Dispositif de transmission de puissance du type hydro-cinétique. La présente invention a pour objet us dispositif de transmission de puissance du type hydro-cinétique, dans lequel la quantité de liquide moteur dans le circuit de travail peut être. variée pendant le fonctionnement du dispositif, et dans lequel le circuit annu laire -de travail est compris entre un élément moteur muni d'aubages et un élément en traîné muni d'aubages,
ces deux éléments ayant même axe et comprenant chacun une coquille incurvée formant une partie de la paroi limite du circuit de travail, cette pa roi limite ayant une forme lisse suivant des lignes de courant. régulières.
Pour que des dispositifs de ce type soient capables de transmettre la puissance avec un haut rendement, c'est-à-dire avec un glisse ment faible, il est nécessaire -de réduire les pertes dues à l'agitation du liquide moteur et la formation des remous pendant sa circula tion turbulente entre l'élément moteur ét l'élément entraîné.
En conséquence, dans les dispositifs de transmission à haut rendement, les différents éléments formant le circuit hy draulique ont une forme telle que le circuit hydraulique est limité par des lignes à écou lement libre, de sorte que le courant du li quide moteur circulant entre l'élément moteur et l'élément entraîné n'est pas soumis à des déviations brusques pendant son passage à travers les éléments formant le circuit hy draulique.
Lorsqu'on utilise -des dispositifs de trans mission de puissance à. haut rendement du genre indiqué, on a trouvé que, dans certaines conditions, il peut se produire des variations violentes de la valeur du couple transmis par le dispositif, variations dues à l'instabilité .du courant du liquide circulant entre les élé ments. moteur et entraîné du dispositif, par exemple dans un dispositif connu -de trans mission de puissance intercalé entre une ma chine motrice tournant à. vitesse pratique ment constante et une machine entraînée nécessitant un couple de démarrage très élevé.
Dans un tel dispositif, pendant que la machine motrice tourne, la machine entraînée peut être mise en marche par admission du liquide dans. le circuit hydraulique et on- peut la ramener au repos en vidant le circuit hy draulique ou en réduisant la quantité du li quide admis.
On a également trouvé que lorsque l'on accélère,,, ou ralentit, dans ces, con- ditions, la. machine entraînée, le glissement devient considérable, des variations du couple peuvent se produire, -de sorte qu'il est impos sible de maintenir stables les conditions de vitesse de l'élément entraîné. Ces variations peuvent également provoquer une forte sur charge ,de la machine motrice, en particulier lorsque l'inertie de la machine entraînée est grande.
Dans le cas où on emploie un dispositif du genre indiqué pour relier une source d'é nergie à vitesse variable à une charge exi geant un couple de démarrage élevé, on a trouvé que les variations du couple peuvent avoir lieu, quand le circuit hydraulique est seulement partiellement rempli, lorsque la vi tesse de la source d'énergie est relativement petite et lorsque le glissement de l'accouple ment est grand.
On pense que les, oscillations du couple, mentionnées plus haut, sont provoquées de la façon suivante: lorsqu'un tel dispositif fonc tionne avec un circuit hydraulique partielle ment rempli et que son glissement est impor tant, la circulation du liquide moteur est ir régulière et indéterminée. Si toutefois le glissement diminue, la circulation prend une forme définie, par exemple celle d'un anneau de tourbillon superficiel à mouvement très rapide.
Ce changement de la circulation se fait promptement et provoque une accéléra tion; plus ou moins accentuée de l'élément en traîné ou, autrement -dit, une variation de puissance plus ou moins violente. Le courant du liquide devient ensuite moins violent sous l'influence accrue -de la force centrifuge en passant dans les canalisations de l'élément entraîné, et finalement la circulation devient.
moins intense, de sorte que la valeur du couple baisse et le glissement augmente; le cycle peut alors recommencer. Le dispositif selon l'invention est caracté risé en ce que la. paroi limite lisse est inter rompue par une discontinuité disposée de telle façon qu'elle freine la circulation d'un tourbillon liquide superficiel à grande vi tesse, mais n'offre qu'une obstruction relati vement faible à la circulation normale du li quide aux faibles valeurs du glissement,
en vue de diminuer l'agitation -du liquide dans le dispositif et d'augmenter la stabilité de fonctionnement de ce dernier. La disconti- nuité peut être formée par une obstruction figée de façon permanente dans le circuit hydraulique et disposée de telle façon que malgré qu'elle se trouve sur le chemin du courant liquide circulant à faible vitesse, elle soit de grandeur et de forme telle qu'elle n'empêche pas qu'un rendement élevé satis faisant soit atteint.
