière, le bras ; qui est monté à. l'arbre du bloc-cylindres et à un arbre du moteur et qui comporte des conduites à travers lesquelles circule le fluide considéré, ainsi que deux vérins, constitue un organe de liaison entre la, pompe et le moteur et, en même temps, un organe de commande de variation de vitesse de rotation de l'appareil.
Sur les figs. 2, 3 et 4, on a représenté un mode de réalisation de l'appareil suivant l'invention, qui comporte une pompe rotative etun moteur hydraulique rotatif et un' bras E reliant ces deux appareils. Sur ces figures, on voit en BP un bloc-cylindres d'une pompe comportant sept cylindres radiaux avec leurs pistons P , P , P , P , P , P , P munis
1 2 3 4 5 6 7 de galets R, montés sur des axes 52. Les galets R prennent appui sur des parties planes S d'une couronne C. Cette couronne est montée sur un arbre moteur 42, centré dans un carter K à l'aide de roulements à billes 43 et de roulements à aguilles 45.
L'arbre moteur 42, actionne par tout arbane approprié, tourne autour de son axe A -A et fa.it tourner, par l'inter-
0 0 médiaire du joint d'Oldham 39, le bloc-cylindres BP qui tourne à la même vitesse angulaire, mais autour de l'arbre L dont l'axe A -A est parallèle à l'axe A -A .
1 1 0 0 Sur la fig. 3 le bloc-cylindres est dans la position neutre, son axe A -A étant confondu avec l'axe A -A . L'arbre
1 1 0 0 L comporté], à une de ses extrémités, le distributeur D de
1 la pompe et$ à son autre extrémité, des encoches 2 et 9, le
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distributeur et les encoches communiquant parles conduites 1 et 10. L'arbre moteur 42 entraîne également unepompe à engrenage à roues dentées 40 et 41, destinée, d'une part, à compenser les fuites dans le circuit hydraulique, et d'autre part, à actionner des vérins 15 et 17 à l'aide desquels s'ef- fectue les déplacements du bras E. La section, du vérin 15 est sensiblement double de celle du vérin 7.
En outre, pour compenser les fuites dans le circuit hydraulique,.il est prévu un dispositif 20b, qui est relié, d'une part, au conduit 3 par une soupape à bille 20d, et, d'autre part, au conduit
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8 par une soupape à bille 20ç, le centre 2cula de ce dispositif étant relié par un conduit approprié au conduit 20 (voir fig.
2). La pompe à engrenages 40,41 débite le fluide par les conduites 20, 22, 19, 21 dans les vérins 15 et 17, disposés sur le bras E. Les pistons de ces vérins, 16 et 18, prennent appui contre les parois fixes du carter K. Le vérin 17 est toujours sous une pression constante d'huile, le vérin 15 ne l'est pas, du fait qu'entre les conduites 19 et 21 se trouve le tiroir 12 du distributeur Il. A l'aide de ce tiroir le vérin 15 peut communiquer ou non avec la conduite 20,
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ou bien l'huile peut :di t:n. éahappoer par le trou 2Ta.
-Le tiroir 12 est commandé par 1'opérateur a l'aide aluo levier 1-ki articulé sur 1"axe 1, et à'an U01.t;. Lut lu Auvivr l-t aM Z20uvuau oes uencxrs du warter de l'appareil.
Le tiroir 12 eet con.sta.est apetive, gyrlou a an ",,'tH:Id0": t J..2.5i!: co,(Ü... le àoigi la ett caidiû-e Itt PJ.coW1Q.t; IL ver4n 17 e r Ixai exiea.xe , oelJ-c ï.a a.czn ,:i, lu bas E reste en position d' équU.1ore jusqu'au moment où P'opéra:teu# déplace le doigt 13. En effet, si on pousse le levier 1.4 à gauches le tiroir 12 met le oy11ndre du vérin 15 en asmmnniaation avec le fluide sous pression et, comme le vérin 15 est plus puissant que son antagoniste 17. le bras E est déplacé également vers
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la gauche. En se déplaçant, il déplace également le corps 11 du distributeur 12. Le distributeur ne bouge pas. Comme le corps du distributeur est solidaire du bras,, on retrouve une nouvelle position d'équilibre.
