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la présente invention a pour objet d!augmenter le rendement et la puissance des pompes et moteurs à engrenages droits.
On sait qu'une machine à engrenages droits est constitu- ée par un couple de deux pignons semblables à denture droi= te, tournant en prise à l'intérieur d'un carter bi-cylindrique avec des jeux réduits, tant entre les sommets des dents d'un pignon et l'alésage coaxial qu'entre les faces du pignon et les fonds du carter.
Les orifices d'admission et d'émission du liquide débouchent dans le carter, au niveau des génératrices d'intersection des deux cylindres. Dans ces conditions, lorsque le pignon tourne, le fluide est transporté de l'orifice 'débouchant du côté où se produit le dégrènement ( orifice d'admission ), à l'orifice débouchant du côté ou se produit l'engrènement ( orifice d'émission ), la capacité comprise entre deux dents consécutives d'un pignon et le carter se vidant au moment ou elle passe devant l'orifice d'émission, et se remplissant aussitôt de-. vant l'orifice d'admission
Dans la plupart des machines à engrenages utilisées ' à l'heure actuelle, les pignons sont semblables à ceux d'un engrenage de transmission,
les dents étant en nombre tel qu'à tout instant les dentures soient en contact suivant au moins
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deax généra-tricas, situées sur des flancs opposés* Les pignons peuvent ainsi se transmettre am n<,a>im., -c:ui. armet¯¯.detxa3aze ¯ la machine par un aelil des axoa,
Cependant, l'emploi d'un engrenage de transmission en @ guise d'engrenage de transport a l'inconvénient grave de limitât* aussi bien le rendement que la puissance massique des machines, pour les raisons qui vont être développées,,
En premier lieu, l'analyse détailléo du fonctionnement de l'engrenage de transport, et en particulier des pertes d'énergie se produisant en marche, montre que, à débita pression et vitesse angulaire donnés, le débit de fuite d'une part,
les poussées ra- diales et les pertes par frottements aux paliers d'autre part, sont d'autant plus élevés que le nombre des dents'est plus grande et leur hauteur plus faiblo par rapport au diamètre du cercle pri-
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mitife Or,, en supposant que le pignon puisse transmettre un. couple on limite intérieurement le nombre des dents, et supérîourement la rapport de la hauteur des dents au diamètre du cercle primitif.
En second lieu, un engrenage de transmission, donc à double contact, donne lieu, quand il transporte un liquide, à des surpross'oni causées par la phénomène suivant au moment ou un* dent vient engrener avec le pignon opposé, une certaine masse de liquide se trouve emprisonnée dans le creux d'une dent, entre le fond de ce creux, la sommet de la dent engagés dans ce creux, et les fiança des deux pignons compris entre les deux génératrices CI@ contact et le fond du creux d'une part, le sommet de la dent de l'autre. Quand les deux pi.gnons +ournent, à partir du moment où
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le double contact s'est établi.
(début de lJn5ènAment), le volume défini ci-deasus diminue d'abord passe par un minibus.. lorsque l'axe de la dent engrenée passe par la ligne des axes des deux pignons, puis croît jusqu'à, la fin do lengrënement (fin du double contact)., La masse liquida emprisonnée au début de l'engrènement se trouve ainsi laminée, pendant la première phase du phénomènee à travers les interstices de fuite bordant le volume défini, le vide ae produisant au contraire pendant la seconde phase
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Les surpressions déterminées par ce Iadnago sont doutant plus élevée.a que les jeux sont plus .réduits;
le liquide transport' plus visqueux, et la vitesse linéaire V au primitif plus grande, Pour limiter ces surpressions à un niveau acceptable, on est cenduit, d'une part à laisser des jeux appréciables tamt entre les
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deux. pignons chantre leurs faces et les fonds du carter, d'au-
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tre part à limiter la vitesse V, dispositions qui OO4UF. À augmenter les pertes pap 4hrit-J, t à¯y4ônixe--1+n ±nsanoi de la m&Gtl.âi.9.
Il on résulte finalement que les machines à engrenages de type classique, où l'engrenage de transport est en marne temps engrenage de transmission, ont des rendements limités (rarement plus de 80 %), et des puissances massiques relativement faibles.
Elles ne permettent pas de réaliser des transmissions à rende- ment très élevé et à poids réduit,
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Les défauts analysés ci"dessus sont éliminés, si l'on prend comme engrenage de transport un couple de pignons spéciaux à très petit nombre de dents, tel qu'à tout instant les deux pignons aient un seul contact. Bien entendu, un tel engrenage ne peut transmettre de couple, et si une certaine puissance doit
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être transmise entre les deux axes, ceux-ci doivent Otre roli6a par un engrenage de transmission distinct de l'engrenage de transport. C'est évidemment une complication. mais une étude approfondie montre qu'elle est presque toujours pleinement jus-
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tifiée par les avantages considérables de 1-'engrenage de trans- port à simple contact.
D'ailleurs, une fois admis, l'emploi d'un tel engrenage, il y a un intérêt évident à porter au maximum le.débit transporté par tour, ce qui conduit à prendre comme engrenage de transport un couple de pignons à deux dents,
La présente invention se réfère aux machines de ce dernier type, comportant par conséquent comme engrenages de transport un ou plusieurs couples de pignons à deux dents,.
Ces ma-
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chines sont utilisées depuis assez longtemps sous le nom de vexl- tilateurs Root, pour le refoulement des gaz à basse pression,
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mais, en dehors de ce6te application spédiale et d'intérêt limi- té, elles sont restées peu utilisées* En particulier, 'elles ne sont pas employées pour le refoulement ou la détente des liqui-
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des à haute pression, et corrélativement pour les transmissions hydrauliques;
I;origîne de cette défaveur doit être nooherGh4e dans les difficultés que soulèvent la construction et le fonc-
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tionnement d'engrenages à deux dents transportant un liqu3.d à haute pression, La présente invention se propose de rem4dier à coo difficultés et de réaliser des pompes ou moteurs à engrenages
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de rendement et de puissance exceptionnellement élevée, e par
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la ooaj-ono't'1.on de deux machinas f'onC'ti-o:1nani;
1,'une en p.wa...at . l'autre en mntour, des trarsxu.i..s...ns hydaoealiquos à haut rendement de poids, encombrement et prix très x-éduiiz, suscepti" U*o d'applications extrêmement étenduos 1/ En premier lieu, dans Tes machines suivant 1.=3.nvention, le pignon â deux dents et les tournions qui 1 f encadrent sont d'une seule pièce, usinées dans une ébauche métallique
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continue, venue de forge ou de fonderie De la sorte, le pi- gnon adhère au tourillon par toute la section commune aux deux pièces, ce qui permet la transmission de couples bien plus éle-
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vues, que dans le cas de tout autre mode de construction compor- tant un assemblage du pignon au touYi7.lon.;
2/ En seond lieu, les coussinots eu les tourillons enca- 'drant un pignon présentent un certain nombre de portées, dites d'équilibrage.
Chacune de ces portées est entaillée de deux bassins ou cavités usinées. Les bassins fixes pratiqués dans
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les coussinets (vis-à-vis desquels tournent des portées lissât du tourillon) sont disposés aymé t.L. rucmen ; par rapport au plan des axes des deux pignons, et reliés respectavoment aux orifices du carter des pignons situés de l'autre c8té; par rapport À ao' plan.
Les bassins mobiles, usinés dans le tourillons. tournent vis--à-vis des portées lisses du coussinet, où débou chant; dans la direction normale au plan des axes deux orifices,
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reliés respectivement aux orifices du carter, situés de Ilautro côté par rapport à ce piano
Le nombre des portées comprenant des bassins fixes ou mobiles, la dimension axiale de ces portées, et, dans le cas des bassins mobiles, le calage de ces bassins par rapport au pignon encadré, sont déterminés en fonction de la longueur axiale de ce pignon et de son profil, de telle sorte que les
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poussées hydrauliques, s ! exerçant sur les tourillons, équi11bronti à tout moment, aussi parfaitement que possible, les poussées hydrauliques normales à l'axe appliquées au pignon encadré.