La discontinuité peut être constituée par un organe faisant saillie dans le circuit hydraulique et qui masque partiellement les passagesi, pour le liquide de l'organe moteur ou de l'organe entraîné.
La. discontinuité peut être formée par une obstruction qui peut être disposée de telle fa çon (par exemple partiellement ou complète ment dans une partie localement élargie du circuit hydraulique se trouvant le plus près -de l'axe de rotation du dispositif) que lorsque le dispositif fonctionne avec un faible glisse ment, et quand, en conséquence, la vitesse de circulation est basse, l'obstruction soit prati quement enlevée du chemin du courant du li quide circulant.
La. -discontinuité peut aussi être formée par une obstruction pouvant être retirée du circuit hydraulique quand le glissement est faible. Il a déjà été proposé, par exemple dans le brevet anglais no 3114157 du même inventeur, -de pourvoir un dispositif de transmission hydro-cinétique du type Fêttinger (dans le quel les passages du liquide que compren nent les organes moteur et entraîné forment un circuit hydraulique de travail ayant une paroi limite lisse suivant des lignes de cou rant régulières), de moyens.
qui peuvent être introduits dans. le circuit,de travail pour faire varier la circulation du liquide moteur. De tels dispositifs sont toutefois prévus pour fonctionner avec le circuit complètement ou pratiquement complètement rempli de li quide moteur et ils ne, sont, de ce fait, pas sujets à de violentes irrégularités du couple,
comme il peut s'en produire clans les dispo sitifs de transmission de puissance hydro- cinétiques du type dans lequel le contenu de liquide dans le circuit de travail peut être v ar. *6 pen dant que le dispositif fonctionne.
Les dessins annexés représentent schéma tiquement, à. titre d'exemples, différents formes d'exécution du dispositif selon l'in vention, du type "Vulcan" (ou du type "Fôttinger").
La fig. 1 .est une vue en élévation et en coupe partielle suivant la ligne 1-1 de la fig. 2 d'une première forme d'exécution; La fig. 2 montre une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 d'une partie de cette forme d'exécution; La fig. 3 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 4 d'une partie d'une seconde forme d'exécution;
La fig. 4 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3 d'une partie de cette seconde forme; La fig. 5 est une vue en élévation et en coupe d'une partie d'une troisième forme d'exécution;
La fi-. 6 est une vue en .élévation et en coupe d'une quatrième forme d'exécution; Ta fig. 7 est une vue en élévation et en coupe d'une partie .d'une cinquième forme d'exécution; La fig. 8 est une vue de front d'un détail du -dispositif représenté fig. 7, la coupe étant effectuée suivant la ligne 8-8 de cette fi gure;
La fig. 9 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 9-9 -de la fig. 10 d'une sixième forme d'exécution, et La fig. 1.0 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 9 d'une partie du dispositif selon cette fi-. 9.
Dans les différentes formes d'exécution citées, l'élément moteur @ est solidaire de l'arbre moteur 1, tandis que l'élément en traîné 4 -est fixé sur l'arbre entraîné 2.
Une partie de l'enveloppe 5 qui entoure la coquille de l'élément entraîné 4 est raccordée à la périphérie de l'élément moteur 3 et forme avec ce dernier une .chambre de travail pour le liquide du dispositif. L'élément moteur est muni d'aubages 7 et 6 alternativement longs et courts, solidaires de la coquille, qui suppor tent le noyau guide 10. D'une façon sembla ble l'élément entraîné 4 est muni .également d'aubages 9 et 8 alternativement courts et longs, solidaires de la coquille de l'élément entraîné et supportant le noyau guide 11.
Le circuit de travail hydraulique est formé par les passages qui existent entre les noyaux guides 10 et 11 et les coquilles des organes moteur et entraîné; ces coquilles sui vent,des lignes de courant unies, régulières.
