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"Variateur continu de vitesse"
L'invention concerne un variateur continu de vitesse, du type comprenant une pompe rotative volumétrique avec circula- tion continue a déoit variable.
On sait que, pour diverses applications pratiques, il est extrêmement intéressant de pouvoir disposer d'un dispositif de variation en continu d'une vitesse hydrodynamique qui associe, à une grande élasticité de fonctionnement, une grande simplicité
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de construction, tout en permettant d'obtenir un réglage auto- matique du nombre de tours, lequel doit se maintenir constant, même sous l'effet de variations brusques du couple de résistance.
On a déjà proposé de nombreuses solutions à cet effet, sans cependant réussir parfaitement à atteindre les desiderata qui viennent d'être exposes.
Les variateurs continus de type mécanique basés sur la présence d'organes accouplés par frottement présentent, en effet, après un certain temps de service, une faible sensibilité aux légères variations de vitesse, on a paiement proposé des variateurs de vitesse hydro- dynamiques comportant des pompes a pistons dunt la course peut être modifiée pour déterminer, de la sorte, un changement du bre de tours de l'arbre entraîné. De tels dispositions présentant, toutefois, l'inconvénient d'une usure rapide, résultant de la présence d'organes à mouvement alterna tir, sans compter que leur consturction est relativement complexe et onéreuse.
'autres types de variateurs de vitesse prévoient l'emploi de deux pompes volumétriques, la première fonctionnant comme pompe de pression avec son rotor relié à l'arbre entraîneur tandis que l'autre pompe fait fonction de moteur hydraulique, avec son rotor relié à l'arbre entraîné. Les variations de vites- se sont alors obtenues en modifiant l'excentricité des pompes et par conséquent leur débit. Ces types de variateurs impliquent, eux aussi, un genre de construction assez complexe et après un certain deré d'usure, ile 3 présentent des inconvénients notoire-.
A cela, il faut ajouter que l'on ne respecte pas rigoureusement aux faibles vitesses de rotation, le nombre de tours de l'arbre entraîné.
L'invention a notamment pour objet un variateur contint de vitesse constitué par un récipient de liquide au sein duquel est iamergée une pompe volumétrique, variateur caractérisé par ce
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que l'élément de rotor et le corps de la pompe sont reliés respec pectivement à l'arbre entraîneur et à l'arbre entraîné en mainte- nant le liquide en circulation constante en circuit fermé, en traversant une tuyère de réglage dont la lumière peut être varice par commande manuelle, la vitesse ue l'arore entraîne étant ré- glée par rapport a l'arbre entraîneur en fonction de la varia- tion de débit du liquide circulant dans le circuit fermé.
Le dispositif variateur continu de vitesse de l'in- vention comprend des organes doués uniquement d'un mouvement de rotation, il permet de réaliser, avec une extrême facilité, toute variation du nombre de tours depuis zéro jusqu'à une va- leur maxima-le prédéterminée, tout en maintenant un couple mo- tour constant, sa construction est en outre, relativement simple et, par conséquent, economique,
L'ensemble de la pompe est immergée dans un liquide approprié - de l'huile, par exemple - contenu dans un récipient muni d'ailettes de refroidissement.
Le liquide circule en cir- cuit fermé sous l'action de la pompe, en passant par une soupape dont la section est réglable, ce qui en modifie le débit en déterminant de la sorte lu vitesse de l'arbre entraîne.
Ce dernier peut tourner, selon un certain nombre de tours eusoeptiblea de varier depuis zéro - lorsque la soupape est complètement ouverte jusqu'à un maximum égal a la vitesus de l'arbre entraîneur - lorsque la soupupe est complètement fermée* En fait, dans ce dernier cas, étant donné que la circulation du liquide eut entièrement bloquée, l'arbre entrai- neur et l'arbre entraîné snt reliés entre eux de manière rigide et se trouvent obligée de tourner à la sème vitesse.
n outre, afin de permettre le fonctionnement du variateur de vitesse dans l'un et l'autre sens de rotation sans exiger la moindre manoeuvre manuelle, il est prévu dans la pompa
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volumétrique, deux entrées séparées pour le fluide, dont l'une vient à s'ouvrir et l'autre à se fermer par des soupapes appro- priées - par exemple,suus forme de petites sphères mobiles, lesquelles sont actionnées sous l'effet de la pression même du fluide.
