Dispositif de commande du degré de remplissage d'un appareil hydrodynamique transmettant un couple La présente invention se rapporte<B>à</B> un dis positif de commande du degré de remplissage d'un appareil hydrodynamique transmettant un couple, tel que, par exemple, un frein, un dy- namomùtre ou un embrayage, du type dans lequel la sortie du fluide est commandée par un clapet en forme de champignon actionné hydrauliquement, ce clapet étant commandé par un générateur de pression.
Quand on utilise une pompe centrifuge comme générateur de pression, la relation entre l'augmentation de pression dans la pompe et la vitesse de rotation peut ne pas suivre une loi parabolique satisfaisante, de sorte que l'appareil présente une courbe ca ractéristique couple/vitesse défavorable.
Le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un dispositif du type précité qui améliore la pente de la courbe couple/vitesse.
<B>A</B> cet effet, le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que ledit générateur de pression comprend un rotor monté sur un arbre entramé et un carter fixe délimitant un compartiment de travail, un compartiment d'entrée disposé d'un côté du compartiment de travail et communiquant avec celui-ci par un espace annulaire, un compartiment de sortie disposé de l'autre côté du compartiment de tra- vail et communiquant également avec celui-ci par un espace annulaire, le compartiment d'en trée étant alimenté en fluide, le compartiment de sortie étant muni d'un canal d'écoulement et le compartiment de travail étant relié par un canal<B>à</B> des organes de commande dudit clapet en forme de champignon.
Un piston de commande<B>à</B> caractéristique de fuite définie peut être prévu pour amélio rer la courbe générale courbe/vitesse du frein.
Bien que l'on utilise ici, de préférence, un piston, on comprendra qu'on peut le rempla cer notamment par un diaphragme.
Dans le dessin annexé, une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention est représentée<B>à</B> titre d'exemple.
La fig. <B>1</B> est une vue schématique de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe de l'ensem ble comprenant le clapet de sortie et son pis ton de commande, et désigné dans la suite de la description par ensemble de refoulement. Les fig. <B>3</B> et 4 sont deux vues en coupe du générateur de pression.
La fig. <B>5</B> est une vue en coupe d'une vanne de commande. La fig. <B>6</B> est une vue d'un détail de la fig. <B>5</B> qui montre la forme de l'orifice de la vanne de commande.
On se reportera tout d'abord, pour mieux comprendre l'invention, aux fig. <B>1</B> et 2. Dans ces figures, un clapet<B>A</B> en forme de champi gnon est monté dans un conduit d'échappement B partant d'un compartiment de travail de l'appareil hydrodynamique. La position de ce clapet<B>A</B> par rapport<B>à</B> son siège<B>C</B> détermine le débit du liquide sortant de l'appareil.
Le clapet<B>A</B> est relié par une tige a<B>à</B> un piston<B>D</B> logé dans un cylindre<B>E</B> et divisant ce cylindre en deux chambres el <I>et e2.</I>
La tige a porte également un second piston <I>F</I> logé dans un cylindre<B>G</B> et séparant celui-ci en deux chambres gl <I>et</I> g2. La chambre<B>g2</B> est maintenue sensiblement<B>à</B> la pression atmo sphérique par des conduits d'aération ou de vi dange<B>g3.</B>
La chambre gl est reliée au canal de sortie B du frein par un conduit g4 dans lequel peut être monté un filtre HI (fig. <B>1).</B>
Le piston F a pour rôle d'équilibrer la force hydraulique appliquée<B>à</B> la tige a par le clapet<B>A</B> par suite de la pression hydraulique régnant dans le canal de sortie B. Bien qu'il ne soit pas indispensable de prévoir des orga nes pour équilibrer la pression hydraulique exercée sur le clapet<B>A,</B> cet artifice a, dans un grand nombre de cas, l'avantage de maintenir la taille du piston<B>D à</B> une valeur raisonnable et de réduire la pression devant être fournie par le générateur de pression.