Grâce à cet équilibrage, il est possible de porter la pression de la machine et la largeur axiale du pignon à un taux bien plus élevé que si le pignon était encadrée de paliers lis-
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ses ordinaires ou de paliers à billesa Les deux dispositions exposées ch.d:e8:us s.ont indisP n &b1 S pour réaliser des machines à hauts. session et puisMïtee élevée*.
En d4 aos dispositions principales, les
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machines suivant l!' VG7J;{;i.e--rt;-.?$l..1n-'b--tJ.rJ.,.¯.c..c.l"trdn nombre de di.isyo9. -s'-oâ.ia qui peuvont -t"-:"' 1,t i ; ; F.",.c;v.. . fiSa,a" .m ment,; en tout ou en partiêe et qui ont pour objet '" lt' .,.:.": ,,:-' 3/ de faciliter 1 ) usinage des rotors par le choix -d'un
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profil de flareinterne circulaire, facile à tailler dans ?mo masse métallique continue, comprenant le pignon et deux élé
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mente de tourillon encadrant.
Le profil à flanc interne a3.rou laire limite, de rayon égal à celui du cercle primitif, s3impoae pour presque toutes les applications,,
4/ de porter au maximum la vitesse caractéristique des machines (c'est-à-dire la puissance maxima réalisable à valeur donnée de la vitesse angulaire et de la vitesse linéaire au primitif) en augmentant le plus possible le diamètre des tourillons, A cet effet, dans la plupart des machines suivant l'invention,
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les tourillons tournent directement dans des alésages du stator sans coussinets rapportés, la surface interne deadits alésagex étant durcie au maximum par cémentation, nitruration ou ehromagg, 5/ de réduire au n\fl1tmum les tolérances d'usinage en con/!!- tituant le stator par un empilage de pièces, séparées par des joints normaux aux axes,
nhaque rotor étant découpé en autant de segments qu'il comporte de pignons de transport ou transmis-
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sinon, et ces segments étant assemblée entre eux au niveau dlun palier interméàins.ro par des nmboita4,,-.5 emportant une face plane étendue, traversée de goupilles ou tenons axiaux assurant la transmission des couples,
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6/ d'équilibrer les poussées axiales, tout en centrant axialement aussi bien que possible les pignons de transport dans leur carter, en pratiquant dans les faces de ces pignons des bassins, reliés séparément à la haute pression par des ori- fioes calibrés, de telle sorte que la pression dans chaque bas-
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ain varie très r,
pjdemant lorsque le jeu axial entre la face correspondante et le fond du carter s'écarte de sa valeur moyenne.
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7/ dans les machines à engrenage= fonctionnant comme mo teur, accouplées à une machine réceptrice double, c'est-à-àiio comportant deux arbres tournant en sens inverse et appliquant à la machine à engrenages des couples instantanés sensiblement égaux et opposés, d'égaliser à tout moment les coupl.os hydraule- ques appliqués à chaque rotor, en oalant sur ce rotor deux ni
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gnons de transport do m8me l04gutar axiale et d'orientation.
décalée de 90 , disposition qui permet do réduire beaucoup la capacité do 1 sngrenage de transmission synchronisant les deux retorse
8/ dans les machines accouplées à un récepteur simple, comportant un seul arbre, de relever beaucoup la vitesse caractéristique, on réalisant la synchronisation entre les deux rotors par un train d'engrenages comportant des roues calées sur chaque arbre, llune à denture externe, lTautre à denture interne,.
cos deux roues engrenant avoc des pignons calés sur un
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arbre intermédiaire, parallble à celui des rotors, 9/ dans les machines suivant 7, dlassuror à tout moment l'égalité absolue des couples appliqués aux deux rotors, tout en disposant eoo.x.al.ment les deux récúpûur3 et en établis- sant un rapport convenable entre la vitesse de ces récepteurs et celle de la machine à engrenages, en adoptant pour cola un' montage différentiel, chacun des arbrer de cotte machine étant relié à l'un des arbres du récepteur par un couple pignon,
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roue à denture interne, l'axe de Itengrongge calé sur l'arbre récepteur coïncidant avec celui du stator de la machine à en- grenages (droite située dans le plan das axes des deux rotors
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égale distance do cos axes)..
e+ co stator étant laissé libre de tourner autour do son axe: 10 dans les machines à ongrnng osbituant une transmission, de faire varier le rapport des vitesses des machines primaires aux mah:f.ne'3 socon1'lires en conduisant soit les ma- chines prlmaires, soit les secondaires;
soit à la fois les unes et lea autres, par un certain nombre de machines à engrenages montées en parallèle, et alimentées séparément par ltin-
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termédiaire do distributeurs, généa10ent tiroirs, dont la manoeuvret commandée distsnco par un contrôleur, )l)ermot do mettre en oourt-aireuit ou de faire travailler dans un sana ou. dans l'autre chacune de ces machines et môme chaque cellule de ces maohineso
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1'1 toujours dans les machines à engrenages de< trafaie" sitn de faire varier le rapport des vitesses des Marines 1'111.maires aux machines secondaires. en interposant. entre ses ma. chines, sur le circuit d'huie1 uno maahfine à en.gr,es,ges epéciale, tournant à vide a.teat-.â.diro sans liaison. avec un récepteur drénorgiai dite variateur, constituée pa;
r un certain
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nombre de couples d'engrenages de transporta avec cellules ali'-
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menthes ±êgà+6zent par des distributeurs, pormottant soit de iaiao tvaroeT la cellule par le courant allant des machines. pr'lRai'*o5 aux secondaires, soit do le brancher entre la haute et la basse pression, soit vico versa do la basse pression à la haute pression, ladite manoeuvre ayant pour effet de faire varier en sens inverse le débit et la pression du Gourant d'-
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huile à la travorsée du variateur A titre d'exenple, on a décrit Gid8S0US et représenté aux dossins ci-annexés plusieurs fermes de réalisation de leinvention.
La figure 1 représente le profil à flanc interne cir-
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culairc limite, le plus souvent employé pour les engrenages de transport des machines suivant l'invention.
La figure 2 représente le profil à flanc interne li-
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néaire continu, utilisé êxoept1onnllmont pour les engrenages de.transport des machines à très grande vitesse caraotéristiquoq La figure 3 représente le profil à flanc linéaire radeal' .discontinu;, utilisé exceptionnellement pour les engrenages do transport des machines à grand débit et pression relativement faible,véhiculant des liquides peu visqueux,
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La figure 4 représente une coupe simplifiée dtuns maehia.9 monocellulaire suivant 7.' invention; coupe faite suivant la ligne X-X de la figure 5, normalement au plan des axes des
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deux rotors, montant la disposition géndralo du stator et du roter, y compris le mode de division du stator. la disposition des pàliers, le mode d'assemblage des divers segments du rotor.
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Les figurée 5, 6t 7 sont respectivement des coupes Partislles suivant les lignes A-A, B-B et C.-C do la figure 4n La figure 8 représente la coupe d'un pignon à doux
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dents par la plan de symétrie passant par le sommet des dantop montent los bassins pratiqués dans les faces et lem mode diz climentation par des fuites de la haute pression? potur réali- *or l'équilibrage des poussées axiales et le centrale axial des pignons dans les carters.
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Les figures 9 et 10 représentent los ooupoac simpli- -fi46* dfune nachino à récepteur double, et montage différentiel
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suivait la 4i o&!tion indiquée au 9 ci-dessus, la figure 9 "<ah8 le 0& d'un S'64p,tA'lUo2t: ?l-U:If-J,.e .t que la machine µ. o$l'.1!'f.eU,,gels, la figure 10 dans le cas inverse dun récepteur plus ra- pide que la maohine à engrenages.
