Brevet FR2343173A1 — publié le 19770930

Le présent dispositif concerne les transmetteurs hydrauliques de mouvement. Le variateur proposé dont il a été construit deux prototypes différents n'est pas la seule application que permet l'originalité de cette invention. La description suivante concerne l'invention elle-même, caraco térisée par l'une de ses applications : le variateur , objet de l'un des prototypes réalisés. Le fonctionnement de cet appareil étant volumétrique, convient particulièrement à la transformation de vitesses de l'ordre de 1500 à 3000 tours qui sont celles des moteurs électriques triphasés, en faibles et très faibles vitesses, avec accroissement correspondant du couple, et avec un bon rendement, contrairement à certains types de variateurs dont le rendement est acceptable à moyenne vitesse, mais non à faible vitesse. De plus, le prototype réalisé met en évidence la possibilité de transmettre à distance, par le moyen de canalisations classiques le mouvement rotatif primaire et de la recevoir avec une vitesse continuement variable, et réglable à volonté. P R I N C I P E. Soit la construction géométrique représentée figure 2 (Pl.I.4) - 2 cercles C et C1 de mAeme centre O et de rayons R et - un troisième cercle C' de centre O' tangent intérieurement à C et exterieurement à C1 et de rayon R' = R - un quatrième cercle CL tangent intérienrement à C1 et expérieurement à C et de rayon R2. Son centreo2 peut se déplacer sur YOY' de part et d'autre du point 0. - l'axe circulaire Z, lieu géométrique du centre 0' lorsque le cercle C' se déplace tangentiellement à C et C1 La perpendiculaire à YOY' élevée en O2 coupe Z en O'. On démontre que l'angle &alpha; formé par les droites 00' et OXOt est maximum dans cette position, ainsi que dans celle qui lui est symétrique par rapport à YOY', les deux droites A3 et ED parallèles à OtO' forment un quadrilatère inscrit dans C' dont l'axe 020' est équidistant de AB et ED . I1 en va de même pour toutes les positions de 0' sur Z avec l'angle o( variant de zéro au maximum indiqué sur la figure 2. I1 s'én suit que le quadrilatère délimité par les droites AB et DE et les arcs AR et DB va avoir ses points de tangence qui vont se déplacer entre À et E d'une part, et D et 3 d'autre part, sans jamais sortir de Ces limites au cours de la rotation de O' se déplaçant sur Z.La position limite étant celle représentée sur la figure 2. Le principe de l'inventin découle des propriétés exposées cidessus. DESCRIPTION TECHNIQUE. (voir les fig. 4,5, Pl.II.4 ; 6,7,8,9, Pl.III.4) L'un des prototypes réalisés comporte deux éléments identiaues reliés par deux canalisations de un mètre environ. - un cylindre de longueur 1 matérialisant le cercle C. Ce cylindre est muni de deux lumières rectangualires diamétralement opposées par rapport à YY'. Elles ont pour axe XX'. Elles sont reliées aux canalisations de circulation du fluide transmetteur. (Repère LLt s fig.4, P1.II) - un noyau matérialisant le cercle C1 (repère 4, fig.5). - trois palettes de longueur 1 matérialisant le quadrilatère curviligne AIDE. (repère 5-6-7 ,fig. 4) - une couronne porte-pakette de longueur 1 dans laquelle sont pratiquées trois saignées décalées de I20 servant d'encastrement aux palettes3 2 axes situés de part et d'autre du porte-palette et solidaire de celui-ci permettent de recevoir l'effort moteur ou récepteur (repère 2, fig.5). - deux flasques d'obturation du cylindre C dont les faces internes sont disX tantes de 1 (repère 3, fig.5). Elles comportent deux ouvertures plus petites (repère 9, fig.4 et 5) destinées à être reliées entre elles pour l'équilibra- ge des pressions. - une saignée longitudinale suivant YY' , delonguexrd, entre axe, (fig.2) et d'une largeur correspondante au diamètre des axes du porte-palette. -deux reniflards montés sur les ajutages fixés aux lumières,destinées au maintient du remplissage de linsemble du variateur (non représentés). - une cuve servant de support à l'appareil et de réserve de fluide; les axes du porte-palette traversent la cuve perpendiculairement aux parois latérales et tournent dans des roulements à billez (non représentée) - un couvercle dans lequel sont percés les trous de passage de canalisation