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BREVET D'INVENTION perfectionnements aux accouplements hydrauliques La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux accoupléments hydrauliques du type dans s lequel l'énergie motrice est transmise d'un arbre ou élément à un autre arbre ou élément, ces accouplements comprenant une enveloppe ou boîte extérieure portée par un des arbres et pourvue d'un chemin de came destiné à communiquer un mouvement alternatif à des pistons coulissants dans des cylindres disposés radialement dans une boite intérieure portée par le second arbre, la rotation des arbres (et des boîtes extérieure et intérieure respectives) l'un par rapport à l'autre provoquant un courant d'un fluide tel qu'une huile entre les cylindres, lequel courant peut être réglé par un organe de distribution en vue d'établir toute résistance désirée et,
par conséquent, toute variation désirée du couple et de la vitesse transmis de l'un à l'autre des arbres.
Conformément à l'invention, l'accouplement hydraulique comprend une enveloppe ou boîte extérieure portée par un des arbres et constituant un réservoir à fluide ; unezône à pression de fluide constituée dans une boîte intérieure portée par le second arbre et montée de façon rotative dans la boîte extérieure, cette zône renfermant des cylindres disposés radialement, dont les pistons reçoivent, au cours de la rotation relative des deux boîtes, des mouvements
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alternatifs d'une came portée par la boîte exterieure, de manière à établir un courant de fluide entre les cylindres par l'intermédiaire de lumières commandées par un organe de distrioution;
et il est prévu un évent dans l'organe de distribution (ou un jeu autour de cet organe, de la broche ou virole qui le porte ou d'un prolongement du dit organe) de manière à constituer un conduit d'échappement propre à permettre à de petitesquantités d'air et/ou de fluide de s'échapper de la zône à pression et de pénétrer dans le réservoir. L'invention comprend aussi d'autres caractéristiques incorporées à de tels accouplements et grâce auxquelles une action plus efficace de ces dispositifs est assurée.
Selon les dessins explicatifs annexés, qui représentent une forme de réalisation de l'invention :
La fig. 1 est une coupe longitudinale de l'accouplement par une ligne 1-1 de la fig. 2
La fig.2 en est une vue en bout, la moitié supérieure étant une coupe par la ligne 2-2 de la fig. 1, alors que la moitié inférieure représente l'intérieur de l'accouplement, la plaque-couvercle étant supposée enlevée.
La fig. 3 est une coupe fragmentaire d'un dispositif servant à empêcher la rotation des pistons dans les cylindres
La fig. 4 est une coupe d'un clapet ou soupape de remplissage.
La fig. 5 comprend deux coupes de clapets d'échappement et d'aamission commandes par l'air et pouvant être prévus sur la boîte extérieure
La fig. 6 est une coupe transversale de la lumiere par laquelle le cylinare débouche dans la chambre contaiant l'organe de distribution, cette figure montrant une forme préférée qui permet une coupure graduelle du bord du dit organe
Les fig. 7 et 8 sont des coupes fragmentaires à 90
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l'une par rapport à l'autre d'une construction modifiée permettant aux pistons d'être pourvus de grands galets.
Les fig. 9 et 10 sont des coupes fragmentaires à 90 l'une par rapport à l'autre d'une construction modifiée de l'organe de distribution
La fig. 11 est une coupe d'une soupape de sûreté qui peut être montée sur la paroi de la zône à pression
Le mécanisme est capable de fonctionner efficacement quel que soit celui des arbres 1 et 2 qui est l'arbre moteur mais, dans la construction représentée, l'arbre 2, est de préférence l'arbre moteur et l'arbre 1 est l'arbre récepteur, l'arbre 2 portant l'enveloppe extérieure, composée d'un plateau ou flasque latéral 3 boulonné sur cet arbre, en 4., et comportant une bride cylindrique 5, dont la surface intérieure est un chemin de came ovale 6. Un couvercle 7, boulonné en 8 sur la bride 5, enveloppe un réservoir extérieur à fluide sous pression a.