Une autre caractéristique du dispositif consiste en l'insertion d'un dispositif de freinage qui provoque la formation d'un couple de résistance supplémentaire en l'absence de charge sur l'arbre entraîné, afin d'empêcher que ce dernier ne soit entraîné, en rotation, à la vitesse du fluide, lorsque le couple ae résistance appliqué est nul ou faible.
Ce couple supplémentaire cesre de se produire auto- matiquement, dès que la pression au fluide en amont de la tuyère de réglage a atteint une valeur suffisante pour ouvrir le dispo- sitif de freinte, ce qui se produit automatiquement lorsque l'ar bre bre entraîné vient a être chargé avec un couple de résistance suffisamment élevé,
L'invention S'étend également aux oaractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins Joint. ainsi qu'a leurs combinaisons Jointes.
La description se remporte à une forme de réalisation particulière du dispositif de l'invention repr senté- a titre de simple illustration non limitative * sur les dessins joint;, Dans ceux-ci 10
La figure 1 représente la coup', longitudinale du dispositif selon la line G-H-I de la figure 2;
La figure 2 représente la coupe transversale de la même figure 1 selon la line épaisse A-B'
La figure 3 représente la coupe transversale de la pompe rotative, selon la line éraissie C-D de la figure 1 ;
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La figure 4 représente la coupe transversale du dis- positif aelon la lieue épaissie E-F de la figure 1;
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Le figure 5 roprèsente'soh6matiquementl en coupe, une variante du dispositif, 8VUQ pompas multiples; La ,tv,ura Tuy$utwn%9 l'aftweafalugn tn.IU1UqU.
doi éléments rotatifs de l'inatallat.i.C&t Le dispositif comprend (figure 1) l'arbre entraîneur
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1 et l'aroro entraîné <±# A l'urbre entraîneur 1, est relié de manière f3,,i Milanont de rotor ± de la pompe volumdtrique tan , d.La qu'à l'arbre entraînes eot relié le 0(irps 4 de la ponpos La pomptj volumltr1clue lot munie de palette % diape" oéeo entre des rainures prut1cu'D dans le rotor et maintenues adhérentes contre la ourtace .interne da corps 4, par 1#itïtermé- diaire d'anneaux 6 ot sous l'effet de la pression de l'huile introduite à travers Ici conduit; 41. La pompe est entièrement plongée dans le liquide - de l'huile, par exemple -contenue dans le récipient 7.
Le liquide circule en circuit formé en entrant dans le corps de la pompe par le canal 8 et en sortant en passant par les conduite 9 et 10 aménages respectivement dans le corps et
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dans la pièce de tête de la pompe voluaétrique, en traversant successivement la soupape de rétjlab9 11 d'où il sort en passant par le canal 12 (figure 4) pour rentrer dans le circuit fermé du récipient 7. C'est là, naturellement, l'une des conditions opératoires remplies par le dispositif, laquelle correspond à un sens de rotation donné de la pompe volumétrique.
En changeant le sens de rotation de la pompe, le liquide entre par le canal 9, pour sortir par le canal 8. A cet effet, on a disposé des petites sphères - 13 et 14 respectivement sur les canaux 8 et 15 - sur le canal 9, lesquelles se déplacent automatiquement sous l'effet de la pression et de la dépression
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du fluide, en termant ou en ouvrant les ouvertures 4'.at".t de
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/ sortie de ce dernier vers les canaux 8 et 9.
