Appareil hydraulique. L'invention concerne un appareil hydrau lique du type comportant un élément à pa lette rotatif primaire transmettant par action hydraulique un couple à un élément à pa lettes secondaire.
Un tel appareil peut être construit par exemple pour être utilisé comme frein ou dynamomètre. Dans ce cas, l'élément secon daire à palettes est retenu contre 1e mouve ment de rotation, alors que l'élément primaire est entraîné par une source de puissance dont l'importance est proportionnelle au couple et à la vitesse angulaire. Cet appareil pourrait aussi être construit pour être employé comme embrayage, par exemple, les deux éléments étant alors libres de tourner en transmettant la puissance.
L'appareil hydraulique selon l'invention est caractérisé par une soupape réglant la sortie du liquide de l'appareil et commandée au moyen d'un fluide sous pression, la pres sion de ce fluide variant automatiquement en fonction des variations de la vitesse de l'élé ment primaire de l'appareil, le tout de façon qu'à une augmentation de la vitesse de cet élément corresponde une augmentation de la pression du fluide commandant la soupape, celle-ci ayant alors tendance à se mouvoir vers sa position fermée.
L'appareil hydrau lique selon l'invention pourrait être un frein hydraulique, un dynamomètre hydraulique ou un embrayage hydraulique, par exemple.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fis. 1 est une vue schématique repré sentant la soupape de réglage de sortie et le dispositif de commande de cette soupape d'une forme d'exécution de l'appareil.
La fis. 2 est une coupe transversale d'un frein hydraulique constituant une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fis. 3 est une vue sectionnelle de dé tail de la soupape réglable à la main de la forme d'exécution de la fis. 2.
Les fis. 4 et 5 sont des vues de détail du distributeur automatique du dynamomètre de la fis. 6. La fig. 6 est une coupe transversale d'une forme d'exécution de l'invention constituée par un dynamomètre hydraulique analogue à celui décrit dans le brevet suisse no<B>118025.</B>
Les fig. 7 et 8 sont des vues sectionnelles de détail de la soupape de réglage commandée automatiquement de ce dynamomètre.
Dans la forme d'exécution à laquelle se rapporte la fig. 1, une soupape A est placée à la sortie B du compartiment de travail du dynamomètre et, quand cette soupape est fer mée, le liquide ne peut s'écouler du dynamo mètre. Au contraire, quand la soupape est partiellement ouverte, le liquide peut passer au delà. de la soupape jusqu'à. la sortie C reliée soit à une conduite d'évacuation, soit à un réservoir d'où le liquide revient au dynamo mètre.
La. tête en forme de cône de la soupape A est reliée par une tige a à une membrane flexible D disposée dans un carter E de la soupape qui est ainsi séparé en deux cham bres el et e2. La chambre e1 est en communi cation avec une pompe F entraînée à une vi tesse proportionnelle à celle de l'élément pri maire du dynamomètre (fig. 2).
Dans le cas d'un frein, le carter de la pompe est de préférence porté par une partie fixe, mais dans le cas d'un embrayage, il est avantageusement attaché au carter de l'appareil. Le refoulement f de la pompe F est relié à la chambre e' et l'admission f' de la pompe est connectée avec la même chambre el par l'intermédiaire de la soupape G et du filtre H.
Ainsi, un côté de la mem brane D est exposé à une pression variant avec la vitesse de la pompe F et, en consé quence, avec la vitesse de l'élément primaire du dynamomètre.
La soupape G est de préférence du type à pointeau et susceptible d'assurer un réglage précis de la résistance du fluide. Elle est ordinairement commandée à la main, mais elle peut être remplacée par une soupape ac tionnée automatiquement. Une dérivation comprenant une soupape de dégagement K chargée par un ressort, montée parallèlement à.
la, soupape G, sert à relier la chambre e' avec l'aspiration de la -pompe, de façon à empêcher la membrane D d'être accidentelle ment soumise à une trop grande pression. Une chambre d'expansion L est en communication avec la conduite reliant la soupape G à la pompe F et cette chambre L contient <RTI
ID="0002.0056"> une quantité convenable du fluide en circulation.