L'arbre 1, qui est de préférence l'arbre récepteur, tourne à l'une de ses extrémités dans un roulement la et est assemblé par une clavette 9 avec le moyeu 10a d'un plateau d'extrémité 10 boulonné, en 11, sur une boîte intérieure 12 comportant des cylindres radiaux 15, l'alésage 18 de cette boîte étant fermé, à l'autre extrémité, par un plateau d'extrémité 13, boulonné sur la boîte 12, en 14. Chacun des cylindres radiaux 15 est pourvu d'un piston 16, chacun de ces pistons étant de préférence soumis à l'action d'un ressort 17. L'alésage 18 de la boîte à cylindres forme une chambre de distribution 18 dans laquelle débouchent les lumières 19 des dits cylindres, chambre dans laquelle coulisse un piston-valve 20 servant à commander l'ouverture et la fermeture des lumières 19.
Ce piston-valve est sollicité vers la position de fermeture des lumières par un ressort 21 et la broche creuse ou virole 22 qui porte le dit pistonvalve est reliée par un collier 23, coulissant sur l'arbre
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1, à unorgane annulaire 24 actionné d'une manière connue, par exemple par une fourchette, la broche 22 coulissant dans des alésages du plateau 13 etou couvercle 7. Les capacités intérieures des cylindres 15, les lumières 19 et la cnambre de distritution 18 constituant la boîte intérieure sus-mentionnée portée par l'arbre 1 et une zône à fluide sous pression enveloppée b.
Le mouvement alternatif communiqué aux pistons par la cane ± lorsque la boîte intérieure tourne par rapport à l'en veloppe ou boîte extérieure établit entre les cylindres de la boîte intérieure un courant d'un fluide tel qu'une huile par l'intermédiaire des lumieres 19 et de la chambre à piston-valve 18, ce courant étant commandé de façon à occasion- -ner toute résistance désirée et, par ce moyen, u- faire varier le couple et la vitesse transmis d'un arbre à 1 autre par le mouvement au pision-valve 20 qui modifie l'ouverture effective des lumières 19.
De préférence, les pistons 16 sont pourvus dE patins de forme convexe convenables 25, montés sur des pivots 26 supportés par les extrémités extérieures des pistons. pour empêcher la rotacion des pistons et maintenirainsi les patins alignés suivantleur trajectoire, les pistons présentent latéralement aes rainures longitudi- nales 51 (fig. 1 et 3) dans lesquelles sont engagés des goujons 52 vissés dans les parois des cylindres.
Dans le piston-valve 20 sont pratiquées des ouvertures 28 permettant au liquide de passer d'un côté à l'autre lorsque le piszon-valve se meut; et toute restriction désirable du mouvement de fermeture du dit piston-valve peut être obtenue à l'aide d'un disque 29 dont le diamètre extérieur 30 (fig. 3) est tel que ce disque ne couvre pas entièrement les dites ouvertures.
Ce disque est soumis à l'action d'un ressort 30a destiné à se comporter comme un dash-pot obturant les ouvertures, un anneau 29a se comportant comme une butée limitant le mouvement du. disque sous l'action du ressort.
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pour équilibrer le déplacement hydraulique du piston-valve 20, la virole 22 peut être pourvue d'un prolongement 22a de même diamètre sur le côté opposé au collier 23, ce prolongement coulissant dans un espace annulaire ménagé entre le moyeu 10a et une douille 10b fixée au plateau 10 par des boulons.
Un jeu ménagé entre la broche 22 et l'alésage du platequ 13 et/ou entre le prolongement 22a et la douille 10b constitue un conduit d'échappement qui, par l'intermédiaire d'ouvertures 22b pratiquées dans le plateau 10, ou d'un évent 53 du piston-valve, permet l'échappement, hors de la chambre à pis- ton-valve, qui fait partie de la zône souspression b, de tout air et/ou de faibles quantités de liquide et leur pénétration dans la zône formant réservoir a.