La figure 11 représente la coupe simplifiée d'une me- çhine à récepteur simple, suivant la disposition indiquée au 8 ci-dessus, avec liaison entre les deux rotors par roues à donture respectivement interne et externe calées sur ces rotors, engrenant avec deux pignons calés sur un arbre intermédiaire.
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La figure 12 représente la coupe dlun tiroir de maohine< engrenages pour transmission à viteqsr variable, mettant on évidence le procédé utilisé pour mettre la cellule cottx8le par ce tiroir en marche dans un sens ou dans l'autre, ou en court-circuits
Enfin, la figure 13 représente la coupe simplifia*
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d'un variateur à deux cellules, montrant comment cette mazChüle peut ôtre utilisée pour faire varier la pression et le débit du courant dttuile qui le traverse.
La première des deux dispositions essentielles consti- tuant l'invention consiste dans 1%emploi de pignons à deux dent., d'une seule pièce avec les éléments de tourillon les encadrant, de diamètre aussi élevé que possible (voisin du diamètre du cercle primitif). Co mode de construction est, on va le montrer, indispensable pour la réalisation des machinée de
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grande p'Jj.ssanoe t à. couple élevé, un assemblage entre pignon et tourillon au droit du raccordement limitant beaucoup trop bas le couple transmissible.
On sait en effet (voir figure 1),que le profil d'un
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pignon à deux dents passe toujours par quatre points P. ctéca.lés régulièrement da 9fil8 sur In ao#ni.n p%a4m41.± de rayon Il.
Ces points divisent le profil en quatre arcs. deux intérieure au cercle primitif, dits flancs internes, et deux ext6rieuest dite flancs ixternor -1 - !ailll1rsi le flanc externe du pignon d'axe 0 est l'enveloppe du .flanc interne du pignon oonjugué d'axe 0' (.00' = 2R), tournant avec la vitesse 2N autour de bzz tandis que 00' tourne avec la vitesse Il autour de 0.
La pro- fil du pignon est donc complètement défini si on se donne la
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forme d'un flanc interne, D'ailleurs, cette forme ne pbut Otpo quelconque talle doit àtbb telle que le flanc externe enva-
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-loppe ne présente pas de points de robroussement, si ce ne0st
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aux points limites P. où ce flanc touche au primitif, Une con-
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ditn nécessaire à cet effet est que, aux points P., la tan-
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gente PT au flanc interne, dirigée vers l'intérieur du priait-
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tif, fasse avec la tangente PK au cercle primitif dirigée voxa le flanc interne, un angle au plus égal à 90 (à la iimitee quand cet angle atteint 90 , le flanc externe présente un pdiné de rebroussement en P.).
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Tout profil de pignon à deux dents, dérivant d'une
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forme donnée de flanc Interne, est caractérise par deux coaf11 ci-ente : k1 coefficient do débit k'f coefficient de résistancfl' définis comme suit, La coefficient k est le quotient du débit Q tran8fioT?é
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en un tour par un couple de pignons, de diamètre au primitif
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D' (D ; 2R) et de longueur axiale L, au volume jID2t.
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Ce coefficient caractérise Inaptitude du profil à transporter des débits élevés 4 en principe, les pertes dluno machine à engrenages sont d'autant plus faibles que les p1n6Q utilises ont un coefficient k plus grande A titre d'indication $c ne dépasse pas 1 0,7 est une bonne valeur moyenne, 03 une valeur médiocre Le coefficient de résistance kt est défini par la s'e#
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la%ion :
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où Ri est le couple moyen des poussée? hydrauliques sur le pignon, D le diamètre au primitif, et t la tension do cisailloment or6de par le couple M dans la section de raccordement du pignon au tourillon, soit la fraction de la section du p18no comprise à l'intérieur d'un cercle de diamètre 6gal à celui éu tourillon que nous poserons mD (m est évidemment iniéniuui à 11;
cotte section est représentée couverte de hachures sur la fis gura 1. 4n notera que la tension est calculée eonvenàionù>1 Yem n.t en supposant que la section précitée ne flamba ptssa auqmei cas los tensions de cisaillement ta,ngentàl2es variant ,proportionnellement à la distance de 1 axe,, Pour un profil donné; kt dépend oseential1mont du.. jpappcrt m; pour une valeur donnée da ml k: dépend dm proìl,
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mais on fait# pDub les profile coefficient de débit élevé k 1 ft l-éata peu de la valeur 0:1 1 m3 1 et pO1.r zrleve3- k 1 il est eaoeontiél dl acol'1:)1tre le plus possible le diantre des tourillons.
D'autre part) le couple moyen des poussées hydrauli- ques sur un pignon de diamètre au primitif D., de longueur axiale L, et coefficient de débit k, transportant le liquide
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sous la pression effective Pt vaut
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La tension moyenne do cisaillement au droit du rac-
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oordement du pignon au tourillon, calcul.de avec la convention prdoitèe, vaut ainsi s
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Etant donné les valeurs de k ot k;
pour les profila
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eovranta, l'étude des machines à grande puissance, à pression p et rapport µ relativement élevés, fait apparaître pour les tensions t des Valeurs telles que la construction du pignon d'une seule pièce aveo des tourillons encadrant de diamètre
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voiéin de D s'impose absolumon%i car. tout au-tro mode de cons. tpuotiana comportant assemblage du pignon aux tourillons restrein't à tel point la section soumise au cisaillement au droit du afaeoordemont). que les contraintes y atteindraient des valeur$ 1nddmissibles.
Haie, d'autre part, il est certain que l'usinago du flanc interne dans oes conditions pxsrn f: des difficultés qui ,ne peuvent ttre résolues économiquement que si le profil de oé flanc a été choisi en vue do faciliter cet usinage, Une excellente solution à cet effet consiste é pxandra pour 'profil de flanc interne un arc de cercle passant par les
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pointa P, ce qui permet soit do tourner ce flanci soit d le tailler par une fraise tournant autour d'un axe parallèle à elui du pignon, D'ailleurs, le rayon Ri de ce cercle ne peut <Mye inférieur a Celui du primitif) à la limite, lorsque It' R, lep tangentes on P 4u flanc interne sont radiales et le flanc ox%6rno a un point de robroussement en Pa Le profit correspondante dit profil à flanc circulai xe 11m1te est représenté figure 1;
'est, de tous les profit à flanc circulaire réalisables, celui qui donne le meilleur
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coefficient de débit (k = 0,68), et commet à valeur donnée de
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me con coefficient de résistance ntest par 1-insi-blement inférieur à celui des profils à flam .^-Lrcu.a,;
rc de courbure plus
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faible, qui ont dos coefficients de débit notablement plus bas, ce profil s'impose dans presque toutes les applications des machinas à engrenages suivant 1'invention¯
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On peut cependant envisager lzompl.oi de profils différents dans les deux circonstances suivantes 1 / pour les machines à très haute pression et à très grande vitesse oaractéristique N/W (N nombre de tours, %1 puisasizoaj, il peut devenir nécessaire do pousser au maximum o
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couple transporté par un tourillon de diamètre donné y donc de
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relever le plus possible le coefficient lKô à valeur donnée de
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m.
On peut alors utiliser le profil représenté figure 2, dit
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h flane linéaire oontinul où le flanc interne est formé par la '90X'ô@ jûigaast les points Pb Le coefficient kt de ce profil* à valeur donnée de m ost supérieur d environ 40 % à celui du
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profil à flanc circulaire limiter ce qui permet de relever
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dato le même rapport la puissance 1,*.mi,te 411nblc. Mais le aoofioient do débit de ce profila Oc3le est méd-îocrs qui acevott sensiblement les pertes des machines de ce type, et en
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définitive l'emploi de ce profil paraît devoir être exception-
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t9 'tant r'#ov. aux machines de vitesso caractéristique $9adn.t grande.