Ce générateur de pression est représenté schématiquement<B>à</B> la fig. <B>1</B> et avec plus de détails dans les fig. <B>3</B> et 4. Il est formé par un rotor<B>J</B> porté par un arbre<B>j</B> et entouré d'un carter Des ment éléments respectivement fixe K fixes délimitant additionnels des un compartiments
compartiment K2 et K3 d'en- for- kl <B> </B> trée et de sortie<B>k2</B><I>et</I> k3. L'arbre<B>j</B> peut être constitué par un prolongement de l'arbre pri maire de l'appareil. Ce peut aussi être un arbre indépendant monté dans ses propres paliers et entraîné<B>à</B> la même vitesse que cet arbre pri maire ou<B>à</B> une vitesse proportionnelle<B>à</B> la vitesse de ce dernier. Le rotor<B>J</B> et les parois internes de la chambre kl peuvent porter des aubes ou bien être lisses.
Mais dans l'agencement préférentiel représenté, le rotor est muni d'aubes étroites jl et la chambre kl présente des parois unies.
Le générateur de pression est alimenté de façon continue par de l'eau ou par un autre fluide<B>à</B> travers un conduit ml dans lequel peut être monté un filtre H-' et aboutissant au com partiment d'entrée k2# puis par un espace annu laire n' délimité par une lèvre LI dans le com partiment de travail kl, où il subit une accélé ration tangentielle sous l'action du rotor<B>J.</B> Le fluide s'écoule ensuite par l'espace annulaire formé<B>à</B> l'intérieur d'une lèvre L2 dans le com partiment de sortie k3, puis il parvient par le conduit M2<B>à</B> l'extérieur ou<B>à</B> une duve en vue d'une remise en circuit.
Les lèvres LI et L2 ont un rayon inférieur <B>à</B> celui du bord externe du rotor<B>J.</B> La lèvre L' agit ainsi<B>à</B> la manière d'un barrage ou déver soir au-dessus duquel passe le fluide prove nant de la chambre de travail kl, en direction de la chambre de sortie<B>k3.</B>
Les diamètres des lèvres LI et L2 peuvent être égaux, ou le diamètre de la lèvre L2 peut être légèrement supérieur au diamètre de la lèvre LI pour faciliter le passage de l'eau pro venant de la chambre<B>k2 à</B> travers la chambre kl et vers la chambre de sortie<B>k3.</B>
Des organes d'étanchéité<B>11</B> sont montés sur le côté d'admission du rotor et un joint<B>b2</B> est, en outre, prévu pour empêcher toute fuite de fluide hors des compartiments d'entrée et de sortie<B>k2</B><I>et</I><B>k3</B> par suintement le long de l'arbre<B>j.</B>
Des conduits M3 ménagés dans la périphé rie du carter K peuvent être ménagés radiale- ment ou tangentiellement par rapport au con tour circulaire de l'intérieur du carter (fig. 4).
Un conduit ml dans<B>'</B> lequel peut être monté un filtre H2 relie le conduit de sortie M3 du générateur de pression par l'intermédiaire d'une vanne<B>NI,</B> qui est du type<B>à</B> pointeau afin d'assurer une commande précise,<B>à</B> la chambre e2 du clapet de refoulement. Un conduit m5 relie la chambre e2<B>à</B> la chambre el. Une se conde vanne N22, qui est également du type<B>à</B> pointeau, est montée dans le conduit m5. La chambre el est également reliée par un con duit<B>M6</B> au compartiment d'entrée<B>k2</B> du géné rateur de pression.
Lors du fonctionnement, il est évident que le compartiment de travail kl du générateur de pression contient toujours le même volume de fluide, de sorte que, pour une vitesse de rota tion donnée quelconque, la différence entre les pressions régnant dans le conduit M3 et dans le compartiment d'entrée<B>k2</B> demeure toujours sensiblement la même, quel que soit le débit du liquide. Cette différence de pression est sensiblement proportionnelle aussi au carré de la vitesse de rotation du rotor<B>J</B> et, en consé quence, de l'élément primaire de l'appareil.
