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Raltntueeur hydrodynamique.
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La pr61.ntjJ.nYênU 1'1C nC"1'fin';':l.S8eUr ny<iro# dynamique capable d'assurer un freinage contrôlé d'un arbre conjugué, suivant les besoins.
Pour faciliter la description, le ralentisseur faisant l'objet de l'invention sera décrit dans son application à une transmission de véhicule qui comporte également un convertisseur de couple hydraulique et un mécanisas de changement de vitesse, mais l'application générale de ce ralentisseur n'est pas limitée à cette application parti- culière.
Il peut être utilisé avec n'importe quel arbre devant être freiné de temps à autre, y compris un arbre relié à une charge se déplaçant librement vors le bas*
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Le ralentisseur suivant l'invention utilise un agencement connu d'une façon générale, en ce sens qu'il comprend un rotor à aubes calé sur l'arbre 1 commander, pouvant se déplacer entre des stators à aubes portés par un carter fixe alimente en huile ou en un autre li- quide dans les conditions de freinage.
Lors du fonctionne- ment, non seulement il faut obtenir le couple de freina- ge adéquat pour les différentes vitesses du rotor, mais en outre étant donné que la totalité de 1'énergie ciné- tique est transformée dans l'huile en chaleur, celle-ci doit être dissipée dans un refroidisseur avant que l'huile ne soit renvoyée au ralentisseur, ce processus s'effectuant de façon continue pendant l'action de frei- nage, de sorte que la quantité d'huile en circulation est importante. Par exemple, dans un ralentisseur capa- ble d'absorber un couple de 138 kgm pour une vitesse de rotor de 2000 tours/minute, le refroidissement nécessaire est de l'ordre de 381 CV.
Le rotor à aubes est caracté- risé par une capacité de pompage inhérente, mais si cette capacité est faible par rapport au débit de refroidissement requis, il faut prévoir une pompe addi- tionnelle, ce qui réduit le rendement global du système; si le ralentisseur appartient à une transmission coapor- tant un convertisseur de couple hydraulique ou un accou- plement hydraulique et un mécanisme de changement de vitesse comprenant lui-même des accouplements à commande hydraulique, la pompe classique entraînée par le moteur qui alimente le système hydraulique comprenant, ces éléments doit être alors surdimensionnée.
L'un des buts de l'invention est de créer un ralen- tisseur hydrodynamique dans lequel la capacité de couple requise est fournie par l'établissement d'un nouveau mode d'écoulement de l'huile de travail à travers le système.
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Un autre but de l'invention est de créer un ralentisseur du type indiqué dans lequel le rotor à aubes est conformé et monté de façon à assurer, par son effet de pompage, une augmentation de la pression de l'huile de travail du centre vers sa périphérie, à un degré suffisant pour assurer l'écoulement de l'huile refoulée à travers un système de refroidissement.
Un autre but encore de l'invention est de créer un ralentisseur du type indiqué caractérisé par un temps de remplissage minimum de la région dans laquelle le couple de freinage est développé, afin d'assurer ainsi un freinage - rapide sous l'effet du ralentisseur en cas de besoin.
La description qui va suivre, faite en regard des @ dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La fig. 1 est une représentation schématique montrât une transmission comportant le ralentisseur suivant l'in- vention combiné à un convertisseur de couple hydraulique et à un mécanisme de changement de vitesse.
La fig. 2 est une vue en .coupe verticale partielle à plus grande échelle du ralentisseur.
Los fig. 3 et 4 sont des vues en élévation partielle du rotor et de l'un des deux stators identiques, ces vue! étant prises dans les directions indiquées par les flèches et 1 sur la fig. 2.
On a représenté de façon schématique sur la fig. 1, une transmission comportant un convertisseur de couple hydraulique 10, dont la pompe 11 est reliée par l'inter- médiaire d'un arbre d'entrée 12 à une source d'énergie telle qu'un moteur (non représenté) et dont la turbine 13 est reliée à un arbre 14 qui s'étend à travers le rotor décrit ci-après d'un ralentisseur hydrodynamique et qui
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est relié lui-même à ce rotor, l'arbre à ne prolongea * au delà du ralentisseur 15 afin de servir d'arbre d'entre pour un mécanisme de changement de vitesse à pignons 16
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de type classique.
