Coupleur hydraulique L'invention se rapporte<B>à</B> un coupleur hydrau lique sans tore interne et comportant un carter, com prenant entre ce carter et l'axe entrâmé, des moyens de roulement et d'étanchéité et, dans ce carter, un rotor primaire semi-torique <B>à</B> aubes<B>-</B> susceptible d'être solidarisé<B>à</B> l'axe entrameur, un rotor secon daire semi-torique étant susceptible d'être solidarisé <B>à</B> l'axe entramé, ledit carter contenant un liquide approprié.
Ce coupleur hydraulique est caractérisé en ce que les susdits organes sont répartis de part et d'autre d'un plan de symétrie perpendiculaire<B>à</B> l'axe du coupleur hydraulique de telle manière que les or ganes disposés de part et d'autre dudit plan<B>de</B> sy métrie sont identiques deux<B>à</B> deux, en position, en forme et en dimensions.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution et des variantes de détail du coupleur hydraulique objet<B>de</B> l'invention<B>:</B> la fig. <B>1</B> représente en coupe radiale ladite forme d'exécution du coupleur hydraulique<B>;</B> la fig. 2 représente, en vue latérale, avec coupe partielle, les deux éléments constitutifs, identiques, du carter<B>;</B> la fig. <B>3</B> représente en vue de face l'un des<B>élé-</B> ments constitutifs du carter<B>;</B> la fig. 4 est une coupe selon la ligne IV-IV-IV de la fig. <B>3 ;
</B> la fig. <B>5</B> est une vue de face d'un rotor la fig. <B>6</B> est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. <B>5<I>;</I></B> la fig. <B>7</B> représente une coupe radiale partielle du rotor primaire et de son écran<B>;</B> la fig. <B>8</B> est une vue schématique montrant les mouvements du fluide dans le coupleur hydraulique<B>;</B> la fig. <B>9</B> est une coupe partielle par le rotor pri maire<B>;</B> la fig. <B>10</B> montre, en vue<B>de</B> face, un détail du rotor primaire<B>;
</B> les fig. <B>11</B> et 12 représentent, en coupe radiale longitudinale, deux exécutions d'un arbre creux du coupleur hydraulique<B>;</B> la fig. <B>13</B> -représente, en coupe radiale longitudi nale, une buselure conique utilisable avec l'arbre creux du coupleur<B>;</B> la fig. 14 est une coupe selon la ligne XIV-XIV <B>de</B> la fig. <B>13 ;</B> la fig. <B>15</B> représente, en coupe radiale, une forme de, réalisation de la jonction entre les éléments cons titutifs du carter<B>;
</B> la fig. <B>16</B> représente, en vue -de face, l'élément intercalaire utilisé dans le dispositif de la fig. <B>15<I>;</I></B> la fig. <B>17</B> représente, en coupe radiale, une va riante de la disposition<B>de</B> la fig. <B>15<I>;</I></B> la fig. <B>18</B> schématise une autre variante de la disposition de la fig. <B>15<I>;</I></B> les fig. <B>19,</B> 20, 21, 22 schématisent, en coupe radiale, des variantes d'exécution du montage de l'accouplement entre le moteur et le -carter du cou pleur hydraulique<B>;
</B> les fig. <B>23</B> et 24 représentent, en demi-coupe radiale longitudinale, respectivement le montage d'une poulie lisse et d'une poulie<B>à</B> gorge sur l'arbre du coupleur hydraulique.
La forme d'exécution du coupleur hydraulique re présentée en fig. <B>1,</B> comporte un carter constitué par deux coquilles identiques 1-2 prenant, chacune, appui sur un arbre<B>3</B> du coupleur par l'intermédiaire d'une bague, respectivement 4-5 et d'un roulement approprié, respectivement<B>6-7.</B> Les deux coquilles 1-2 sont identiques<B>;</B> elles présentent, extérieurement, des ailettes radiales<B>8</B> et, intérieurement, des ner- vurcs <B>9 ;</B> de plus, ces coquilles sont, chacune, pour vues d'un fort rebord annulaire.<B>10</B> traversé de trous lisses équidistants<B>11</B> et d'un certain nombre, de trous taraudés 12.