du fluide. I1 sert également de platine de support ## ####### du système de réglage du. déplacement vertical du cylindre (non représenté). Dans cette réalisation, c'est le stator (cylindre) qui se déplace par rapport au rotor, (porte-palette). - deux sphères dlexpansion à membrane destinées à absorber les irrégularités de débils ou de pression (non représentées). Les deux éléments étant identiques, on examinera sur la même figure le fonctionnement en émetteur et en récepteur. La planche IV.4, représente premièrement le détail du dispositif équilibreur de pression installé sur les couvercles (fig110) ; deuxièmement, les demi-coquilles de branchement des deux canalisations de raccordement des deux éléments entre eux. FONCTIONNEMENT. 1 ) en émetteur-pompe(Fig.4, Pl.II.4.) On suppose - que le porte-palette occupe sa position extrême vers le haut; - que le sens de rotation est à l'inverse de celui des aiguilles d'une montre; - que les palettes numérotées 5,6,7, sont dans la position indiquée sur la fig.4; On voit que le volume compris entre les palettes 7 et 5 diminue pour une rotation de O à 120 et augmente de 120 à 240 , reste pratiquement stable de 240 à 360 . Cette variation de volume n'est pas tout à fait lin- aire, mais si l'on considère l'action conjuguée des trois palettes, le résal- tat obtenu est tout à fait #-onvenable, compte-tenu de l'action des sphères d'expansion. ainsi, il y a aspiration par l'une des lumières et refoulement par l'autre. Si l'on applique un effort moteur à l'axe du porte-parette, cet élément fonctionne en pompe volumétrique qui peut atteindre des pressions élevées Le fonctionnement sera inversé s - si le porte-palette change de sens de rotation; - si# l'axe du porte-palette se trouve dans la position symétrique inverse par rapport à XX'. 2 ) en récepteur-moteur cas cas de figure que ci-dessus , mais on considère cette fois les variations de surface active des palettes, surfaces sur lesquelles s'exerce cent les pressions transmises par le fluide en circulation. De 0 à 180 , la surface de la palette 5 augmente, de 180 à 360 , elle diminue. Compte-tenu de l'emplacement des lumières LLt on voit que la pres- sion venant de L s'exerce sur les palettes 5 et 7, nais la surface active de 7 étant supérieure à celle de 5, la poussée résultante entraînera la palette 7 dans le sens des aiguilles d'une montre; c'est-à-dire dans le sens inverse de celui imprimé à l'axe de la pompez POSSIBILITES DE FONCTIONNEMENT. SENS DE ROTATIONS. Dans une position identique des axes des portepalettes, l'émetteur et le récepteur tournent en sens inverse. Il y a donc quatre combinaisons posibles. VARIATION DE LA VITESSE. Elle dépend; I. - du débit délivré par la pompe. Si ce débit varie, la vitesse du récepteur varie proportionnellement pour une position donnée de l'axe du porte-palette 2 - - Si le débit de la pompe est constant , la vitesse du récepteur varie pour un déplacement de l'axe de son porte-palette. À remarquer que la vitesse du récepteur est la même que celle de la pompe émettrice, quand il reçoit un débit équivalent à celui qu'il aurait été capable de fournir en fonctionnant en pompe. D'où de nombreuse pôssibilités de variations et notamment celle d'avoir sur l'arbre du récepteur une vitesse supérieure à la vitesse primaire. Bien entendu les couples transmis varient en raison inverse des vitesses obtenues. REMARQUE i. Les deux éléments peuvent être accouplés et placée dans un même carter, cette disposition a #été réalisée dans le premier prototype. REMARQUE 2. Chaque élément peut ventre utilisé séparement: -en pompe à débit variable pour une vitesse constante - en moteur à vitesse et couple variables pour un débit provenant d'une source quelconque. REMARQUE 3. Deux éléments récepteurs-moteurs peuvent être utilisés avec un qeul élément émetteur-pompe. lans ce cas les deux éléments récepteurs-moteurs se comportent en différentiel. REMARQUE 4. L'ensemble du prototype réalisé n'est pas représenté, car il ne a constitue pas en lui-même l'originalité de l'invention, laquelle concerne spécialement le principe selon lequel le système porte-palette - palettes noyan, peut occuper une position quelconque de l'espace annualaire, compris