Les indications fournies ci-ayant 8\!tr- vent simplement à montrer, à titre d'exemple, une utilisa- tion type du ralentisseur 15. étant donné que ce dernier peut être employé avec n'importe quel arbre exigeant un freinage périodique.
Si l'on se réfère à la fig. 2, qui montre la construc- tion intérieure du ralentisseur 15, on voit qu'un rotor
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annulaire 11. entoure l'arbre 11 de la turbine, auquel il est relié positivement. Plusieurs aubes radiales 18 sont
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prévues sur les côtés opposés du rotor 11 et sont répar- ties uniformément autour de celui-ci, ces aubes s'éten- dant à partir de la périphérie du rotor ±± sur une dis- tance radiale déterminée en direction de l'intérieur, pour une raison qui sera expliquée ci-après.
Le rotor 17 se déplace dans une chambre annulaire
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!2. ménagée à l'intérieur d'un carter annulaire fixe 2l qui présente, au voisinage de cette périphérie at du rotor des gorges annulaires -2 orientées vers les c8té* opposés du rotor 23. et ayant de préférence une forme par- tiellement circulaire si l'on considère une section droite !
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radiale quelconque du carter 20. Il ast prévu, à l'inté- rieur de chaque gorge 21, plusieurs aubes radiales 22 uni- formément espacées. Chaque jeu d'aubes 22 et la gorge
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associée 2j délimitent un stator annulaire 2 et le rotor 11 est monté de façon à tourner librement entre les stators 23, en ménageant avec eux des espaces annulaires 2flr2j, de largeur déterminée.
Quand le ralentisseur 15 est en service, un liquide, qui est habituellement une huile convenable et qui sera considéré comme une huile dans la suite de la description,
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est amené à travers un conduit 25 et un canal 26 ménagés dans le carter 20 à la chambre 19, en un point situé radialement vers l'intérieur par rapport aux aubes du rotor; cette huile est refoulée vers l'extérieur entre les stators 23-23 par l'effet de pompage du rotor 17. en direction d'une chambre collectrice annulaire qui est reliée à un conduit d'écoulement ou d'évacuation 28.
La relation entre le rotor 17 et les stators 23 re- présentés aur la tige 2 constitue une particularité im- portante de l'invention. Le couple de freinage s'exerce dans la sont annulaire représentée par les stators @ et les parties munies d'un aubage conjuguées du rotor 17.
Ce couple est égal au produit du débit massique de l'huile par la variatlon de la force vive angulaire, cette dernière étant fonction de la variation de la vitesse de l'huile et du rayon sur lequel cette variation se produit. Partant de ces considérations, on voit que le couple désiré peut être obtenu grâce à un débit massique important sur un faible rayon ou, d'une façon relative, par undébit massi- que plus réduit sur un rayon plus grand.
Si l'on tient compte des conditions d'ensemble et plus spécialement de la nécessité d'obtenir un remplissage rapide du ralentisseur dans la zone de freinage annulaire afin de produire une réponse de freinage rapide, ainsi que de la nécessité d'u- tiliser le rotor comme système de pompage pour assurer la circulation à travers un circuit associé, comprenant un refroidisseur, afin d'évacuer la chaleur engendrée par le fonctionnement du ralentisseur, on constate que la rela- tion correspondant à un débit massique réduit sur un grand rayon constitue la solution la plus désirable.
Un agencement satisfaisant à ces conditions est re- présenté sur la fig. 2, dans laquelle les stators 23 sont voisins de la périphérie du carter 20 et agissent en combinaison avec la partie du rotor 17 située immédiatement
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entre eux pour établir un débit Massique relativement faible sur un rayon relativement grand. La partie du
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rotor il qui est munie d'aubes attend radialement sur une distance notable vers l'intérieur par rapport aux
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stators n. Par suite, lorsque le rotor Il tourne, les aubes ",8, prélèvent l'huile en un point siiu6 nettement à l'intérieur et la refoulent vers l'extérieur entre les
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stators en vue de l'amener dans la chambre 0011.0- trice 22.