Les nervures intérieures<B>9</B> présentent un bossage<B>13</B> et, dans chaque bossage, est sertie une buselure taraudée 14 ou autre moyen de fixation servant au montage du dispositif d'accouplement ou d'une partie<B>de</B> celui-ci avec le moyen entraîneur, généralement un moteur.
Chacune des coquilles du carter 1-2 comporte deux orifices, respectivement<B>15-16</B> et<B>17-18 ;</B> dans chaque paire, l'axe longitudinal d!un orifice est per pendiculaire par rapport<B>à</B> l'axe longitudinal de l'au tre orifice.
Cependant que, les deux coquilles 1-2 sont absolu ment identiques, leur assemblage s'effectue d'une telle manière que les orifices, respectivement<B>16-18</B> et<B>15-17,</B> se trouvent diagonalement opposés l'un par rapport<B>à</B> l'autre. Ces orifices serviront au rem- plissage,et <B>à</B> la vidange du liquide et aussi<B>à</B> l'échap pement de l'air pendant le remplissage.<B>ES</B> sont nor malement obstrués par des bouchons vissés, respec tivement<B>19-20</B> et 21-22 serrant, chacun, une ron delle d'étanchéité, respectivement 23-24 et<B>25-26.</B>
Un ou plusieurs de ces bouchons peuvent être conditionnés comme bouchons fusibles.<B>A</B> cet effet, un tel bouchon peut être creux et rempli d'un métal <B>à</B> bas point de fusion dont la température sera choisie selon les applications envisagées. Dans ce carter sont logés deux rotors primaire et secondaire, respecti vement<B>27-28,</B> lesquels sont, tels que représentés aux fig. Set<B>6,</B> identiques tout au moins dans leur forme initiale, c'est-à-dire avant usinage final. Lun et l'autre de ces rotors comportent vers l'intérieur des aubels <B>29 ;
</B> celles-ci, dans run des rotors par rapport <B>à</B> l'autre rotor, sont identiques en nombre, en forme et en dirnensions. Le rotor prima-ire <B>27</B> est solidarisé au carter et le rotor secondaire<B>28</B> est solidarisé<B>à</B> l'axe<B>3.</B>
La solidarisation du rotor primaire au carter peut se faire par des moyens très différents, selon que l'on désire maintenir les deux rotors dans leur forme originale identique ou bien que l'on fasse subir au rotorsecondaire l'ablation de sa partie périphérique extrême par une opération d'usinage simple avant montage du coupleur.
Dans le premier cas, comme schématisé<B>à</B> la fig. <B>15,</B> les deux rotors<B>27-28</B> pré sentent, chacun, une rainure périphérique, respecti- vement <B>30-31,</B> un épaulement périphérique, respec tivement<B>32-33.</B> Entre les deux coquilles 1-2, est inséré un anneau en deux parties 34 pourvu de trous<B>35</B> en disposition relative, dimensions et nom bre égaux aux trous<B>11</B> des coquilles<B>1</B> et 2 constitu tives du carter.
L'anneau 34 présente intérieurement un talon annulaire<B>36</B> venant s'embditer en force dans la rai nure périphérique<B>30</B> du rotor primaire<B>27.</B> Les deux coquilles 1-2 formant le carter avec interposition de la bague 34 sont fermement serrées par les boulons <B>37</B> et écrous<B>38.</B> Par ce moyen, le rotor primaire<B>27</B> est parfaitement solidarisé au carter, le rotor secon daire<B>28</B> restant indépendant<B>de</B> celui-ci.
Une variante d'un tel moyen de solidarisation en tre le rotor primaire et le carter est représentée<B>à</B> la fig. <B>17.</B> Elle consiste<B>à</B> partir de deux rotors<B>27-28</B> absolument identiques et pourvus, chacun, en plus de l'épaulement périphérique, respectivement<B>32-33,</B> d'un rebord annulaire, respectivement 39-40, tra versé de trous 41 dont la position relative, les dimen sions et le nombre sont, de même, égaux aux trous <B>11</B> -des coquilles 1-2 formant le carter. Le rotor pri maire<B>27</B> lest maintenu -tel quel, tandis que, dans le rotor secondaire<B>28,</B> le rebord annulaire 40 est en levé par une opération d'usinage appropriée, par exemple par tournage.