entre le cylindre et le porte-palette (Fig.2; Pl.I.4), cependant que la tranche des palettes reste toujours en contact avec la surface interne du cylindre, et externe du noyau. REMARQUE 5. En combinant le nombre de palettes, et le nombre de fenêtres symétriquement dans chaque élément dont les saignées pratiquées dans les couvercles sont remplacées par des ouvertures circulaires de diamètre d + d (Fig.10 Pl.IV.4), on peut obtenir dans l'espace annulaire compris entre le cylindre et le porte-palette de l'élément récepteur une position identique à celle qui z été fixée dans l'espace annulaire de l'élément émetteur. Bien entendu il doit y avoir autant de canalisations de liaison que de fenêtres dans chaque élément. L'ensemble fonctionne alors comme "positionneur" à distance. REVENDICATIONS. 1. Dispositif permettant de faire varier de façon continue la vitesse de rotation et le couple délivrés par un générateur-moteur de puissance donnée. Peut astre utilisé sous encombrement réduit dans un carter unique, ou pour transmettre le mouvement à distance par le moyen de canalisations classiqueso Caractérisé par le fait qu'il comporte deux éléments identiques de fonctionnenent interchangeable et réversible : élément émetteur # élément récepteur0 2. dispositif selon revendication 1. Caractérisé par le fait que chaque éiément comprend un rotor constitué par un porte-palette cylindrique muni de trois saignées décalées de 120 sur toute la longueur, un noyau immobile quant à son axe qui coïncide avec celui du cylindre formant stator, trois palettes identiques dont chacune peut être définie comme étant une tranche d'un cylindre, à faces parallèles, ayant comme plan de symètrie le plan diamétral du cylindre. 3. Dispositif selon revendication lo -Caractérisé par le fait que l'axe du porte-palette peut prendre toutes les positions comprises dans un cercle ayant de d1 pour diamètre, et pour centre 0, cependant que les palettes restent toujours en contact à la fois avec le noyau et avec la surface interne du stator formant ainsi des volumes creux compris entre les palettes, la surface du porte-palette, et celle du stator. 4. Dispositif suivant revendication 1. La saignée longitudinale pratiquée dans les disques d'obturation du cylindre suivant un axe perpendiculaire à celui qui réunit les fenêtres opposées pratiquées dans la paroi cylindrique du stator, permet le passage et le déplacement des axes du porte-palette le long de la saignée de part et d'autre de l'axe du stator0 5. Dispositif suivant revendication lo Les deux fenêtres dont il est question en 4 ci-dessus peuvent, en variante, être pratiquées dans les diques d'obturation du stator, suivant, l'axe XOX' diamétralement opposé et symétrique par rapport à YOY'. Cette disposition, non représentées convient particulièrement dans le cas où les élémentssont accouplés en un même carter. 6. Dispositif suivant revendication 4o Le déplacement contrôlé de l'axe du rotor le long de la saignée, permet d'obtenir lk vitesse désirée dans un sens de rotation ou dans le sens inverse. 7. Dispositif suivant revendication 4. Deux orifices sont pratiqués dans les disques-couvercles, en pro longuement et de part et d'autre des saignées, c'est-z-dire sur l'axe YOY'. Ces orifices sont reliés par une canalisation aussi courte que possible et de section suffisante pour diminuer au maximum les pertes de charge. 8. Dispositif suivant revendication lo Un reniflard est monté sur chaque ajutage de circulatin de fluide dont le but, est de maintenir l'ensemble du circuit toujours plein. 9. Dispositif suivant revendication 1. On peut utiliser deux ou plusiers récepteurs alimentés par une source de fluide unique. Dans le cas de deux récepteurs, ils se comportent en différentiel0 10. Dispositif suivant revendication lo En comblai t le nombre de fenêtres avec un nombre de palettes adéquat et symétriquement dans chaque élément, et en remplaçant la saignée longitudinale des couvercles par des ouvertures circulaires de diamètre d + d1, ltensemble de deux éléments peut fonctionner en positionneur à distance par le moyen de canalisations reliant chaque lumière de l'élément émetteur à la lumière correspondante de l'élément récepteur.