Si l'on pousse le levier 14 vers la droite, le tiroir 12 mettra le cylindre du vénn 15 à l'échappement et le bras E est déplace vers la droite sous l'action du vérin 17. il est bien entendu que l'amplitude de ces déplacements sera. fonction des déplacements du levier 14. Sur la conduite 24 et en dérivation se trouve une soupape de sûreté 23 qui, par son trou 24a, met le débit de la pompe 40, 41 à l'échappement.
Le bras E, comportant les conduites .3 et 8 se trouve monté sur l'arbre N qui, à son tour, est rendu solidaire du carter extérieur de l'appareil K par l'intermédiaire de roulements à billes 38 et roulements a aiguilles 34 et 36 logés dans le carter intérieur 25 qui fait partie du moteur, L'arbre N, d'axe O-O comporte des encoches 4 et 7 et des conduites 5 et 6 qui aboutissent dans le distributeur D ,
2 d'axe 0 -0 parallèle a 0-0 et jouant le rôle d'axe de rotation
1 1 du bloc-cylindres BM du moteur. La circulation du fluide dans l'appareil s'effectue donc suivant le circuit fermé 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
Le bras E comporte sur ses deux faces opposées deux vérins G d'égale puissance, leurs cylindres étant en communi- cation avec les conduites .3et 8 par les trous respectivement 5a et8a, tandis que leurs pistons ? prennent appui sur les butées H afin d'assurer la stabilisé du bras E. Une soupape ae sûreté 27, branchée sur la conduite supplémentaire 26, est destinée a apurer le bon fonctionnement de l'appareil.
Le carter intérieur 2.5 du moteur hydraulique est solidaire du carter K a l'aide de roulements à billes 37 et de roulements a aiguilles 34 et 36 montés sur l'arbre N. Le carter 25 comporte un a.rbre creux 25a, sur lequel est monté la poulie 46, permettant d'actionner de manière désirée tout
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appareil voulu. Le bloc-cylindres BM comporte cinq cylindres dans lesquels coulissent les pistons M ; M , M , M , M dont
1 2 3 4 5 les têtes appuient sur des excentriques U , U , U , U , U 1 2 3 4 5 à l'aide de galets d'axes T , T , T , T , T faisant corps 1 2 3 4 5 avec des tourillons 3 , 3 , 3 , .3 , 3 d'axes respectifs
1 2 3 4 5 I , I , I , I , I et rendus, solidaires du carter 25 du moteur
1 2 3 4 .5 l'aide de roulements à aiguilles 33.
Ces tourillons comportent des roues dentées 28 qui engrènent avec une roue dentée centrale 28a, calée sur l'arbre N solidaire du bras E. La roue centrale 28a et les roues satellites 28 ont toutes le même diamètre primitif.
Le coulissement des pistons M a M provoque, par
1 5 l'intermédiaire des excentriques U à U ,le.mouvement de
1 5 rotation des tourillons J à J et par suite celui des roues
1 5 dentées 28 autour de leurs axes respectifs I à I ainsi que
1 5 celui du carter 25 solidaire des roues précitées, ce mouvement étant finalement transmis à l'arbre 25a et à la poulie 46. Le mouvement de rotation du bloc-cylindres BM, assurant le fonc- tionnement du moteur hydraulique, est transmis par les pivots 30, entraînés par le carter 25.
Il est bien entendu que le mode de réalisation d'un appareil conforme à l'invention ci-dessus décrit et représenté ne l'a été-qu'à titre d'exemple, et que le,on pourrait sans s'écarter de l'esprit de réinventions y apporter des modifica- tions. On pourrait, par exemple, utiliser d',autre pompe et d'autre moteur, si ceux-ci pouvaient comporter le bras E monté et fonctionnant de manière appropriée.