2 1 pour les machines à basse pression et très grand ébîtg "h1.eulant des liquides plutôt f1"11 ,el'! on peut envisager
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t'emploi du profil représenté figure 3, dit à flanc linéaire
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radial* Le flanc interne, discontinu, y est oonst5, tué par lee '$eux élémente de rayon PQ , compris entre le cercle primitif but le cercle de rayon 7!z.
Ce profil se distingue par .la va- 3.0? xoep'tinnnellemant élevée de son coefficient de à4bit (k
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peut dépasser légèrement 1, si l'on porte le diamètre au som-
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Bot de6 dents à 3 p8 D), Mais le flanc interne de ce profi.l
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Comporte entre les points Q un creux, limité./par la condition. d'éviter l'interférence du sommet de la dont, très difficile
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t8a.cgrr et d'autre part la discontinuité du fonctionnement
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(la point de contact saute d'un point % à 1=autre au momemt
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dx la quadrature des deux pignons) a des inconvénients impor tantat effets d'inertie renforcer laminages du liquide trmnaperté entre le sommet de la dent et la zone d'interférence
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avant et aprée la quadrature.
Son emploi doit âtre réservé aux machinas à 'Passé pression et liquide oh les rotors peuvent être usinas dans des ébauches de fonderie, et ou les laminages précités sont re7.at.vemon : moins à craindre.
On Va maintenant décrire la seconde disposition es..
entiello des machines suivant 1invent:ion, concernant les pua- liers encadrant les pignons de transporta
La réalisation de machines à engrenages de transport
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deux dents, à haute pression et couple élevé, soulève la dif- ficulté suivante :dans ces machines,, les poussées radiales sur les pignons de transport, bien que beaucoup plus faibles par rapport aux poussées tangentielles que dans les machines à engrenages classiques, atteignent cependant dos valeurs telles qu'il est impossible de réaliser des paliers à roulements:
ou des paliers lisses à graissage automatique du type classique capables de supporter ces poussées avec un coeffioient de sé-
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curite convenables
En ce qui concerne les paliers à roulements, on effet, il suffit de se reporter 4 un catalogue pour constater qu'il n'existe pas en général de palier de ce typode diamètre extérieur inférieur au diamètre primitif, présentant sous la pous sée radiale moyenne, une durée de fonctionnement accoptablo, et
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par ailleurs, le diamètre intérieur des roulements est toujoure beaucoup trop faible pour limiter convenablement la contraînte de torsion dans les tourillons traversant la cuvette inférieures En ce qui concerne les paliers lisses olassiquea,
il - N'est pas absolument impossible de réaliser de tels paliers ca- pables de supporter ces poussées radiales, mais leur étude mot .on évidence une contradiction pratiquement insoluble entre les
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conditions de bon fonctionnement de ces paliers, et o3.o de* engrenages de transport en effet, pour obtenir un bon rende. ment, les pignons de transport dodvent être montés avec des joux réduits, tout en véhiculant une huile très visqueuse, tandis que des paliers lisses fonctionnant avec les jeux en question dovraient être alimentés avec une huile beaucoup plus flui-
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do.
Os, il est pratiquement impossible de graisser les pallers avec une huile autr que celle transportée, ni Se maintenir une différûneo de température appréciable entre .les palie?9 et le courant d'huile transporté.
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La disposition fondamentale qui .résout tâto centradiction consiste à équilibrer la majeure partie des SO.:9µe -radiales s'exerçant sur les pignons, par des poussées wrsdirz.
.les antagonistes s'exerçant sur les tourillons, au moyen de bassins fixes pratiqués dans los paliers, ou mobiles pro..,s dans les tourillons, connectés au débouché opposé do la machin ne (o'ést-à-dire de l'autre côté du plan des axes par rapport aux bassins, lorsqu'ils sont'fixes, ou au débouché de l'ori- fice alimentant les bassins* lorsqu'ils sont mobiles).
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, Los figures 4, 6 et 7 feront mieux comprendre la dis-*' position proposée,
On a représenté figure 4 la coupe d'une machine mono- cellulaire par l'axe d'un des rotors et normalement au plan des axes des deux rotors,
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Le stator du type constructif qui sera décria plus loin est formé de trois piéoes séparées par des joints normaux- aux axes un fond avant,formant carter de transportai le
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'nnd arrière de ce carter, formant carter de transmission z et le fond 3 de ce carter de transmission..
Ces trois pièces sont traversées par deux séries d'a-
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lésages, d'axes rigoureusement parallèles décalés d'une ion,gueur égale au diamètre D du cercle primitif. Chaque ligne dtal6sages comprend, de haut en bas sur la figure 4j Io ãls Y d'extrémité arrière, l'alésage bicylindriquo 4 du carter de transmission, le palier intermédiaire entre ce carter et celui -de transport, l'alésage bioylindrique 5 du carter de transport '! et le palier avant.
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Le carter de transport a été représenté en ea2#p par un plan normal aux axes sur la figure 5 1 on y voit, en 6 et 7, les deux demi-alésages où tournent les pignons de transport 12
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et 12', et, en 8 et 9, les orifices démission et dladmiasion respectivement.
La figure 4 est une coupe suivant X-X de la figura 5.
Le rotor y a été représenté vu dans la direction normale au plan-de symétrie du pignon, passant par le sommet dos donts de
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ahaq-üo cote du pignon; les tourillons 10 et 11 sont<à'une soult. pioe ayoo le pignon de transport 120 Le pignon cta 4,transt 3.sr sion 13 est une pièce distincte assemblée comme 1,làera dit plus loin.
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ahàiyae ril1n ooporte à partir du pignon de transport 2 1 / uno portée entaillée de deux bassins xemi-oioecvl&it9a 14t 15. La figure 6 représente une coupe au droit de cas pore téese les deux bassins sont symétriques J.un de l'autre Par rapport au plan de symétrie .R.-R du pignon, plan passant ti.usi par le milieu des barattes otx parties lisses axiales qUi îeolent les bassins l'un éa l'autre.
2 / une portée lisse, tournant vis-a-vis d'une portéo du palier entaillée par deux bassins semi-circulaires 16 et IT. la figure 7 représente une coupe au droit de ces bassins; ils aon?sysx4?oeiques l'un de l'autre par rapport au plos des axas,:. plan passant ainsi par le milieu des barettes qui 1solnt las bassins l'un de l'autre Les bassins mobiles 14 et 15 tour,-:ont dans des portées lissée des paliers, où d6boucheatt suivant 19 rayon normal au plan des axes deux perçages 18 et 19. Le pourcage 18 est xaocordd par d'autres perçages 18' et 191 et la
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canalisation 20, à 1'orifice 9 du oarter de transport, situé
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4e l'autre owté de 18 par rapport au plan des axes (Dur la tt., gur9 6, pour x-epreseater le débouché de 20 dans 9 on a d4eal6 ax1alemeat le plan de coupe dans cette région de la fi'o).
De m*mo la perçage 19 communique par des perçages analogues, et par une canalieatioti 21 représentée schématiquement par un trait tireté sur la figure, avec lsoxi3,o 8 du carter, situé de l'autre ettd de 19 par rapport au plan des axes.
Les 'bassins fixes 16 et 17 communiquent raspoQt1vomgnt avec les pargagou 18 et 19 par des rainures axiales 22 t 23# traieée8 dans le palier, et sont ainsi connectes eux aussi ohacun avec le déboucha du carter situé à l'oppose du bassin par rapport au plan des a%*oà - Dé la sorte# les poussées radiales s'exerçant sur les portées des paliere oomportant des bassina mobiles,, ou tour- mant vie-à-vis d 'bassina iixei, sont de direction opposa aux poussées qui alexercent sur le pignon de transport, En principe, la longueur axiale, tant des bassina fez xe& que dec bassins mobiles, est déterninée de telle sorte quoi 1 "/ la Ya1eur Moyenne pondant une période de 14 ctmpa8an te dao pou8.ée radiales normale au plan des ames oies-organe sur l'onBombie du pignon et dos tourillons encadrant oest nulle.