Les dispositifs représentés aux dessins fonc tionnent -de la manière bien connue suivante: Du liquide est accéléré par les cubages 6 et 7 de l'élément moteur, durant son écoulement à travers les passages que lui offre cet élé ment, et est déversé aux extrémités externes de ces passages, où il frappe contre les cu bages 8 et 9 @de l'élément entraîné et, par ce fait, transmet le couple moteur, en vertu de son énergie cinétique, de l'élément moteur à l'élément entraîné.
Le liquide, finalement, re tourne aux extrémités internes -des passages de l'élément moteur, circulant continuelle ment sous la forme d'un anneau tourbillon nant entre les éléments moteur et entraîné. Les canalisations d'entrée 1.2 du liquide sont pratiquées dans la masse du moyeu de l'élément moteur 3 ou de l'élément entraîné 4, les orifices de sortie 13 servant à évacuer le liquide actif -de la chambre @de travail. Un robinet 14 de la conduite d'alimentation du liquide moteur sous pression convenable, rè gle l'admission de celui-ci,dans la chambre de travail.
Dans le dispositif représenté fig. 1 et 2, un manchon fixe 15, entourant l'arbre -en traîné 2, est muni d'un conduit d'admission 16 et d'un conduit -d'échappement 17 du 1i- quide moteur. Le manchon est fixé par des boulons non représentés à une tubulure de dis tribution à cloison:s 18 et 19 comportant un conduit d'admission 26 et un conduit d'échap pement 25 -du liquide moteur.
Un tube d'éva cuation 20, qui communique par le conduit 17 avec celui d'échappement 25, est fixé sur le manchon 1.5 et il est logé dans la cavité 2.7 se trouvant entre l'enveloppe 5 et une autre enveloppe extérieure 21 fixée à la périphé rie clé l'enveloppe 5 et convenablement rac cordée au distributeur 18, 19. L'extrémité li bre du tube 20 est orientée dans le sens con traire à celui du mouvement normal des par ties voisines du dispositif. Les orifices de dé charge 13 ont une section réduite et ils éta blissent la communication .entre la chambre de travail et la cavité d'évacuation 27.
Une pièce en forme d'étoile 22, compor tant des dents radiales 23, est fixée par -des vis 24 au moyeu de l'élément entraîné 4, la disposition étant telle que deux dents 23 soient placées dans chacun des intervalles compris entre deux cubages longs 9 successifs.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: le liquide pénètre par le robinet 14, le passage 26 et les conduits 16 et 12 et en tre dans le circuit de travail par un espace de raccordement, entre les éléments du dispo sitif.
Aussi longtemps qu'il y a du liquide dans la chambre de travail, il est évacué en quantité limitée par les orifices 13 et il est ensuite -éloigné -de la cavité d'évacuation 27 par le tube 20, d'où il pénètre dans le conduit 17 et dans le passage d'échappement 2i5. Il en résulte qu'on peut faire varier à volonté la quantité du liquide de la chambre de travail en agissant sur le robinet 14. L'anneau tour billonnant superficiel à. grande vitesse, tel qu'il se forme lorsque la quantité du liquide est re lativement petite et lorsque le glissement est grand, rencontre les. dents 23 et est partielle ment détruit, ce qui empêche l'établissement d'un régime d'écoulement instable.
Lorsque la otuantité -de liquide dans le circuit de tra vail augmente, la vitesse de la circulation. hais:se et le glissement diminue; l'effet pro- duit par les dents 23 devient moins accentué et, lorsque le dispositif travaille dans les conditions de glissement moindre, ces dents n'opposent qu'une résistance insignifiante au flux hydraulique.
L'action de -ces dents peut être rapidement modifiée en les inclinant plus ou moins par rapport. au plan dans le quel se trouve la jonction hydraulique entre les éléments du -dispositif. Tin dispositif de transmission @de puissance -de ce type peut travailler avec un rendement maximum d'en viron 98,5ô, en l'absence de la pièce en forme d'étoile, tandis que l'adjonction de cette pièce dont la forme serait d'ailleurs suscepti ble de rendre négligeable l'effet des varia tions brusques de puissance, abaisse le ren- ,dement de moins de 1 % .