La chambre e2 située de l'autre côté de la membrane D forme une chambre à basse pression qui est reliée avec la conduite d'as piration f' de la pompe par l'intermédiaire du filtre H. Ainsi, les chambres e' et e' com muniquent également par l'intermédiaire de la soupape G.
Pendant le fonctionnement, la pompe F refoule le liquide dans la. chambre sous pres- sion el avec un débit proportionnel à la vi- tesse de rotation de l'élément primaire du dynamomètre.
Quand on ouvre complètement la, soupape G, la pression existant dans la chambre e' s'abaisse jusqu'au minimum, ame nant la membrane D à s'élever jusqu'à sa po sition la plus haute et la soupape A est ou verte en grand de façon à permettre l'écoule ment libre du liquide à partir de la sortie B, de sorte que l'appareil absorbe ou transmet la puissance minimum.
Si l'on ferme partielleraent la soupape G, la pression dans la chambre el peut être ame née à s'élever jusqu'au moment où, la soupape G étant presque fermée, la.
membrane D est à sa position inférieure et la soupape A est fermée, empêchant la sortie du liquidé de l'appareil et, par suite, la puissance absorbée ou transmise par l'appareil est maximum.
Des positions intermédiaires de la soupape G entre les deux positions extrêmes ont un effet in termédiaire sur la puissance absorbée ou transmise.
Cependant toute variation de vitesse de rotation de la pompe F produit, indépendam ment de la position particulière de la soupape G, une variation de pression dans la chambre el et, comme la vitesse de la pompe est pro portionnelle à celle de l'élément primaire du dynamomètre,
il en résulte que toute augmen- tation de vitesse de celui-ci a pour effet d'a mener la soupape A à se fermer dans une cer- Laine mesure, -ce qui détermine une augmen tation de la puissance.
De même; une diminution de la vitesse de l'élément primaire et, conséquemment, de la pompe F, réduit la pression de la chambre el et amène donc la soupape A à s'ouvrir plus largement, ce qui réduit la puissance absor bée ou transmise.
On voit ainsi que pour toute position de la soupape G réglant l'ouverture maximum de la soupape A, toute variation de vitesse de l'élément primaire produit une variation cor respondante de l'ouverture de sortie de B, d'où résulte une variation proportionnelle de la puissance absorbée ou transmise.
L'action de la pesanteur sur la membrane D, la tige as et la tête de la soupape A est compensée par un ressort Dl.
La fig. 2 représente une, forme d'exéeu- fion de l'appareil hydraulique constituée par un dynamomètre. La pompe F (qui est repré sentée sous -la forme d'une pompe à engre nage, bien qu'on puisse employer aussi une pompe centrifuge) est disposée dans un car ter :f et est entraînée par l'arbre primaire na du dynamomètre H par l'intermédiaire des engrenages ml et de l'arbre m@ perpendicu laire à l'arbre ub.
Le carter E de la soupape A comprend une chambre à haute pression el et une cham bre à basse pression e2 séparées par la mem brane D et il est figé par des boulons sur le carter Fl de la pompe. La membrane D est reliée par la tige<I>a à</I> la tête,de la soupape<I>A</I> qui règle la sortie du liquide par le passage de sortie B du dynamomètre, le liquide s'é coulant par un tuyau C.
La chambre à haute pression el est reliée au refoulement de la pompe F par l'orifice e3 et le canal e' et à l'admission par la soupape de réglage G dont l'orifice de sortie g1 dé bouche dans la chambre à basse pression e2. Un canal e' sortant :de la. chambre e= -est relié par le canal lr., le filtre<I>H,</I> le canal hl et le canal e4 :à l'orifice -d'aspiration de la pompe.
Le principe de fonctionnement est le même que celui illustré en fig. 1. Comme on le voit fig. 3, le carter de la soupape de dégagement K forme partie de la soupape G et le canal d'entrée g de celle-ci est relié au canal k ,de la soupape K. Cette dernière comprend une bille k1 rappelée par un ressort k 2 et si la pression du fluide l'em- porte sur l'action de ce ressort, la bille est écartée de son siège et le fluide s'échappe par la soupape K.