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2 / la valeur maxima de ., poussée 6eiduGlle s'oxerpant oux le rotor soit le plus faible possible,
Cette valeur maxima est ainsi une petite fraction do
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la poussée radiale moyenne s exexgant sur le pignon de trayez port seul, et cette poussée résiduelle est supportée dans de
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très bonnes conditions par los portées lisses du tourillon tour- nant avec un jeu réduit dans les portées lisses du palier, étant donné, d'une part, que ces portées se réduisent 4 des bandes circulaires de faible longueur axialo, graissées abon- dammont par les fuites se produisant entre les jeux de bassins qu'elles séparent, d'autre part, que la poussé;
résiduelle de valeur moyenne nulle a une direction variant très vite Des
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que la vitesse a atteint une valeur notable, Ilexcentrici*6 du tourillon par rapport au palier reste dans ces conditions mi-
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nime, et le palier fonctionne aveo un graissage parfait st en contrant aussi bien que possible le rotor
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Il va de soi que l'invention, no se limite pas ruz un dtraeas3.onnement des bassins fixe et mobile tel que la valeur moyenne de la composante normale au plan des axes de la pouo60 rêsiduollo soit nulle, On peut parfaitenent envisager de don. ner'à ces bassins des dimensions plus faibles;
, telles quil su.'fia- siste une composante normale au plan des axes, ce qui peut
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avoir l'avantage, dans certains cas, de réduire l'amplitude dea oscillations des axes des .r.Otprs, mais en règle générale, cette amplitude reste assez faible n8ne lorsque la composante en question est nulle pour qu'il y ait intértt à se plaoezs dans ce cas.
L'invention ne se limite pas non plus aux formes re- lativement simples décrites ci-dessus; comportant des bassins
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aem,o,rou.aires limites par des arcs de cercle compris dans des plans normaux aux axes,on peut parfaitement envisager l'emploi de bassins de formes plus compliquées. et tournant via-'
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à-vis d'orifices multiples, qui permettent de réduire davantage les poussées résiduelles,, Mais en règle générale, celles-ci sont déjà suffisamment faibles avec les dispositions simples proposées, pour qu'il soit inutile de compliquer davantage les paliers.
On notorn également que,dans le cas où l'on emploie le profil discontinu flanc linéairo radial, le meilleur équili-- brage possible est obtenu sans bassins fixes, avec deux jeux de
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bassins mobiles, dont l'un est disposé comme il a été dit cidessus, tandis que l'autre de dimension axiale plus réduite a un plan de symétrie (plan passant par le milieu des barattes séparant les deux bassins) normal au plan méridien passant par le sommet dos dents, On va passer maintenant aux dispositions secondaires;
qui, sans être indispensables pour les machines suivant l'invention comme les deux dispositions fondamentales décrites eidessus, doivent cependant le plus souvent être employées ooncurremment, pour obtenir le meilleur fonctionnement et le moindre prix de revient possibles.
On a déjà décrit les profils utilisés pour les engre- ,nages de transport des machines suivant l'invention, et indiqué que le profil à flanc circulaire limite simposait pour presque toutes les applications.
En ce qui concerne la disposition des paliers, il est bien entendu possible de garnir ceux-ci de coussinets rapportés, suivant la pratique courante dans les machines. Cependant, cette disposition classique a, dans le cas particulier des machines à engrenages; de graves inconvénients, sans offrir en contrepartie d'avantagés notables,
En effet, l'emploi de coussinets rapportés ne ze jus- ti#ie que dans les machines où les paliers peuvent être garnis d'un alliage à frottement, conformable et résistait au grippage, tel l'antifriction ou le métal rose.
Ce n'est pas le cas des machines à engrenages, où les distances entre les axes ou en- traxes doivent être extrêmement précis et stables, ce qui impose l'emploi de paliers garnis d'un métal dur, non oonformable et par contre-coup sujet au grippage. Par ailleurs, le garnissage des paliers aveo des coussinets de ce type, sans améliore]* la sécurité de fonctionnement, a l'inconvénient grave do réduire beaucoup le rapport m du diamètre du tourillon au diamètre primitif, car le diamètre mD maximum que l'on peut donner au tourillon se trouve ainsi réduit du double de l'épaisseur du coussinet, qui ne peut elle-même être abaissée au-dessous d'une fraction appréciable de D, étant donné l'importance des pressions en présence.
Or, on a vu ci-dessus que le coefficient k' de résistance varie comme le oube de m. Finalement une étude objective démontre que l'emploi de coussinets a pour effet d'abaisser dans des proportions considérables la puissance limite
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réalisable à vitesse angulaire et vitesse linéaire au primitif données, et ne peut être envisagée que pour des machines
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pression relativement basse et vitGe8 ao'bÓristique très faible# qui no peuvent convenir pour les transmissions de gande puissance massique auxquelles sont destinées les machines suivant 7.' irwext i.an,
La disposition des paliers qui simpose donc pour les machines est celle représentée sur la figure4 8 les tourillons 10 et 11 tournent dans des alésages pratiqués directement dans les fende du stator.
En contra-partiel tant pour éviter que 3.*on ait à remplacer à intervalles trop rapprochés ces fonds, qui constituent des pièces relativement coûteusesque pour maintenir les entraxes, il est indispensable de durcir au maxinum la paroi interne desdits alésages. Lorsque les fonds peu-
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vent 4tra pris dans une plaque dacier, lesdites parois doivent être cémentées ou nitruréesg quand, pour y faire vonir à moindres frais les 4Videmente de circulation, les fonds doivent être coulée on bronze, la meilleure solution consiste à chromer les parois internes des alésages,.
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En (le qui concerne la forme oonstruo'bive générale de'5 stators Ot rotorae deux dispositions sont possibles Il / On peut envisager des rotors raonçb3.ocq sans assembla** ge d'aucune sorte) comportant par conséquent taillage dans la masse d'une même ébauche, généralement de forgée plus rarement de fonderie, des divers pignons de transport et de transmis-
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aion oa3.éa sur chaque rotor.
Dans ce cas, pour que le montage soit possible, le stator doit être formé de deux pièces, sépazées par le plas de joint contenant les axes des deux rotors
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2/ La disposition précédente a des inoonyénieàts grave$$ elle oomplique très sensiblement l'usinage des rotors, qui comportent toujours au minimum deux pignons, l'un de transport,
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1 sautx e de transmission, lesquels doivent ttre tailLés dans une marne ébauche avec une grande précision intrinsèque et uno
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orientation relative parfaits.
Par ailleurs, la oomstitution du stator en deux pièces séparées par un plan de joznt méridien diminue sensiblement la précision dos ajustagemp* tant axiaux que radiaux et accroit les contraintes dans La paroi
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Compriec entre les paliers} ce quie par contre-coup,, oblige en 400rettre 10épaisseur at à réduire 10' diamètre mF 'les tous x,llsad Il $et donc bien préférable en règle genéyrale d'u%1-
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liser la disposition suivante :le stator est formé de plusieurs pièces, séparées par des plans do joints normaux aux axes, ansemblées entre elles par boulons axiaux, comportant chacune deux alésages, où tournent les rotors conjugués.
Mais évidem- ment, dans ces conditions, pour que le montage soit possible, chaque rotor doit être formé de plusieurs piècesautant que ce rotor comporte de pignons de transport ou transmission, assemblées entre elles, éuniveau des paliers intermédiaires, suivant des plans de joints normaux aux axes.