Dans le but de maintenir une pleine carge du liquide de travail dans la zône à pression composée des cylindres 15, de leurs lumières 19 et de la chambre à piston-valve 18, des ouvertures d'alimentation commandées par des clapets de retenue 31 (fig. 3 et 4) font communiquer la zône formant réservoir avec les cylindres. Si la quantité de fluide contenue dans la zône à pression diminue, par exemple comme résultat de l'échappement d'air et/ou de liquide par le jeu ou conduit ménagé autour de la virole 22 ou de son prolongement 22a, ou de toute autre fuite, cette fuite de fluide peut ainsi être compensée.
Les clapets de remplissage 31 sont de préférence disposés de façon à permettre au liquide de passer du réservoir dans la zône à pression lorsque, au cours de la 'rotation, le niveau de travail du dit liquide dans le dit réservoir est minimum. A cet effet, on peut prévoir des conduits 32 allant du pourtour ou de toute position radiale intérieure de la boîte à cylindres à une creusure annulaire 35 ménagée autour de chacune des cages à clapet 33, lesquelles cages sont retenues par des bouchons filetés 27, la creusure 35 communiquant par des ouvertures 34 avec un espace
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ménagé au-dessous du clapet. pour permet cre un libre écoulement du fluide de travail entre les cylindres lorsque le piston-valve 20 est complètement ouvert, il est désirable que les lumières 19 (rig.
1 et 6) aient une large section transversale et, dans ce cas, afin d'assurer la sensibilité du contrôle et d'empêcher les chocs résultant d'une fermeture trop brusque du piston-valve 20, le bord de coupure 19a de la lumière (fig. 6) peut être incliné, et l'orifice de la lumière peut être pourvu d'un prolongement ancillaire étroit 19b, de manière à prolonger la période de coupure du mouvement du piston-valve.
Pour empêcher la pression régnant dans la zône à pression de l'accouplement de s'élever au-dessus d'une certaine mesure prédéterminép, une ou plusieurs soupapes de sûreté 36 (fig. 11), soumises à l'action d'un ressort, peuventêtre prévues dans toute position convenable à l'intérieur de la, dite zone et destinées à s'ouvrir sous la pression pour laquelle la for ce du ressort agissant sur chacune des dites soupapes a été réglée, de façon à laisser passer le liquide de la zone de pression dans le réservoir. La soupape représentée sur la fig. 11 est du type à bille et est commandée par un ressort 37 dont on peut régler la compression en vissant ou dévissant un bouchon fileté 38, une lumière 39 communiquant avec la zône à pression.
En raison du fait que l'accouplement est pourvu d'une zône à pression close uans laquelle le liquide mis en mouvement par les pistons est emprisonné et a' une zone distincte formant réservoir, isolée de la zône à pression et dans laquelle il n'existe aucun courant de fluide de ce genre, on évite la turbulence du luide dans le reservoir lorsque l'ac- couplement fonctionne, de sorte que, par l'effet de l'action centrifuge et des différences de densité de l'air et de l'huile contenus dans l'accouplement, l'huile se sépare en
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déplaçant l'air vers la virole 22.
Des moyens peuvent être prévus pour permettre à cet air disposé centralement de s'échapper de l'accouplement lorsque celui-ci fonctionne par l'effet de la dilatation à laquelle est soumis le contenu en fluide lorsque la température s'élève, et si un tel moyen d'échappement est désiré, on peut munir l'enveloppe ou boîte extérieure, à quelque position convenable de la dite enveloppe, d'une soupape d'échappement 40 (fig. 1 et 5) soumise à l'action d'un ressort et destinée à s'ouvrir pour permettre à l'air de s'échapper. Une autre soupape 41 (fig. 1 et 5), dont l'action est inversée peut aussi être prévue pour permettre une rentrée d'air dans l'accouplement lorsque la température s'abaisse.