Plus exactement, les deux canaux d'entrée 8 et 9 (fi&ure 3) sont aménagés, respectivement, de l'un et de l'autre coté par rapport au plan tracé horizontalement dans la figure 3 forme par l'axe 1 de l'arbre de commande et de l'axe 17 de la cavité interne excentrique de la pompe volumétrique, chacun des conduits b et 9 signales ci.*dessus peut cependant fonctionner comme conduit de sortie du fluide, selon la pétition prisa pur les petites sphères et les soupapes mobi- les 13, 14, 15 18 (figure 1).
Il va de soi que) lorsque le variateur tourne en mens inverse de$ aiguilles d'une montre par rapport à la figure 3 c'est-à-dire dans le sens marqué par la flèche 18 '- le canal 8 cesse de servir de conduit d'entrée et le canal 9 de servir de conduit de sortie, tandis que, dans le cas où la rotation se fait en sens opposé, c'est le canal 9 qui cesse de servir de conduit d'entrée et le canal 8 qui cesse de servir de coduit de sortie.
Dans le premier case le fluide aspiré par le canal 8 (figure 1) provoque un. dépression suffisante pour amener les petites sphères 13 et 14 dans la position indiquée dans la figure
1, si bien que l'ouverture d'entrée 37 du canal 8 reste libre tan dis que l'ouverture de sortie 38 de ce canal vient à être obtu- rée par les petites sphères 14.
Cette dernière ouverture est soumise, en fait, à la pression externe existant dans le conduit de sortie 10.
Au contraire, dans la cavité 9 le fluide se trouve sous pression, en forçant, les petites sphères 15 et 16 à so déplacer vers l'extérieur, en provoquant respectivement la ferme- ture de l'ouverture d'entrée 39 du conduit 9 et l'ouverture de son pint de sortie 40. le dispositif de freinage comprend la basa* dytique
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19 (figure 2) qui entoure la carcasse externe 4 de la pompe volu- métrique reliée à l'arbre de commande 2.
La bande élastique 19 est maintenue en tension par
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les ressorts 20 et 21 munis de vis de r6laSe 22. Celle-ci vient à s'ouvrir sous l'effet de petits pistons 23 et 24, sur lesquels vient agir le fluide sous pression, en provenance de la chemise .
25 (figure 4) de la soupape de replace, en traversant le conduit 26 (figure 1). niant donné que la pression du fluide dans l'enceinte
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25 dépend du dettré d'ouverture de la soupape de réglage ainsi que du couple de résistance appliqué sur l'arbre 2 sous commande, les reacorta 20 et bzz, sont réglés de manière à assurer un couple de freina auft1.ant lorsque la owupape de réglage est complète* ment ouverte de ure maintenir forte Igurbre nous coguande, lié que, pttp suite de la fermeté de la itupepe de ré6lmddf la Pill1SijÍuu d'huile atteint une valeur 1"';"'Ct'dA". les petits plutobs 2,? et !4 a1iseat de MaTte à ,.1en"r la pr4da aion de freinage appliquée par la bande éluntique 19 aux la caroaase 41 A la suite d'un certain nombre d'eW8d1.
Il t été constaté avantageux d'assurer le rMglab* des ressorts itJ et Si de manière ù permettre l'ouverture de la bande élastique 19 en accord avec la pression qui provoque le déout du mouvement du petit piston, 46 (figure 4) concentrique à la broche de la soupape
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de réglaeee Ceci a pour but d'obtenir le maximum de stabilité du nombre de tours de l'arbre entraîné, même s'il se produisait des variations brusques de la charge.
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La soupape de rôejlatje (figure 4) est essentiellement constituée par la broche d7, qui avance nous la commande du petit volant 2b de mumère ti boucher le tuyère de sortie 29,
Le liquide e.. provenance du canal 10 entre dans le vide communiquant avec l'enceinte 30, en passant par les trous
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31 et 32, pratiqués respectivement dans le cylindre rigide 33 et dans le cylindre mobile 46 intétieur dans le même axe que le précédent.