Le rotor primaire<B>27</B> est alors fixé entre les deux coquilles<B>1</B> et 2 du carter comme l'anneau 34 dans l'exemple précédent. Dans la variante de la fig. <B>18,</B> les deux rotors<B>27-28</B> sont également identiques. Le rotor<B>27</B> est serré entre l'épaulement intérieur 42 du carter -et un anneau 34 fixé, entre les coquilles 1-2, afin que le rotor secon daire<B>28</B> soit, en quelque sorte, monté d'une manière asymétrique dans le carter, d'où résulte un jeu B en tre ledit rotor secondaire et le rebord de la coquille correspondante 2 du carter. Egalement on obtient ainsi que le rotor primaire<B>27</B> soit dûment solidarisé au carter, tandis que le rotor secondaire<B>28</B> reste indépendant de celui-ci.
Dans ces trois variantes de montage du rotor primaire dans le carter, on est parti de deux rotors absolument identiques. Un certain nombre de trous taraudés 43 tel que schématisé notamment aux fig. <B>1</B> et<B>9,</B> sont pratiqués dans le rotor primaire<B>27.</B>
Dans chaque trou taraudé est vissé un bouchon fileté 44 axiallement percé d'un canal 45 dont<B>le</B> dia mètre T est fonction des caractéristiques de démar rage que l'on désire donner au coupleur comme il res sortira clairement de l'exposédu fonctionnement du coupleur hydraulique. Le rotor primaire est fixé au cafter d'une telle manière qu'entre son bord inférieur 46 et la partie correspondante de l'axe<B>3</B> subsiste un passage annulaire étroit 47. Le rotor secondaire<B>28</B> est fixé sur un collet annulaire 48 venu d'atelier avec l'axe<B>3</B> par l'intermédiaire de rivets 49. L'axe<B>3</B> est creux et peut présenter des caractéristiques très va riables.
Comme schématisé<B>à</B> la fig. <B>11,</B> il présente un alésage cylindrique<B>50</B> et une rainure de cale<B>51</B> ou bien, comme schématisé<B>à</B> la fig. 12, un alésage conique<B>52.</B> Dans l'un et l'autre cas, l'axe creux<B>3</B> comporte ledit collet annulaire 48 servant<B>à</B> la fixa tion du rotor secondaire<B>28.</B> Chaque roulement<B>67</B> est protégé par une bague d'étanchéité, respectivement <B>53-54,</B> placées, chacune, dans un couvercle, respec tivement<B>55-56 ;</B> un anneau en feutre, respectivement <B>57-58,</B> est placé entre chaque bague d'étanchéité et maintenu en place par un disque en tôle, respecti vement<B>59-60,</B> servant en même temps<B>à</B> assurer les vis<B>61-62</B> fixant le susdit couvercle.
Tous les éléments sont conditionnés et disposés d'une telle manière qu'ils se répartissent -en sorte d'avoir un groupe de part et d'autre du plan A-B perpendiculaire<B>à</B> l'axe C-D, les organes d'un groupe par rapport<B>à</B> ceux de l'autre groupe étant sembla bles deux<B>à</B> deux, en forme, dimensions -et position relative.
Sur le rotor primaire<B>27</B> est fixée une chicane <B>63</B> représentée plus spécialement aux fig. <B>1</B> et<B>7.</B> Cette chicane est fixée sur la partie centrale de ce rotor par des rivets 64 et elle présente une paroi latérale conique de longueur<B>1</B> appuyant sur le bord de longueur L correspondant des aubes<B>29</B> dudit rotor primaire.
La longueur<B>1</B> et l'angle<B>a</B> sont fixés en fonction des applications auxquelles<B>le</B> coupleur hydraulique est destiné.
Le fonctionnement du coupleur hydraulique<B>dé-</B> crit est le suivant<B>:</B> le carter et les rotors recevant une certaine quantité #d'huile et le carter et le rotor pri maire étant entraînés en rotation par le moyen me- teur, le coupleur hydraulique peut être considéré comme formant la combinaison d'une pompe centri fuge et d'une turbine. Au démaxrage du rotor pri maire entramé par le moyen moteur, le milieu liquide compris dans ledit rotor primaire est soumis aux effets de la force centrifuge et projeté du centre vers Fextérieur.