Cette disposition n'est nullement en contradiction avec la première disposition essentielle des machines suivant l'invention, stipulant que les.pignons de transport font corps avec les tourillons enca- drante car si dans les machines à haute pression et couple élavé, l'assemblage des pignons de transport aux tourillons au droit du plan de raccordement est impossible;
, la surface de contact étant trop limitée, par contre il est possible d'assembler deux éléments du tourillon entre eux avec une excellente sécurité, o'est-à-dire sans que les tensions de cisaillement dans les pièces de l'assemblage dépassent la valeur admissible, du moment que la tension de cisaillement dans la masse au rao- cordement du pignon et du tourillon est convenablement limiter
Le mode d'assemblage le plus simple qui convienne dans ce bas est représenté figure 4;
on y voit au sommet de la fi- gure en coupe l'assemblage du pignon de transmission 13 au tou- rillon inférieur 10 faisant corps avec le pignon de transport 12:il comporte un emboîtage central 24, de diamètre relativement réduit, laissant subsister une large face d'appui 25, la transmission du couple est assurée d'une face à l'autre par un certain nombre de goupilles axiales 26-27 emmanchées très justes dans les deux pièces; un calcul élémentaire de résistance démontre qu'il est facile de limiter la contrainte de c saillement dans ces goupilles au double de la cont:rainte de Sisaillement t dans le raccordement du tourillon au pignon de transport, calculée conventionnellement comme il a. été dit cidessus.
Couramment on fixe la valeur maxima de t au voisinage de 5 kg/cm2, ce qui limite à 10 Kg/mm la oontrainte de cisaillement dans les goupilles, taux qui donne en poratique toute sécurité.
On peut d'ailleurs employer d'autres modems d'assomblage par tenons axiaux emmanchés ou taillés dans les faces, mais ils sont de réalisation plus difficile. Par , ailleurs,
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il faut noter qu'on règle générale l'assemblage usuel par man-
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chonn olaveds sur un axe central est inutilisable, car il conduit à des contraintes de torsion excessives dans cet Axe.
On va maintenant décrire la disposition utilisée pour équilibrer les poussées axiales appliquées éventuellement aux , rotors et contrer axialement les pignons do transport dans les cnrters, La joint glissant :faces des pignons, faces du carter est un point faible des machines à engrenages, car les surfaces en présence sont des plans parallèles;
qui ne se prêtent pas au graissage parfait automatique (il est très difficile d'aménager dans les faces des rampes de graissage automatique), et la moindre poussée axiale a pour effet, dans ces
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ondit1ons, de plaquer le pignon d'un c8té du carter, ce qui crée un danger de grippage et augmente les fuites et les trot-
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tsmntsm Or les machines peuvent ttre soumises à des poussées axiales extérieures. Même lorsque ce n'est pas le cas, l'expérience montre que les rotors sont soumis à des poussera axiales internes, créées sans doute par une déformation élantique secondaire des dents :
celles-ci sous l'effet du souple se tordent légèrement autour du rayon moyen ce qui a poux eze
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fet dlinoliner les faces du pignon par rapport à celles du carter; la haute pression régnant ainsi d'un c8té de la dont s'introduit ainsi sous une face, tandis que la basse pression régnant de l'autre côté s'introduit sous l'autre. En marche, dans une machine aveo pignons à faces continues plames, les retors se plaquant ainsi automatiquement contre les fonde des carters, et les frottements axiaux sont élevés avec danger
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86rieui d grippage,
La disposition utilisée dans les machines uivant l'invention pour éviter oe défaut est représentée fi-gure 8.
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1 Les faces du pignon de transport sont ental.Ilden pas* des bassins 28-29, qui ne laissent subsister de la :race extréme qu'une bordure de largeur réduite, La dent toeurrlant entre deux enceintes, l'une à la pression p, l'autre à la pression 0, la pression qui s'établirait dans ces bassins, utile n'étaient pas alimentés par une fuite, serait voisina
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da pj2 aux variations près créées par la torsion d<8) la dent autour du rayon moyen.,
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Pour obtenir le centrage automatique avec 06qu6-1!b!'s...
E0 dee Poussées axiales, chacun des bassins est comineot44 par
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un orifice distinct calibré 30-31, avec la haute pression p régnant dans des perçages 32 et 33. La fuite venant de 30-31, s'écoula ensuite par l'interstice compris entre les bordures du basais et les faces du carter, et crée dans un bassin *ne pressiez fenetion du jeu existante croissant quand ce jeu di- minue, décroissant quand il augmente, ce qui tend automatique-* ment à contrer axialement le pignon dans le carter.
L'orifice
30-31 est règle pour que cotte variation soit très rapide quand le jeu passe par sa valeur moyenne et, dans ces conditions, le pignon reste à tout moment très près de sa position axiale moyenne, à égale distance des faces du carter.
Quant aux dispositions adoptées pour alimenter à la pression p les percages 32 et 33, elles peuvent être très va,* riése, On a représenté figure 8 celle qui est généralement utilisée dans les machines suivant l'invention : le perçage central 33 communique avec les deux bassins mobiles pratiqua dans un des tourillons, par deux orifices 34 et 35 contrôlée par des clapets à bille, 36, disposés de façon à laisser psa- eer l'huile du bassin dans 35, en s'opposant au passage inver- : et De la sorte le perçage 33 est ainsi en permanence en pela-' tion avec oelui des deux bassins qui est à la pression p.
On va maintenant passer aux dispositions concernant l'engrenage de transmission employé pour synchroniser les mou- 'remonta des deux rotors. On a déjà signalé que l'emploi d'un tel engrenage, distinct de l'engrenage de transport, est une nécessité absolue, sur les engrenages de transport des machi- nes suivant l'invention sont complètement incapables de trans- mettre des couplas dans de bonnes conditions.
Bien plus, il faut absolument éviter tout contact avec poussée notable entre les flancs dee pignons de transport, car de tels contacts peu- vent donner lieu à des frottements très élevés et même provo. quer l'sro-boutement de la machine, On notera donc, dès main. tenant, qu'il est essentiel pour le bon fonctionnement de ré- gler les jeux des pignons de transmission, d'une part, et des pignons de transport, de l'autre, à des valeurs relatives telles que.
dans n'importe quelle circonstance, le contact
Outre les rotors s'établisse exclusivement par les flanos des pignons de transmission, en tenant compte, d'une part, des inégalités de déformations de torsion des tronçons conjuguée des deux rotors, d'autre part de l'usure des pignons de trans- missiez. Il résulte de ceci que pour assurer à une machine suivant l'invention une durée de fonctionnement convenable, il
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est 06SCatâC& à0 diiaa3.annr 1cngronagc 1 transmiasios Qo telle aaw qio son usure en service soit, sinon nulle, tout au ao3sa &8 réduitop car la machine devient inutilisable 4éo quo oo 0'as:
do l'engrena6a de transmission deviennent talc que ioa contacts apparaissent entre les flancs des pignons do t.'&336p'"' J Qas.H la napaoit6 des engrenages de tranSmiG8!O n.c3raï c il faut distinguer deux cas très dieférontc aU4vant la SM).3?o du récepteur accouplé à la machine à nw;ana, Y^,9 rvomlorp où il suffit d'un engrenage do S;raa e10n G0 Q:3té oxtrrmemont réduite, et qui est auanl c eao 'Oix 100 svànùaGos des machines suivant l'invention Dont 3a.csea 3Li<sa& pcan'o, as* celui de récepteurs doublode VOU5>GUItant d2 àPb5>os tournant .en sens inverse, en spposané E la caohlao b cx1onags des couples égaux à tout moment on VQ1Q fY" é d.ta.ßl On pot oujoues se placer dans ce cas 1okoqUo é3 v6 090e%P ost une machine électrique;
il suffit daaeoc's' la tn3tâae Qn#5TzG os daux machines aleutriqu-ea semblabàoio ea- 04v û 3ntoa de façon à appliquer à tout nomoéi doo oompla d,w Ot opposés# En dehors de cette application t+ôO 1mpetato, l08 autres cas des récepteurs doubles ox2 loa béltcoe propulsivo& los tu bines ou pompes hydrauliques bcâmoo chuta* les l,era.no.so. avec le$ Qpteur8 de ce type, on peut suaprr$ps judo tïquoinont tout 4chango d'énrg5e d'un rotor avec 3.eattrv o ±1 8utfit 4'ac@ouplor ohaque rotor avec l'un des arbres ra tpte tout en dlepooant les rotors de telle sorte que les couplas 1notGtaés hydrauliques, exercés sur chacun d'eux, alent %ou- $cura aëme valaupt Cotte dernière condition est réalioéo t!8 simplement on calant sur chaque rotor doux pignons do tanopoet do ntma lonaucur axiale et d'orientation décaléo oxaetomont da 900.