Quand le clapet<B>NI</B> est complètement ou vert et que le clapet<B>N2</B> est complètement fermé, il ne se produit aucun écoulement de fluide par les conduits<I>M4, m5 et</I><B>M6,</B> sauf pour le fluide de fuite provenant de la chambre e2 et passant dans la chambre el au droit du pis ton<B>D.</B>
En augmentant l'opposition exercée<B>à</B> l'écoulement du fluide par la vanne<B>NI</B> et en réduisant l'opposition exercée par la vanne<B>N2 '</B> la force tendant<B>à</B> fermer le clapet<B>A</B> sera ré duite progressivement jusqu'à ce qu'elle se rapproche d'une valeur nulle. Dans ces condi tions, le couple transmis par l'appareil a une valeur minimum.
Quand le générateur de pression assurant la commande est agencé comme décrit précédem ment, on obtient une courbe pression/vitesse qui suit étroitement une loi parabolique. Si les vannes<B>NI</B><I>et</I><B>N22</B> sont réglées pour donner une pression différentielle maximum de part et d'autre du piston<B>D,</B> et s'il ne se produit pas de fuite au droit de ce piston<B>D,</B> la pression <B>à</B> la sortie B varie également suivant une loi parabolique par rapport<B>à</B> la vitesse.
Si le débit de fuite au droit du piston<B>D</B> est déterminé par un piston lisse, l'écoulement tend<B>à</B> être laminaire, et ne suit donc pas la relation requise par rapport<B>à</B> la pression dif- férentielle. Pour remédier<B>à</B> cet inconvénient et assurer un écoulement turbulent, le piston<B>D</B> présente une ou plusieurs gorges annulaires<B>d</B> <B>à</B> arêtes vives voisines les unes des autres, comme on le voit<B>à</B> la fig. 2.
De même, il est désirable que les chutes de pression dans les vannes N' <I>et</I><B>N2</B> suivent une loi parabolique par rapport au débit. Un agen cement permettant de parvenir<B>à</B> ce résultat est représenté pour les vannes<B>NI</B> et N2montrées dans les fig. <B>5</B> et<B>6</B> dans lesquelles le fluide de commande s'écoule par des orifices P<B>à</B> arêtes vives dont la section droite active peut être modifiée par un déplacement axial du bout n3 de la tige ou broche<B>N,
</B> ce qui peut être ob tenu en usinant sur cette broche<B>N</B> un filetage n et en permettant sa rotation dans le boisseau <B>NI</B> au moyen d'un volant ou d'une manette n2 ou de tout autre organe approprié.
Suivant une variante, les vannes N' <I>et<B>N2</B></I> peuvent être réunies dans un même ensemble, afin que ces deux vannes puissent être action nées au moyen d'un seul volant ou d'une seule manette ou, dans le cas d'une commande<B>à</B> distance, par un seul moteur.
On pourrait supprimer le conduit m5 et la vanne<B>N2.</B> Le dispositif continuerait malgré cela<B>à</B> opérer de façon satisfaisante, bien que le réglage de la commande puisse devenir une opération plus délicate.
The present invention relates <B> to </B> a device for controlling the degree of filling of a hydrodynamic device transmitting a torque, such that, by example, a brake, a dynamometer or a clutch, of the type in which the output of the fluid is controlled by a valve in the form of a mushroom actuated hydraulically, this valve being controlled by a pressure generator.
When using a centrifugal pump as a pressure generator, the relationship between the increase in pressure in the pump and the speed of rotation may not follow a satisfactory parabolic law, so that the device exhibits a characteristic torque / speed curve. unfavorable.
The object of the invention is to allow the production of a device of the aforementioned type which improves the slope of the torque / speed curve.
<B> A </B> this effect, the device according to the invention is characterized in that said pressure generator comprises a rotor mounted on a driven shaft and a fixed casing delimiting a working compartment, an inlet compartment arranged on one side of the working compartment and communicating with the latter by an annular space, an outlet compartment disposed on the other side of the working compartment and also communicating with the latter by an annular space, the compartment d 'inlet being supplied with fluid, the outlet compartment being provided with a flow channel and the working compartment being connected by a channel <B> to </B> of the control members of said mushroom-shaped valve.