Les particules liquides dont la vitesse croit ra pidement sont projetées contre les aubes<B>29</B> du ro tor secondaire<B>-</B> lequel est encore immobile<B>-</B> et lesdites particules liquides, après impact contre le dit rotor secondaire, retournent vers le rotor pri maire.
Le rotor secondaire est entraîné progressive ment jusqu'au moment où sa vitesse approche celle du rotor primaire.
La différence de vitesse entre les deux rotors, primairect secondaire, est appelée glissement et s'ex prime en pourcentage<B>de</B> la vitesse du rotor primaire Dès lors, puisqu'au démarrage le rotor secondaire se trouve immobile, le milieu liquide, dans cette phase passe pratiquement sans résistance entre ses aubes.
Mais dès que le rotor secondaire se met<B>à</B> tour ner, les particules de liquide qu'il contient subissent <B>à</B> leur tour, les effets de la force centrifuge les pro jetant vers l'extérieur du rotor secondaire. Il en ré sulte évidemment un effet de freinage du courant liquide pénétrant dans ce rotor. Dès lors, le fonc tionnement normal du coupleur hydraulique impli- que nécessairement que les particules liquides sui vent<B>le</B> circuit indiqué par les traits pleins marqués <B>65</B> (fig. <B>8)</B> pour assurer la transmission de la puis sance du rotor primaire au rotor secondaire.<B>Il</B> s'avère, par conséquent indispensable que la force centrifuge développée dans le rotor secondaire soit toujours légèrement inférieure<B>à</B> celle développée dans le rotor primaire.
En d'autres termes, il faut que sub siste un certain glissement ou une différence<B>de</B> vi tesse entre les deux rotors. On peut en conclure que plus ce glissement sera grand, plus sera grande la dif férence entre les forcés centrifuges engendrées, res pectivement dans les rotors primaire et secondaire.
La circulation du milieu liquide en sera aussi d'autant plus intense et permettra donc la transmis- sien d'un couple plus grand.
Par voie de conséquence, on peut aussi en inférer que le couple transmissible augmente normalement très vite avec le glissement. Or, dans la pratique., cela constitue un inconvénient aussi bien lors du glissement au démarrage que lors du glissement en cas de surcharge ou de blocage.<B>Il</B> faut atteindre un glissement normal et celui-ci présuppose un équi libre -dynamique dans le circuit<B>65</B> (fig. <B>8)</B> du liquide <B>à</B> l'intérieur ides rotors<B>27-28.</B> Mais, par suite de la force centrifuge développée dans les deux rotors, la circulation selon ledit circuit<B>65</B> s'établit dans la partie du coupleur hydraulique la plus éloignée de l'axe de rotation<B>3.</B> Comme une surcharge ou un blocage intempestif diminue considérablement la vi tesse du rotor secondaire,
le courant du milieu li quide selon ladite trajectoire<B>65</B> rencontre donc moins de résistance du fait de la force centrifuge moindre dans le rotor secondaire. Et, par conséquent, la vitesse dont les particules liquides sont animées <B>à</B> la sortie du rotor primaire devient relativement lm- portante <B>.</B> et a pour effet<B>de</B> déplacer ledit circuit<B>65</B> contre la paroi du Totor secondaire. Ce circuit<B>65</B> est, en quelque sorte, dévié et devient le circuit in diqué en traits interrompus (fig. <B>8)</B> et marqués<B>66.</B>
<B>Il</B> est donc important de tirer profit de cette<B>dé-</B> viation.
Dans le coupleur hydraulique qui a été décrit, cette déviation atteint la chicane<B>63</B> laquelle empê che une certaine quantité de liquide de retourner -di rectement au rotor primaire. Cette chicane étant rap portée permet de maintenir les deux rotors identi ques dans leur forme originale.