Dans l'appareil hydraulique représenté fig. 2, la soupape A est maintenue ouverte par un ressort Dl qui -est d'une force plus grande que celle nécessaire pour équilibrer l'action de la pesanteur sur les parties mo biles de cette soupape lorsque l'appareil est au repos. De cette façon, la soupape A reste grande ouverte jusqu'à ce que la vitesse de l'élément primaire et, par conséquent, la dif férence de pression entre les chambres de pression es et e2 soient assez grandes pour abaisser la membrane D malgré l'action du ressort Dl.
Une nouvelle augmentation de vitesse acerdit rapidement la résistance à. la rotation de l'élément primaire et permet au dynamomètre de régler entre les limites rela tivement étroites la vitesse de rotation de l'arbre auquel il est adjoint. Cela est très utile dans le cas. de l'application du dynamo mètre à des monte-charges, à des treuils, des dévidoirs, etc.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 6, 7 et 8 qui est constituée par un dyna momètre, la soupape A réglant la sortie du liquide de l'appareil est identique à celle de la forme d'exécution de la fig. 2.
Le ressort D' est cependant réglé de façon à équilibrer l'action de la pesanteur sur les parties mo biles de la soupape lorsque l'appareil est au repos de manière que, dès qu'une différence de pression existe entre les deux côtés -de la membrane, celle-ci tend déjà à amener la sou pape vers sa position de fermeture. La sou pape G règle de la même façon que précédem ment la communication entre les deux cham bres de pression du ,carter de la soupape A dans lequel est disposée la membrane.
L'écou lement du fluide à partir du refoulement f de la pompe F vers l'aspiration f 1 de cette pompe est en outre contrôlé automatiquement par une soupape constituée par un tiroir équi libré P. Cette soupape est montée parallèle ment à la. soupape de réglage à commande manuelle G entre le refoulement et l'aspira tion de la pompe F.
La commande de la sou pape P se fait par un système de leviers à partir du bras chargé ml, relié par un sys tème de leviers au carter Ml, le couple de réaction étant compensé par le poids M\ sus pendu au bras in'. Dans le dynamomètre re présenté, le carter M' comporte des tourillons m2 portés par des galets m3,
pour permettre une libre oscillation et le carter est relié au bras pivotant et lesté m' par un système de bielles me et m7. De cette façon, le bras m' se déplace pour soulever le poids Mz dans le cas d'une augmentation de l'absorption de puissance produite par le carter M' indépen damment du sens de rotation du rotor du dynamomètre.
Comme on l'a déjà indiqué, la. soupape P est équilibrée et la. tige p portant les pistons p' et p' est reliée par les bielles et leviers p a, p' et p' (fig. 7 et 8) au bras m' du dynamo mètre.
La bielle p5 est articulée à son extré mité inférieure au bras m' et son autre extré- mité est monte de façon réglable dans une coulisse p' (fig. 6) de ce bras. Le levier p' est articulé en p7 et son autre extrémité est articulée à. la bielle p3, attachée elle-même par la broche p' à la tige de piston p. La.
soupape P comporte deux canaux P' et Pa (fig. 8) par lesquels passe le liquide allant du refoulement à l'aspiration de la pompe F. Les canaux P' et Pz communiquant avec le refoulement et l'aspiration de la pompe res pectivement par les chambres n et n'.
Pendant le fonctionnement, l'absorption de puissance dans le carter M' du dynamo mètre tend à le faire tourner autour de ses tourillons m' et à soulever le poids Je de façon à déplacer le bras m' autour de son pivot. Ce mouvement du bras m' est commu niqué par les bielles, et leviers p', p' et p8 à la tige p. Cette tige étant soulevée, le canal P' s'ouvre et ainsi se trouve réduite la différence de pression entre les chambres n' et n.
Cela a pour effet de diminuer la différence de pression s'exerçant sur la . membrane de la soupape A, et cette dernière s'ouvre en per mettant à une quantité plus grande de liquide de sortir du dynamomètre jusqu'à ce que; le couple diminuant, le bras m' reprenne sa po sition normale d'équilibre. Le couple résis tant de l'arbre du dynamomètre M est main tenu constant quelles que soient les variations de vitesse de cet arbre.
Pour faciliter le réglage du couple réalisé par la soupape P, il est préférable de fermer la soupape à pointeau G, actionnée à la main.