A control piston <B> with </B> defined leakage characteristic can be provided to improve the general curve / speed curve of the brake.
Although a piston is preferably used here, it will be understood that it can be replaced in particular by a diaphragm.
In the accompanying drawing, one embodiment of the object of the invention is shown <B> to </B> by way of example.
Fig. <B> 1 </B> is a schematic view of this embodiment.
Fig. 2 is a sectional view of the assembly comprising the outlet valve and its control pin, and designated in the remainder of the description by delivery assembly. Figs. <B> 3 </B> and 4 are two sectional views of the pressure generator.
Fig. <B> 5 </B> is a sectional view of a control valve. Fig. <B> 6 </B> is a view of a detail of FIG. <B> 5 </B> which shows the shape of the control valve orifice.
In order to better understand the invention, reference will firstly be made to FIGS. <B> 1 </B> and 2. In these figures, a valve <B> A </B> in the form of a mushroom is mounted in an exhaust duct B starting from a working compartment of the apparatus hydrodynamic. The position of this valve <B> A </B> in relation to <B> </B> its seat <B> C </B> determines the flow rate of the liquid leaving the device.
The valve <B> A </B> is connected by a rod a <B> to </B> a piston <B> D </B> housed in a cylinder <B> E </B> and dividing this cylinder in two rooms el <I> and e2. </I>
The rod also carries a second piston <I> F </I> housed in a cylinder <B> G </B> and separating it into two chambers gl <I> and </I> g2. The <B> g2 </B> chamber is maintained substantially <B> at </B> atmospheric pressure by aeration or drain ducts <B> g3. </B>
The chamber gl is connected to the outlet channel B of the brake by a duct g4 in which a HI filter can be fitted (fig. <B> 1). </B>
The role of the piston F is to balance the hydraulic force applied <B> to </B> the rod a by the valve <B> A </B> as a result of the hydraulic pressure prevailing in the outlet channel B. that it is not essential to provide devices to balance the hydraulic pressure exerted on the valve <B> A, </B> this device has, in a large number of cases, the advantage of maintaining the size of the piston <B> D to </B> a reasonable value and reduce the pressure to be supplied by the pressure generator.
This pressure generator is shown schematically <B> to </B> in fig. <B> 1 </B> and with more details in fig. <B> 3 </B> and 4. It is formed by a rotor <B> J </B> carried by a shaft <B> j </B> and surrounded by a casing. delimiting additional compartments
compartment K2 and K3 of input and output <B> k2 </B> <I> and </I> k3. The <B> j </B> tree can be formed by an extension of the primary tree of the device. It can also be an independent shaft mounted in its own bearings and driven <B> at </B> the same speed as this primary shaft or <B> at </B> a speed proportional <B> to </B> the speed of the latter. The rotor <B> J </B> and the internal walls of the chamber kl may carry vanes or else be smooth.
But in the preferred arrangement shown, the rotor is provided with narrow vanes jl and the chamber kl has united walls.
The pressure generator is continuously supplied with water or another fluid <B> through </B> through an ml pipe in which a filter H- 'can be fitted and leading to the inlet compartment k2 # then by an annular space n 'delimited by a lip LI in the working compartment kl, where it undergoes a tangential acceleration under the action of the rotor <B> J. </B> The fluid then flows by the annular space formed <B> inside </B> a lip L2 in the outlet compartment k3, then it arrives through the M2 duct <B> to </B> the outside or < B> to </B> a duve with a view to restarting.