Dans eon conditïonab h un instant donné, ou un rotor# le P1GDCU de transport tournant dans un carter a la m8mo ociantatien que la pignon de l'autre rotor tournant dans l'auto C9!?*' tpr ot roo1t KKotOMn.'): le même couploo r1aa1omont, chaque rotor reçoit à tout moment les mcèo MOU eoupl-. Interne-hydraulique et externe-rèoepteur# donc la labeo Acoúlé.at1on, les pignons de transmission niont b ti-4n'emibirr 4'un rotor b lieiutre aucun couple notable$ 16" foie rie
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borne à assurer la sysncbroinisation parfaite et il suffit à est effet de pignone de très petite capacité, calée en bout d'ar- bre d'un côté ou de 1(autre de la machine à engrenages.
On prendra garde cependant que, pour que des machines de ce typo soient utilisables, il est nécessaire qus les ré- oepteurs doubles soient parfaitement réglés de façon à opposer à la machine à engrenages des couples instantanés rigoureuse-* ment égaux à toute vitesse et à tout régime (régime permanent - ou régime d'accélération, ce qui implique, entre parenthèses, dans ce dernier cas, l'identité des moments d'inertie), Cette condition, facile à remplir lorsque les récepteurs sont des machines électriques, l'est moins dans le cas d'un récepteur double constitué par un oouple d'hélices propulsives tournant en sens inverse, ou un couple de roues mobiles de turbine ou pompe double tournant en sens inverse,
car il est pratiquement très difficile, sinon impossible, de régler les aubages de ces roues ou hélioes, pour que'le couple développé par la roue amont à vitesse donnée, égale à tout moment le couple développé par la roue aval à la même vitesse. Il en est de même dans le cas d'un récepteur double constitué par les deux rouleaux d'un laminoir.
Or, tout écart instantané appréoiable entre les @ou- ples appliqués à la machine par les deux récepteurs a pour et- fet de créer un échange de couple entre les deux retors par l'intermédiaire de l'engrenage de transmission, et si celui-et est de capacité très faible, il peut être détérioré gravement. le montage dit différentiel, qui va être décrit maintenant. et qui est représenté aux figures 9 et 10, garantit abeclument que l'engrenage de transmission ne sera soumis à aucune sur.. charge.
En même temps, ce montage ramené les axes des deux arbres récepteurs dans l'axe de la machine à engrenages (ligne droite .située dans le plan des axes des rotors à égale distance de ces deux axes), et permet de régler la vitesse de la machine à engrenages à un niveau différent de celle des récetpeurs.
La première de ces qualités est très avantageuse lorsque la récepteur est une hélice propulsive ou une turbine ou pompa doubla. La seconde est très généralement avantageuse, oar le plus couvent la vitesse optima de la machine à engrenages dit. . fère de celle du récepteur.
Dans le montage différentiel, figures 9 et 10, le sta- tar de la machine à engrenages est laissé complètement libre da
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tourner autour de son axe (voir définition ci 30SOUS)e à itin- térieur d'une enveloppe fixe 37 ou 48, comportant des rainures toriques 38 ou 49 ot 39 ou 50, respectivement à la haute et à
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la basue pr*asione qui alimsntent la machine.
Les arbres des récepteurs 40 ou 51 et 41 ou 52, sont disposes coaxialement à l'axe de la machine et de l'enveloppe. lis Dont 4 cet effet reliés aux deux rotors par l'intermédiaire d'un couple pignon-roue à denture interne, calculé pour décaler l'arbre du récepteur par rapport à celui du rotor accouplé de la moitié du diamètre primitif, de façon à ramener 1'axe de ce receveur en coïncidence avec celui du stator et de l'enveloppe.
Lorsqu'il est avantageux de faire tourner la machine
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à ongwenages plus vite que les machines réceptrices, cas de la figura 9, les rouez à denture interne 42 et 43 sont calées sur les arbres récepteurs 40 et 41 et les pignons 44 et 45 sur les rotors. Ce cas est celui où le récepteur est une hélice propulsivde double, ou une turbine ou pompe basse chute.
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L'ays'iil est avantageux de faire tourner la machine à 8Br4na es moins vite que le récepteur cas de la figure 10, les roues à denture interne 53 et 54 sont oalées sur les rotors et lea pignons 55 et 56 sur les arbres des récepteurs.
Bien entendu, les deux rotors restent reliés l'un à l'autre par un ou deux couples de pignons de transmission 46 et 47 ou 57 et 58, qui assurent la synchronisation, mais la capacité de eos engrenages peut âtre réduite à très peu de
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choset oar le montage différentiel, en assurant parfaitement légalité des couples récepteurs externes, garantit les pignons
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46 et 47 ou 57 et 58 de toute surchargo4
Il reste le cas très fréquent des machines à engrenages accouplées à un récepteur simple, c'est-à-dire comportant n seul arbre, accouplé en principe à l'un des rotors de la ma- ohine à engrenages.
Bien entendu,, dans ce cas l'engrenage de transmission reliant les deux rotors doit être capable de transmettre sans contraintes excessives ni usure appréciable le couple hydraulique exercé sur le rotor non accouplé, et les dimensions qu'il convient de donner à l'engrenage de transmis-
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sion sont inoomparablement plus élevées que dans la cas prégé. dont.
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Qllant 1 ia disposition qu'il convient de donner à cet On6Penajo> une première solution très simple consiste à la constitue? par Un couple de pignons âdantiqugae de diamètre 0 1: a/ a,,
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primitif égal à celui des engrenages de transport,calés direc- tement sur les deux rotors, au niveau du carter de transmission.
C'est la solution adoptée dans la machine représentée figure 4.
On notera que dans ce oas il est préférable de placer les engrenages de transmission en bout d'arbre, du côté opposé à celui où sort le bout d'arbre du rotor accouplé au récepteur.
Car avec cette disposition, les déformations de torsion subies par les pignons de transmission se compensent exactement, ce qui relève sensiblement le couple transmissible à diamètre at contraintes données, car cette compensation permet de répartir la poussée sur une plus grande longueur axiale du pignon.
Cependant, l'étude complète des contraintes dans les pignons démontre que le mode de liaison simple indiqué ci-dessus limite la puissance de la machine à engrenages, à vitesses angulaire et linéaire sur le cercle primitif données, à une fraction réduite de celle que l'on peut obtenir dans le cas précédent, car les limites de puissance réalisable sont beaucoup plus élevées pour les engrenages de transport que pour l'engrenage de transmission, et la disposition simple de la figure 4 ne convient que pour des machines à engrenages de vitosse caractéristique (N/W.
N nombre de tours, W puissance) relativement faible, En outre, si la puissance p est élevée, elle conduit à limiter très bas la longueur axiale des pignons de transport, ou plutôt le rapport de cette longueur au diamètre D. Les machines de ce type sont ainsi relativement encom- brantes et de rendement plus 1 ;.