Selon une variante, dans laquelle des galets sont adaptés aux pistons au lieu de patins, on peut, dans le but de permettre l'aménagement de galets de grand diamètre et de diminuer ainsi la vitesse de rotation de ces galets par rapport à la vitesse de l'arbre, prévoir dans la boite à cylindres 12 (fig. 7 et 8) une rigole annulaire profonde 42 dans laquelle peuvent s'engager les galets 4:5, dont le diamètre est plus grand que celui des pistons, ces galets étant montés sur des axes 44 pourvus de prolongements saillants et, si on le désire, de pièces formant gaines 45 qui coulissent dans des rainures radiales 46 de la boîte à cylindre, de manière à maintenir les galets alignés suivant leur trajectoire et à supporter la poussée latérale à laquelle sont soumis les pistons.
Au lieu que le courant de liquide établi entre les cylindres traverse la chambre à piston-valve 18, qui fait alors partir de la zone à pression, comme dans la construction de la fig. 1, un ou plusieurs passages intérieurs 47, de préférence annulaires (fig. 9 et 10), peuvent être pratiqués dans le corps du piston-valve 20 communiquant par une ou plusieurs
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lumières 48 avec le pourtour du dit piston-valve, ces lumières coopérant avec les lumières 19 prévues aux extrémités intérieures des cylindres pour régir l'obturation des dites lumières 19. Dans ce cas, la chambre 18 n'est pas soumise à la pression de travail et fait au contraire partie de la zône libre de pression, le fluiae sous pression passant entre les cylindres par les passages 47 du piston-valve.
Si le pistonvalve présente de tels passages intérieurs, on peut munir le corps ou ditpiston-valve ci'un évent 53 partant des dits passades intérieurs 47 faisanut partie de la zône à pression et débouchant dans la chambre 18 de façon à permettre l'échap- pement de tout air et/ou petites quantités de liquide et leur pénétration dansla dite chambre et, parsuite, dansle réservoir, pour revenir finalement à la zône à pression en passant parles clapets de retenue 31 des cylindres.
A titre d'alternative, lorsqu'un piston-valve de ce genre est adopté, le conduit d'échappement peut être constitué par un jeu ménagé entre le pourtour de cet organe et la surface intérieure de la chambre 18 pour permettre l'échappement d'air et/ou de faibles quantités de liquide et leur pénétration dans la chambre à piston-valve et, de celle-ci dans le réservoir.
Des ailettes 49. (fig. 1) portées par la paroi de l'enveloppe et/'ou de la boîte intérieure et faisant saillie dans le réservoir peuvent être prévues et disposées de manière à créer ou neutraliser la turbulence du fluide dans le réservoir, ou de manière à établir un mouvement tourbillonnant centrifuge immédiat.
On remplit le réservoir a, par un orifice d'admission d'une quantité d'nuile telle que les soupapes de remplissage en sont/hoyées. Lorsque 1'.accouplement fonctionne et que l'huile contenue dans l'enveloppe tend à tourbillonner vers l'extérieur sous l'influence de la force centrifuge, la surface périphérique intérieure de l'huile se place ra-
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dialement à l'intérieur des soupapes de remplissage 31 ou de leurs conduits 32, qui sont ainsi noyés et mis à même de laisser passer le liquide du réservoir dans les cylindres pour remplir ceux-ci et, par la suite, compenser toute perte susceptible de se produire dans la zône à pression b.
Lorsqu'une ro tation relative s'effectue entre les boites intérieure et extérieure, les patins glissent autour de la came, et les pistons coulissent dans les cylindres en provoquant dans ceux-ci un courant de fluide, qui peut être commandé par le piston-valve 20 de manière à faire varier le degré de serrage ou d'accouplement entre les arbres moteur et récepteur.
Une particularité de l'invention est que toute perte de fluide de travail de la zône à pression se traduit simplement par le passage de ce fluide de la dite zône dans le réservoir, d'où il est ensuite ramené dans la zône à pression par l'entremise des soupapes de remplissage 31. Un cycle complet et automatique de fuite et de rentrée de fluide de travail se trouve ainsi établi.