The lips LI and L2 have a radius <B> less than </B> that of the outer edge of the rotor <B> J. </B> The lip L 'thus acts <B> à </B> in the manner of a dam or spillway over which the fluid passes from the working chamber kl, towards the outlet chamber <B> k3. </B>
The diameters of the lips LI and L2 may be equal, or the diameter of the lip L2 may be slightly larger than the diameter of the lip LI to facilitate the passage of water from the chamber <B> k2 to </B> through chamber kl and towards the exit chamber <B> k3. </B>
Seals <B> 11 </B> are mounted on the inlet side of the rotor and a seal <B> b2 </B> is furthermore provided to prevent any leakage of fluid out of the compartments of the rotor. 'entry and exit <B> k2 </B> <I> and </I> <B> k3 </B> by seepage along the tree <B> j. </B>
M3 conduits formed in the periphery of the casing K can be arranged radially or tangentially with respect to the circular circumference of the interior of the casing (fig. 4).
A pipe ml in <B> '</B> which can be mounted an H2 filter connects the outlet pipe M3 of the pressure generator through a valve <B> NI, </B> which is of the type <B> to </B> needle valve to ensure precise control, <B> to </B> chamber e2 of the discharge valve. A conduit m5 connects chamber e2 <B> to </B> chamber el. A second valve N22, which is also of the <B> with </B> needle type, is mounted in pipe m5. The chamber el is also connected by a pipe <B> M6 </B> to the inlet compartment <B> k2 </B> of the pressure generator.
During operation, it is obvious that the working compartment kl of the pressure generator always contains the same volume of fluid, so that, for any given speed of rotation, the difference between the pressures prevailing in the duct M3 and in the the <B> k2 </B> inlet compartment always remains substantially the same, regardless of the liquid flow rate. This pressure difference is also substantially proportional to the square of the speed of rotation of the rotor <B> J </B> and, consequently, of the primary element of the apparatus.
When the <B> NI </B> valve is completely or green and the <B> N2 </B> valve is completely closed, there is no flow of fluid through the pipes <I> M4, m5 and < / I> <B> M6, </B> except for the leakage fluid coming from chamber e2 and passing into chamber el to the right of udder <B> D. </B>
By increasing the opposition exerted <B> to </B> the flow of fluid through the <B> NI </B> valve and reducing the opposition exerted by the <B> N2 '</B> valve the force tending <B> to </B> close valve <B> A </B> will be gradually reduced until it approaches zero. Under these conditions, the torque transmitted by the device has a minimum value.
When the pressure generator ensuring the control is arranged as described above, a pressure / speed curve is obtained which closely follows a parabolic law. If the <B> NI </B> <I> and </I> <B> N22 </B> valves are set to give maximum differential pressure across the piston <B> D, </ B> and if there is no leakage to the right of this piston <B> D, </B> the pressure <B> at </B> outlet B also varies according to a parabolic law with respect to <B> at </B> speed.
If the leak rate to the right of the <B> D </B> piston is determined by a smooth piston, the flow tends <B> to </B> to be laminar, and therefore does not follow the required relationship with respect to < B> at </B> the differential pressure. To remedy <B> to </B> this drawback and ensure a turbulent flow, the piston <B> D </B> has one or more annular grooves <B> d </B> <B> to </B> Sharp edges adjacent to each other, as seen <B> to </B> in fig. 2.
Likewise, it is desirable that the pressure drops in the N '<I> and</I> <B> N2 </B> valves follow a parabolic law with respect to the flow rate. An arrangement allowing <B> to </B> this result is shown for the <B> NI </B> and N2 valves shown in fig. <B> 5 </B> and <B> 6 </B> in which the control fluid flows through ports P <B> with </B> sharp edges, the active cross section of which can be modified by a axial displacement of the end n3 of the rod or spindle <B> N,
</B> which can be obtained by machining on this spindle <B> N </B> a thread n and by allowing its rotation in the plug <B> NI </B> by means of a handwheel or d 'a lever n2 or any other appropriate device.
According to one variant, the valves N '<I>et<B>N2</B> </I> can be combined in the same assembly, so that these two valves can be actuated by means of a single handwheel or '' a single joystick or, in the case of a <B> remote </B> command, by a single motor.
The m5 conduit and the <B> N2 valve could be omitted. </B> Despite this, the device would continue <B> to </B> operate satisfactorily, although the adjustment of the control could become a more delicate operation.