Le mode de liaison entre los deux arbres représenté figure li; affranchit complètement de ces sujétiens et permet de réaliser des machines à un seul arbre récepteur de vitesse caractéristique aussi grande que les machines à récepteur double. Il consiste à caler sur les deux rotors des roues dont le diamètre du cercle primitif est très supérieur à celui D du cercle primitif des engrenages de transport, ces roues étant respectivement accouplées à deux pignons calés sur un arbre intermédiaire auxiliaire, Pour régler à des valeurs opposées les vitesses angulaires des deux roues, l'une doit être à denture externe, l'autre à denture interne, (On peut d'ailleurs éviter l'emploi d'une roue à denture interne, mais il faut alors deux arbres intermédiaires et, en règle générale, la solution do la figure Il est plus simple et préférable).
On voit sur cette figure, en 59, le rotor accouplé k
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l'arbre récepteur portant la roue 60 à denture externe; le rotor non accoplé 61 porte la roue à denture interne 62. Lee deux roues 60 et 62 engrènent aveo les pignons 63 et 64 oalés sur l'arbre intermédiaire 65,
Bien entendu, les rapports de transformation des couplos 62-63 et 60-64 doivent être égaux en valeur absoluo. Una solution simple (mais non obligatoire) consiste à donner aux deux pignons 63 et 64 un même diamètre au primitif égal à colui D des engrenages de transport. On vérifie facilement dans ce cas que les diamètres des cercles primitifs des roues 60 et 62, égaux entre eux, peuvent être quelconques (c'est la oas de la-figure 11).
En les portant à 4 au 5 fois le diamètre D, on réduit suffisamment les poussées pour que les contraintes tant ,de flexion que de compression aux engrenages de transmission conservent des valeurs modérées, compatibles avec un fonctionnement de très longue durée sans usure appréciable, tout en portant au niveau le plus élevé la vitesse caractéristique do la machine à engrenzages. En règle générale, les machines du type représenté figure li s'imposent ainsi pour presque toutes les applioations des machines à engrenages à récepteurs simples.
On va maintenant passer à la doscription des procédés employés pour réaliser avec des machines selon l'invention des transmissions à vitesse variable (en fait, 1 application de loin la plus importante des machines selon l'invention est l' équipement de transmissions hydrauliques, et la plupart de ces transmissions doivent âtre réglables).
Soit une transmission reliant une machine primaire MI, motrice pour fixer les idées, à une machine secondaire M2, réoeptrice. M1 entraine une machine à engrenages selon l'ivention fonctionnant en pompe,, qui alimente une machine selon 1'invention, fonctionnant en moteur et entrainant M2.
Un premier procédé très simple pour régler la trans- mission, c'est-à-dire modifier le rapport des vitesses M1 et M2, consiste à constituer soit la pompe entrainée par M1, soit le moteur entraînant M2, soit à la fois la pompe et la moteur, par une,machine à engrenages multiples, c'est-à-dire comportant plusieurs machines à engrenages couplées en parallèle, et pourvues de moyens de distribution indépendants, permettant de faire débiter chacune de ces machines dans un sens ou dans l'autre ou de la mettra en court-circuit.
On modifie ainsi le volume débitô par tour par l'une ou l'autre des machines multiples et
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corrélativement le rapport des vitesses entre Mi et M2. car celui-ci est évidemment égal à l'inverse du rapport des débite par tour des machines à engrenages accouplées à Mi et M2,
Si les machines à engrenages accouplées à M1 et M2 oonportent chacune deux cellules, c'est-à-dire deux couples d'engrenages de transport et si ces machines sont à un seul arbre, les deux cellules peuvent être contrôlées par des distributeurs indépendants, permettant de mettre l'une en courtcircuit tandis que l'autre débite ou vice-versa.
Il est possible également de donner à ces deux cellules des longueurs axiales différentes, pour multiplier les crans de réglage .
(Par contre, on prendra garde que si ces machines sont à deux arbres, les deux cellules que chaoune comporte doivent avoir même longueur axiale et ne peuvent être réglées indépendamment, oar dans les machines de ce type, comportant un engrenage de synchronisation de capacité réduite, il faut absolument que les oouples hydrauliques appliqués aux deux arbres aient à tout instant même valeur, ce qui impose le fonctionnement simultané de deux cellules identiques avec engrenages décalés d'un quart de tour).
Quant aux moyens employés pour contrôler une cellule, on peut utiliser les distributeurs les plus variés. Cependant, dans les machines suivant l'invention, les cellules des transmissions à vitesse réglable sont généralement contrôlées par des tiroirs cylindriques, commandés à distance hydrauliquement par un contrôleur. La figure 12 représente à titre d'indication un distributeur de ce type, les
On y voit en 66 et 67 deux orifices de la cellule communiquant avec les chambres 68 et 69, encadrés par la chambre 70 reliée à la basse pression et les chambres 71 et 72 reliées à la haute pression. Chaque orifice est contrôlé indépendam- ment de l'autre par un tiroir 73 et 74.
Chaque tiroir est ma-. noeuvré hydrauliquement par le petit piston solidaire 75 ou 76 soumis en permanence, sous sa face interne, à la haute pression,'' et dont la face externe peut être mise à la basse ou à la hauté pression par la canalisation de manoeuvre 77 ou 78.
Dans le premier-cas, le tiroir se déplace à fond vera l'extérieur et met l'orifice à la basse pression ; dans le se- cond, il se déplace à fond vers l'intérieur et met l'orifice à la haute pression. On dispose ainsi de trois orans de regialge.
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Orifice 66 à la haute pression, 67 à la basse pression (c'est la cas de la figure 12), machine marchant on motour dans le sons de la floche,
Orifice 66 à la basse pression, 67 à la haute pression, machine marchant en moteur dans le sens opposé à la fièche,
Orifices 66 et 67 tous deux à la basse pression ;l machine en court @ircuit,
Un second procédé de réglage consiste à interposer sur le circuit d'huile à haute pression entre les pompes accouplées à M1 et les moteurs accouplés à M2, une machine à engrenages spéciale dite variateur permettant de modifier les pressien et débit du courant d'huile.
Le variateur le plus simple, représente figure 13, est constitué par une machins à deux cellules de transpert 79 et 80, de longueur axiale généralement différente, les pignons de transport calée sur un même rotor ayant la même eriemtatien.
Les deux rotors portent également des pignons de transmission 81 et 82 de petite oapaoité, synchronisant leur mouvement. Le variateur tourne à vide, les deux rotors n'étant accouplée à aucune machine réceptrice.
La cellule 79 est traversée en permanence ar le courant sous pression a transformer. Deux tiroirs$ non représentés sur la figure 13 (ils sont analogues à ceux représnetée figure 12) contrôlent, l'un, J'entrée de la cellule 80l'autre, la sortie. La premier peut mettre l'entrée de 80 en communicatien avec l'entrée de 79 (position 1), ou aveo la basse pres0 sion (position 2). Le second peut mettre la sortie de 80 en oommunioation avec la sortie de 79 (position 1),ou avec la basse pression (position 2).
Soit x le rapport de la longueur axiale de la sellule 80 à la cellule 79.
Quand le premier tiroir est dans la position 1 et le second dans la position 2, la pression du courant d'huile est multipliée par 1 + X et le débit divisé par 1 + x.
Quand le premier tiroir est dans la position 2 et la second dans la position 1, la pression du courant d'huile est divisé par 1 + x et le débit multiplié par 1 + x.
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Quand les deux tiroirs sont simultanément dans la position 1 ou dans la position 2, le débit et la pression du courant d'huile ne sont pas transformés. Un variateur simple procure ainsi trois orans de vitesse en progression géométrique de raison 1 + x, On peut, bien entendu, augmenter le nombre des orans de réglage, soit en montant en série sur le circuit d'huile plusieurs variateurs, soit en utilisant des va- riateurs à trois cellules, soit enfin en combinant le réglago par variateur avec le réglage suivant le premier procédé décrit ci-dessus,