Ainsi arrêtée, une partie du liquide entrera en turbulence au contact de la chicane<B>63,</B> comme, indi quée -en<B>67</B> (fig. <B>8).</B> De plus, une partie du liquide traversera l'espace annulaire 47, entre l'axe<B>3</B> et le rotor primaire<B>27,</B> pour atteindre la chambre<B>68,</B> dite chambre de retardement, délimitée par la paroi in- torne <B>de</B> la coquille<B>1</B> du carter et la paroi der-sale du rotor primaire<B>27.</B>
On peut ainsi parfaitement constater, notamment par l'exemple de la fig. <B>8,</B> que la longueur<B>1 de</B> la chicane<B>63</B> et l'angle (x ont une influence primor diale sur la trajectoire du milieu liquide dans les deux rotors. Le choix judicieux de ces deux paramè tres permettra, en conséquence, en prévision de sur charge ou<B>de</B> blocage intempestif,<B>de</B> délimiter<B>à</B> n'importe quelle valeur le couple transmis. Ce der nier peut varier, par exemple de l'ordre de<B>0,5 à 6</B> fois le couple nominal.
D'autre part, l'espace interne délimité par les rotors est -encore en commumea- tion, d'une part, avec la susdite chambre<B>68</B> par les canaux 45<B>à</B> diamètre réduit pratiqués dans le rotor primaire<B>27</B> et, d#autrc part, avec une chambre<B>70</B> délimitée par la paroi interne de la coquille 2 du car ter et la paroi dorsale du rotor secondaire<B>28,</B> par un passage étroit<B>69.</B> Or, dans un coupleur hydrau lique<B>à</B> l'arrêt, le liquide se maintient au même ni veau dans les différentes parties de l'appareil en sorte qu'une certaine quantité de liquide devant par ticiper au circuit se trouve enferinée dans lesdites chambres<B>68-70.</B> Par conséquent, au moment du<B>dé-</B> marrage,
une paftie seulement de la quantité totale du liquide se trouve entre les rotors<B>27-28,</B> ce qui si gnifie que la capacité de transmission du coupleur hydraulique est limitée, d'où résulte un démarrage lent et progressif de l'organe entraîné. Pour un fonc tionnement normal, la quantité restreinte de liquide se trouvant entre les rotors primaire et secondaire provoquerait un glissement trop grand et, par consé quent, un échauffement non admissible.
Mais, par suite des effets de la force centrifuge, la quantité<B>de</B> liquide se trouvant dans les chambres <B>68-70</B> est également projetée vers l'extérieure, com me la communication entre la chambre<B>70</B> avec la partie centrale du coupleur est, grâce au passage<B>69,</B> plus aisée que le passage entre la chambre<B>68</B> et la partie centrale du coupleur, c'est le liquide contenu dans ladite chambre<B>70</B> qui, le premier, pénétrera entre les rotors<B>27-28</B> et il suffira d!un très court laps de temps pour assurer l'équilibre entre le liquide se trouvant dans la chambre 70ct le liquide se trou vant entre les rotors primaire et secondaire. Mais, si multanément,<B>le</B> liquide compris dans la chambre<B>68</B> est soumis<B>à</B> une force centrifuge considérable.
La surpression qui en résulte forcera le liquide<B>à</B> pas ser au travers des orifices 45 des bouchons 44. Ce liquide s'ajoutera au circuit central<B>65</B> mais seule ment avec un sérieux retard. Ce retard présente donc une grande ùnportance dans le réglage du coupleur et c'est pour cette raison que l'interchangeabilité du- dit bouchon 44,<B>à</B> la manière d'un gicleur, est ex trêmement importante pour<B>le</B> préréglage <B>du</B> coupleur en fonction des conditions de démarrage exigées. Ceci permet donc,<B>à</B> partir de pièces dûment stan dardisées, de prédéterminer en quelque sorte les per formances du coupleur.
Le, coupleur hydraulique ainsi réalisé présente, non seulement, les qualités décrites mais il permet encore d'être adapté avec beaucoup d'aisance<B>à</B> tou tes applications dans lesquelles interviennent des montages différents tant en ce qui concerne le moyen moteur ou d7entramement qu'en ce qui concerne les organes entramés. Ainsi, le coupleur, tel qu'il a été décrit précédemment, peut être monté simplement sur l'arbre d7un moteur ou sur l'arbre<B>de</B> la machine <B>à</B> entraffier, grâce<B>à</B> l'alésage avec rainures de cale tel. que représenté<B>à</B> la fig. 2.