En se référant au dispositif des fig. 3 et 4, le liquide est évacué de la chambre de ira ai ïr un orifice 13a pratiqué dans l'en- v <B>il</B> p% veloppe 5a, qui peut être commandé d'une fa çon continue par une bague obturatrice 33. L'admission -du liquide se fait par un man chon fixe 30 entourant l'arbre 2 et muni d'un conduit annulaire 31 qui communique au moyen de .canaux radiaux, percés dans l'arbre 2, avec un conduit axial 3:2 pratiqué dans cet arbre et communiquant à son tour avec les ca naux 12a conduisant à la chambre & travail.
Dans ce dispositif, les cubages longs 9 de l'é lément entraîné sont pourvus -de languettes 34 placées sur leur côté d'écoulement et disposées -de façon à masquer une partie du passage -du liquide du côté du bord de fuite des cubages pris par rapport au sens de la rotation nor male du .dispositif.
Dans la forme d'exécution représentée en fig. 5, les passages d'évacuation sont consti tués par des tubes 13b partant du canal annu laire 40. qui se trouve à l'intérieur du noyau guide 10a, et disposés dans l'élément moteur 3a-, tandis que les conduits d'admission 12b sont pratiqués dans le moyeu de l'élément en traîné 4a.
Le circuit hydraulique présente, à sa partie la plus avancée radialement vers l'intérieur, une sorte de gradin 41 orienté con tre le sens normal de la circulation du liquide actif et comprenant une surface supérieure 42 et une. nrface inférieure 1,3, toutes les -deux noyées dans la paroi limite lisse du circuit hydraulique. Le contour correspondant du cir cuit dans un accouplement de forme normale est indiqué en pointillé en 44. La section transversale du circuit est-donc élargie au voi sinage de la jonction par laquelle le liquide retourne de l'élément entraîné à l'élément mo teur.
Dans ce dispositif, le gradin sert à dé truire le courant superficiel très rapide, mais il se trouve rempli par un matelas d'un li quide plus ou moins inerte, lorsqu'un eou- rant moins rapide et plus profond passe au- dessus de lui; il en résulte donc que le gra din offre une résistance très faible à la circu lation lorsque l'accouplement fonctionne en pleine vitesse, avec le circuit hydraulique plein et, par conséquent, avec un faible glis sement.
Dans le dispositif représenté en fig. 6, la partie du circuit hydraulique la plus rappro chée de l'axe de rotation de l'accouplement a, également une section élargie, la partie la plus rapprochée de l'axe étant formée de courbes 50 et 51 disposées de façon à former une poche ou une dépression annulaire. Une pièce annulaire 52 est fixée à l'élément en traîné 4u. Cette pièce est fixée à l'aide de vis 53 et son diamètre est bel qu'elle s'engage dans le circuit hydraulique. Des -canaux 12e servent pour l'admission du liquide dans le circuit hydraulique.
La surface de la section transversale -du circuit hydraulique mesurée entre la périphérie de la pièce 52 et la partie la plus rapprochée de l'axe de rotation des éléments 10 et 11 du noyau guide correspond à la surface de la. section en cet endroit dans un accouplement. .de forme ordinaire dont le contour est indiqué en 54 en pointillé. Dans, une variante de ce dispositif, on pourrait sup primer la poche de dépression annulaire; la pièce annulaire 52 pourrait alors s'engager lé gèrement dans le circuit hydraulique en pro duisant une légère diminution locale de la sec tion.
Dans les types de dispositif des fig. 1 à 6 qu'on vient de décrire, les discontinuités des parois limites lises du circuit hydraulique ont une valeur fixe, contrairement à ce que présentent les dispositifs qu'on va décrire plus bas, où on a prévu des moyens pour provoquer la. discontinuité dans la paroi lisse suivant le besoin.