Cette action du rotor 11 augmente fortement la pression d'huile dans la chambre par rapport à celle régnant aux extrémités internée des aubes 18 du rotor.
L'intérêt de cette augmentation de pression élevée caractéristique du rotor il, se comprendra aisément ai on se réfère à la fig. 1 qui montre, simplement à titre d'exemple, une disposition possible du ralentisseur 15
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par rapport à un refroidisseur dans l'ena6Jlble du système* Comme déjà indiqué, pendant le fonctionnement du ralen-
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tisseur 1 ,, la presque totalité de l'énergie cinétique présente dans l'huile est transformée en chaleur et, pour évacuer cette chaleur, une quantité d'huile impor-
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tante doit circuler à travers un rerroid1ao.ur avant d'être renvoyée au ralentisseur .
Sur la fig, 1, le conduit d'évacuation 2 peut être relié successivement par un conduit ,2' , une vanne à trois voies 1Q.., un conduit a et un refroidisseur 2i *u conduit 25 aboutissant à la chambre 19 du ralentisseur. Une pompe 33 entraînée de façon convenable, reliée à une source d'huile (non représentée) est également reliée par sa sortie à la vanne a trois voies 30. Quand cette derniers
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yann. ne trouva dans la position représentée sur la fig. li la pompe 33 débite vers un réaervoir ou carter convenable
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lift et l'huile du ralentisseur Il provenant d'une opération de freinage précédente, revient également à ce réservoir, du fait que ce ralentisseur 15 est vide quand il n'est pas en service.
Quand on fait tourner la vanne 30 dans le sens horaire sur un angle de 90 , la pompa 22. est reliée à tra- vers le refroidisseur 32 à la chambre 19 du ralentisseur, qui se remplit rapidement pour produire l'effet de freinage désiré et le rotor 1±, an combinaison avec la pompe 33, assure la circulation de l'huile à travers la vanne 30 et le refroidisseur 32, L'effet de remplissage rapide est particulièrement important dans la zone correspondant au
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stator, et l'effet de p0l4pa.ge intense assuré par le rotor permet à la pompe 22. de recevoir des dimensions relativement faibles.
L'effet de freinage peut être coi tum- dé par réglage de la pression régnant dans le conduit 28, au moyen d'une vanne à commande manuelle ou autre 35, ce conduit 28 étant relié au réservoir 34 en aval de la vanne
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de régulation 22.' *# Pour obtenir un fonctionnement optimum du ralentisseur 1, certains critères doivent être respectés. Le rotor LJ, porte, de chaque coté de 34 à 38 aubes, tandis que chaque
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stator ,2,., comprend de 40 à 44 aubes.
Les dimensions der éléments principaux du ralentisseur 3."" peuvent être le;. l suivantes : Les diamètres extérieurs du rotor 11 et des stators 23 sont égaux à D, les diamètres intérieurs de
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stators 23 et de la partie à aubage interne du rotor 11. sont égaux à 0,81 D et compris entre 0,50 D et bzz D respectivement, le rayon de chaque stator, mesuré tran3ver.. salement au ralentisseur 15, est compris dans une gaz
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allant de 0,04 D à 0,05 D, la profondeur de chaque aube do rotor 3,8.
mesurée transversalement au ralentisseur 15, est égale à 0,025 D, et la largeur de chaque espace annu- laire 24, mesurée entre le rotor 17 et les stators 23, est comprise dans une gamme allant de 0,01 D à 0,012 D, la quantité D étant exprimée en centimètres. La hauteur des aubes 18 du rotor ne dépasse jamais la profondeur de chaque -stator 23. Plusieurs orifices 36, dont un seul eat représenté, sont prévus dans le rotor 17, à l'intérieur des aubes 18 pour assurer un transfert rapide de l'huile qui arrive vers la partie de la chambre Jjg, qui se trouve du côté droit du rotor 17 en regardant la tige 2.
Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
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