Néanmoins, cette dis position pourrait être préjudiciable au caractère uni versel du coupleur hydraulique, attendu que l'arbre creux<B>3</B> devrait, dans ce cas, être chaque fois appro prié<B>à</B> l'application envisagée.
Pour obvier<B>à</B> cette difficulté et afin de garder au coupleur son caractère d'appareil de série, on a prévu l'application d'un dispositif intercalaire, dont la buselu(re <B>71,</B> schématisée aux fig. <B>13</B> et 14, repré sente un exemple non limitatif. Cette buselure peut être calée dans l'axe creux<B>3</B> qui peut alors être pré fabriqué, quel que soit, dans les limites pratiques, le diamètre de l'arbre sur lequel le coupleur sera ap pelé<B>à</B> être monté.
La fig. <B>23</B> schématise le montage d'une poulie lisse<B>72</B> sur ladite buselure ou rallonge<B>71.</B> La fig. 24 schématise le montage d'une poulie<B>à</B> gorge<B>73</B> sur un axe creux 74 lequel pourrait aussi être remplacé par l'axe creux originel<B>3</B> prolongé par une buselure appropriée.
De même, pour l'accouplement élastique du moyen entraffieur, on peut, sans rien modifier au car ter du coupleur, appliquer pratiquement toute dispo sition connue et convenant particulièrement pour un tel accouplement. Quelques exemples types sont schématisés aux fig. <B>19,</B> 20, 21 et 22.
La fig. <B>19</B> représente, en coupe radiale, le mon tage d'un accouple-ment élastique composé d'une part, d'un manchon femelle<B>75</B> contenant des tampons en caoutchouc<B>76</B> et, d'autre part, d'une partie mâle<B>77</B> fixée par des boulons<B>78 à</B> un flasque<B>79</B> fixé<B>à</B> la ma nière d'une bride, sur la coquille<B>1,</B> par des boulons <B>80.</B>
Les broches d'entraînement de la partie mâle<B>77</B> viennent se placer dans des logements ad hoc, entre les tampons<B>76</B> du manchon femelle<B>75.</B>
Dans la fig. 20, des boulons<B>81</B> fixent sur la coquille<B>1</B> du carter, un plateau<B>82</B> sur lequel,<B>à</B> l'aide d'un anneau<B>83,</B> est monté un diaphragme élastique 84. Ce dernier est fixé, de la manière usuelle, au moyeu<B>85</B> lequel est susceptible d'être calé sur l'ar bre du moteur.
La fig. 21 représente un accouplement flexible <B>à</B> denture. Dans cette exécution, un plateau<B>86 à</B> den ture intérieure<B>87</B> est fixé par des boulons<B>88</B> sur la coquille<B>1</B> du carter. Un moyeu<B>à</B> denture extérieure <B>89</B> susceptible d'être monté sur l'arbre moteur ou sur l'arbre entramé s'en-age dans la denture intérieure du plateau<B>86.</B>
Enfin, dans la fig. 22 est représenté un accouple ment se composant, d'une part, d'un plateau<B>90</B> sur lequel sont fixées, au moyen de pivots<B>91,</B> des douil les -en caoutchouc<B>92</B> constituant l'élément flexible de ce genre d'accouplement.
L'autre partie de l'accouplement est constituée par un flasque<B>93,</B> fixé,<B>à</B> la manière d'une bride, sur la coquille<B>1</B> du carter<B>à</B> l'aide de boulons 94. Ledit flasque<B>93</B> est muni de trous dans lesquels viennent se placer les douilles<B>92.</B>
Le coupleur hydraulique décrit peut être exécuté en des formats différents pour différentes limites de puissance mais, dans chaque format,<B>le</B> coupleur peut être considéré comme appareil livrable de stock et susceptible d'être adapté tel quel pour des applica tions en nombre pratiquement indéterminé, sans au cune modification essentielle de ses pièces constitu tives.