Dans le dispositif représenté fig. 7 et 8, L 'e manchon fixe 30a d'alimentation en liquide entoure l'arbre moteur 1, le liquide étant ad mis par le robinet d'admission 14, le passage annulaire 31a, un conduit axial 32a et des conduits d'entrée 12d pratiqués dans l'élément moteur 3c. Le moyeu 60 de l'élément entraîné 4c présente une partie annulaire cylindrique comportant une partie 6 7 mobile dans le sens axial. Cette partie mobile est constituée par une coquille 62 et des ailettes 63 disposées en regard des ailettes 8a -de l'élément entraîné.
La partie centrale de l'élément moteur 3c est découpée pour former un espace 61 permet tant à la pièce 6 7 de se déplacer axialement. Trois tiges à filetage allongées 64 sont logées dans des alésages taraudés pratiqués dans la pièce 67 et sont maintenues en 65 dans l'élé ment entraîné.
Des lames 66 relativement longues sont clavetées sur les tiges 64 et elles sont placées dans l'espace compris entre la co quille de l'élément entraîné 4c et l'enveloppe 5b. Le fonctionnement de ,ce dispositif est le suivant:
Lorsque le dispositif fonctionne avec un glissement faible et, par conséquent, lorsque l'élément entraîné 4c tourne à. une vitesse re lativement élevée, la force centrifuge provo quée par la rotation de cet élément relève les lames 66 et les oriente radialement comme le montre la fia. 8 en A, le passage -du liquide à travers l'élément entraîné présente donc des surfaces lisses. Lorsque la quantité du liquide dans la chambre -de travail est diminuée et le glissement est plus grand, le liquide circulant dans la chambre 5b rencontre les lames 66 et les fait tourner ainsi que les tiges 64 dans la position indiquée en B.
La rotation des tiges filetées 64 déplace la pièce 67 axiàlement et engage l'espace 61 découpé dans l'élément menant 3e, de sorte que la coquille 62 fait saillie dans les passages de l'élément entraîné et produit ainsi une discontinuité du contour de cet élément.
Dans le dispositif des fig. 9 et 10, la dis continuité est réalisée ià l'aide de lames 90 dont chacune est supportée par deux tiges pouvant glisser dans des ibagues 92 solidaires du noyau guide 11b, la disposition en étant telle qu'elles peuvent s'engager dans le circuit actif, ou bien elles peuvent en être complète ment retirées et se loger alors dans un évide ment 96 que présente la partie la plus éloi gnée de l'axe de l'élément entraîné 4e.
Les tiges 91 sont repoussées vers l'axe -de rotation du dispositif au moyen -de ressorts 93 compri més entre la partie extérieure du noyau guide llb et les rondelles 94 maintenues par -des goupilles 95 sur les tiges 91.
Dans ce dispositif, lorsque le glissement est important et la vitesse de l'élément en traîné est peu élevée, .l'action du ressort 93 l'emporte sur celle de la force centrifuge due à la rotation -de cet élément et les lames 90 sont obligées -de s'engager partiellement dans les extrémités du passage du liquide de l'élé ment entraîné. Lorsque le glissement décroît avec l'augmentation de la quantité du liquide dans la chambre de travail, la force centri fuge surpasse la. pression -des ressorts et les lames 90 sont repoussées dans l'évidement 96 en dégageant 'le passage -du liquide s'écoulant entre l'élément moteur et l'élément entraîné.
Dans les formes d'exécution décrites, la résistance est réalisée au moyen de disconti nuités tout au moins partielles. des parois li- mites incurvées du circuit moteur hydrauli que.
La discontinuité pourrait être produite par des moyens .dont l'effet est -de masquer les extrémités du passage du circuit hydraulique que comporte l'un des éléments tournants du dispositif.
Il peut être prévu une pièce annulaire se trouvant .disposée dans la coquille -de l'un des éléments tournants du dispositif et pouvant se déplacer axialement et s'engager dans le circuit hydraulique.
Dans les différents -dispositifs représentés, on voit que la jonction par laquelle le liquide retourne de l'élément entraîné à l'élément mo teur se trouve dans un plan perpendiculaire à. l'axe de rotation du dispositif.
L'invention peut s'appliquer bien entendu aux dispositifs de transmission du type hydro-cinétique où le circuit hydraulique comprend une pièce à réaction fixe et qui fait varier le couple ,comme dans le cas d'un arbre moteur et d'un arbre entraîné.