Le cylindre 46 peut se situer à l'intérieur du cylin- dre fixe 33, dans le même axe que la broche 27, en surmontant l'action du ressort 34. On réalise, de cette manière, un ré- lage automatique de l'arrivée du liquide, afinde maintenir cons- tant le nombre de tours de l'arbre entraîné, en cas de change- ments brusques de la charge.
En réalité, dans la cas où la broche 27 viendrait à boucher complètement la tuyère 29, la circulation du liquida serait bloquée et l'arbre sous commande se trouverait relié de Manière rigide à l'arbre de command 4
Au es inver@@ où la broche 27 se trouverait dans une pétition telle qu'elle produite le muximum d'ouverture de la tuyère29, on obtiendrait le maximum de débit liquida dans la pompe volumétrique, tandis que l'arbre entraîné @ sertit maintest dans une position immobile trace au dispositif de freinage coma prenant la pande élastique 19.
Dans n'importe laquelle des positions intermédiaires de la broche, l'arbre entraîné fera le maximum de tours entre zéro et le nombre dépura parcourus par l'arbre entraîneur
Il résulte de ce qui précède qu'il est possible d'obtenir un réglage continu et régulier de la vitesse au moyen du petit volant 28. qui réit les déplacements longitudinaux de la broche 27.
Au cas où il se produirait une augmentatin brusque du couple de résistance sur l'arbre entraîné, on obtiendrait une réduction de non nombre de tours, et en conséquence, une augmen- tation du doit de la pompe volumétrique et, partant, un accrois- sement de la pression du liquide dans l'espace 30 qui précède la tuyère de sortie 29.
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Comme suite a ce qui vient d'être dit, .t7 pâtit pis*1 ton 46 se déplace en surmontant la force que lui oppose le resnort 4 et en provoquant la fermeture partielle des troua 3i à travers lesquels. j'huile pénètre dans l'espace 30
Le débit de l'huile s'en trouve automatiquement réduit et, en conséquence, l'arbre entraîné reprend aa vitesse normale,
Il va de soi que tout ce qui procède survient tou- jours dans l'hypothèse où l'arbre entraîneur conserve une vites- se constante morne dans le cas où il produit de fortes variations du couple de résistance.
Bien entendu, les variations de vitesse de l'arbre entraîné comportent des changements de rendement et, en consé- quence, des variations de puissance de la puissance peraue dans le dispositif, cette puissance se transformant en chaleur ame-
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nant un échauffament du liquide.
C'est la raison pour laquelle le récipient 7 (figure 4) du dispositif est muni d'ailettes de redroid1esGment t tandis qu'un ventilateur tournant 36 (figure 1), branché sur l'arpre entraîneur en assure un refroidissement efficace.
Le récipient 7 est muni d'une petite ouverture 42
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pour le chargement d'huile, pourvu d'un diQphrab#e 6vitant les projections 43 et d'un évent; 44,
Ce dernier peut $tre remplacé éventuellement par un
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taquet à via 4,'r tUtti de variante, les 1'Olll1'" 'olu';,,I.1" eeattt nues I1ru1D le robut du variateur eut v1tua. ljV3 11' fa nombre déposant l'unité** tyoia, par tapit) 40%âe aatt la dans la figure 5 - ohoouno 41el10' étant di<pc<4e avte d$e MttX parallèles à l'axe central de la machine et à égale distance de cette dernière..
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ans un tel cas, le rutor sera muni d'autant de
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cavités cylindriques qu'il:
a de pompes volume triques, Antre chaque cavité, on disposera le tambour excentrique tournant de la pompe volumétrique munie de palettes radiales.
Les tambours rotatifs susdits seront reliée par un dispositif mécanique, constitué, par exemple (figure 6) par un groupe d'engrenages reliés a l'arbre central de l'appareil, le- quel pourra, la sorte, lui imprimer son mouvement de rotation.
Une telle disposition à pompes multiples se révèle spécialement avantageuse dans le cas de variateurs prévus pour des paissances relativement élevées.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, et à partir desquels on pourra concevoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inven- tion.