Afin de rendre plus aisé l'emploi du dyna momètre en appliquant ou supprimant rapi dement la charge, le pivot p7 du levier p' est monté sur un excentrique R qui est bloqué sur le secteur R' au moyen de tenons à res sorts Ba. En poussant le levier R2 dans le sens de la flèche r, on fait tourner l'excen trique R d'une fraction de tour,
ce qui soulève le levier p' et élève le point d'attache de la bielle p3 ouvrant simultanément le canal P' et réduisant la différence de pression et, par conséquent, le couple exercé par le dynamo mètre. Le déplacement du levier à main en sens contraire tend à fermer le canal P' et, par suite, à augmenter le couple.
Dans l'exemple d'exécution suivant la fig. 6, la pompe est montée sur le bâti du dynamomètre et elle est reliée à la soupape P au moyen de conduites S et S', par l'inter médiaire du distributeur automatique N.
Le distributeur N est disposé entre la pompe F et les chambres de pression e' et e$, l'orifice es de la chambre e1 étant relié à la chambre de décharge<I>n</I> de ce distributeur<I>N,</I> tandis que l'orifice de sortie du filtre H est relié à la chambre d'aspiration n' du distributeur N.
L'entrée du filtre H est également reliée à une chambre d'expansion. La chambre à basse pression e2 de la soupape .A est reliée à la. chambre d'aspiration n'.
Le distributeur N est nécessaire dans le cas de ce dynamomètre dont l'élément pri maire est disposé de façon à tourner dans un' sens ou dans l'autre pour faire commu niquer, quel que soit le sens de rotation de la pompe P, le canal e3 de la chambre à haute pression e1 avec le refoulement de la pompe F et la, chambre à basse pression e2 avec l'aspi ration de la pompe F.
Le distributeur -automatique N est repré senté en :détail aux fig. 4 et 5. La fig. 4 montre le sens d'écoulement du liquide quand les roues .de la pompe F tournent dans un sens et la fig. 5 indique le sens d'écoulement du liquide quand les roues de la pompe tour nent en sens inverse.
Lorsque les roues. .de la pompe tournent dans le sens. indiqué par les flèches 1 de la fi-. 4, le fluide se trouvant dans la chambre d'aspiration n' franchit la soupape à bille n' et parvient à la chambre n' reliée à la pompe par la conduite S'. Ce fluide est alors entraîné par les dents des roues de la pompe F et en voyé par la conduite S à la chambre n4 de façon à ouvrir la soupape à bille n' et il passe par le canal n' à<I>la</I> chambre de pression<I>n</I> qui est reliée par le canal e' à la chambre à haute pression <RTI
ID="0005.0021"> e' du carter E de la soupape A. De là, par la soupape à pointeau G, le fluide peut reve nir au filtre H. En fonctionnement normal, la presque totalité du fluide passe de la cham bre n à la chambre ni par la soupape P qui, comme on l'a vu plus, haut, relie ces. cham bres -et est donc en parallèle avec la sou pape G. .
Quand le sens de rotation des roues de la pompe F est inverse, comme l'indiquent les flèches 2 de la fig. 5, l'aspiration exercée en haut de la soupape à bille n7 maintient celle- ci ouverte mais ferme la soupape à bille n' et le fluide se trouvant dans la chambre d'as piration -n' traverse la soupape n7 et parvient à la chambre n4 et, de là, aux roues de la pompe F, puis ce fluide est entraîné par les dents des roues: pour être envoyé dans la chambre n';
il soulève la soupape à bille n8 et parvient ainsi à la chambre de refoule ment n. Dans des conditions normales de fonctionnement, la sortie du liquide de la chambre e' par la soupape G est fermée ou à peu près et la totalité ou la presque tota lité du liquide refoulé par la pompe F est forcée de passer par la soupape P pour passer de la chambre de refoulement n à la chambre d'aspiration ni. Comme on le voit, une sou pape de décharge K, montée entre les cham bres n et n1 en parallèle avec la soupape P, :empêche ,les ,surpressions.
Bien que la pompe F ait été indiquée ci- dessus comme étant une pompe à engrenage, on peut aussi employer une pompe centrifuge.