Brevet FR2469622A1 — publié le 19810522

Dispositif de transmission de vitesse, notamment pour éolienne L'invention concerne un dispositif de transmission de vitesse à roues et liens sans fin, destiné notamment à être entrainé par l'arbre de sortie d'une éolienne. Un problème important qui se pose lors de la mise en place d'une installation éolienne dans un lieu donné réside dans l'obtention d'une vitesse de rotation moyenne déterminée. Préalablement à l'installation de l'éolienne, on procé- de, au lieu considéré, rades mesures de la vitesse moyenne du vent, puis on adapte en atelier, en fonction des caractéristiques propres de l'éolienne et de la vitesse moyenne estimée du vent, un dispositif de transmission entrainé par l'arbre de sortie de l'éolienne et devant fournir la vitesse de rotation requise. Toutefois, pour diverses raisons, et notamment en général en raison de la ponctualité dans le temps des mesures effectuées, la vitesse moyenne du vent ainsi estimée peut se révéler sensiblement différente de la vitesse moyenne réellement observée sur une période de temps relativement longue, une fois l'installation éolienne mise en place. I1 est alors nécessaire de démonter l'installation (ou tout au moins le dispositif de transmission de vitesse) et de procéder en atelier à un réglage et/ou une modification appropriée. Finalement, cette conception de l'installation conduit à une mise en place qui peut se révéler délicate et onéreuse. Le but principal de l'invention est donc de concevoir un dispositif de transmission de vitesse qui pallie cet in convénient, grâce à un agencement autorisant, une fois l'installation éolienne mise en place, un réglage in situ du rapport entre la sortie et l'entrée pour l'obtention de la vitesse de sortie requise. L'invention a également pour but une transmission de vitesse du genre précité qui soit de conception simple, qui n'exige qu'un minimum de pièces composantes différentes et qui soit agencée de manière à permettre très simplement la réalisation de multiplicateurs et de réducteurs de vitesse, quelles que soient les vitesses d'entrée et de sortie, et donc quel que soit le nombre des étages de transmission. A ces fins, le dispositif de transmission conforme à l'invention se caractérise en ce qu'il comprend - un carter, - un certain nombre de montants disposés dans ce carter et supportés dans celui-ci parallèlement les uns aux autres, - des arbres parallèles entre eux et supportant des roues à leurs extraits, - des paliers supportant lesdits arbres, - et des moyens de fixation solidaires desdits paliers pour que ceux-ci soient fixés de façon amovible respectivement sur les montants et puissent être déplacés le long de ces derniers. Un tel agencement procure une grande souplesse de fabrication car il est alors possible de sélectionner le nomhre approprié d'arbres munis de roues et de les positionner sur les montants de manière à obtenir le mode de fonctionnement (multiplicateur ou réducteur de vitesse) et le rapport de modification de vitesse requis. En outre, une fois l'installation éolienne en place, il est possible de modifier très facilement et in situ le rapport de transmission initialement prévu, en inversant la position d'un ou plusieurs arbres, voire meme en ajoutant ou supprimant un ou plusieurs arbres. Enfin, du fait du mode de fixation prévu pour fixer les paliers supports d'arbres sur les montants, l'inversion de position d'un arbre peut être accompagnée d'un changement de position le long du montant correspondant, ce qui permet de conserver le même lien sans fin (par exemple courroie ou chaine) et évite d'avoir à modifier la longueur dudit lien sans fin. De préférence, pour simplifier encore la conception de la transmission et diminuer le nombre des pièces composantes à tenir en stock, on a recours uniquement à deux types de roues, savoir des petites roues ayant toutes le même diamètre et des grandes roues ayant toutes le me me diamètre ; en outre, avantageusement, tous les montants sont identiques et séparés les uns des autres par des distances égales, et les arbres supportant les roues ont tous la meme longueur et le même diamètre. Pour accélérer les temps de fabrication et autoriser un réglage rapide de la position des paliers sur les montants lors des modifications effectuées in situ, on prévoit que les moyens de fixation des paliers des arbres sur les montants sont des moyens de fixation à serrage, par exemple des colliers de serrage ou, pour réduire les coûts, des boulons à oreilles agissant directement sur les montants. De préférence, les montants sont fixées au carter de façon amovible, de manière que seul le nombre nécessaire de montants soit disposé dans le carter, évitant ainsi un alourdissement inutile du dispositif de transmission. Dans le cas où le dispositif de transmission de mouvement est monté en multiplicateur de vitesse fournissant une vitesse de sortie élevée, par exemple lorsqu'il équipe un aérogénérateur d'électricité pourvu d'une éolienne et d'un alternateur, on prevoit, pour assurer une transmission convenable des couples, que les roues et les liens sans fin des étages à basses vitesses sont respectivement des roues dentées et des channes, et que les roues et les liens sans fin d'au moins l'étage à plus grande vitesse sont des poulies et des courroies. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains de ses modes de réalisation donnés à titre d'exemples purement illustratifs sans aucun caractère limitatif. Dans cette description, on se réfère au dessin annexe sur lequel - la figure 1 représente schématiquement le dispositif de transmission de l'invention monté en multiplicateur de vitesse, utilisé dans un aerogénérateur d'électricité, et - la figure 2 représente schématiquement le dispositif de transmission de l'invention monté en réducteur de vitesse, utilisé dans une pompe éolienne. En se référant tout d'abord à la figure 1 qui représente le dispositif de transmission de l'invention monté en multiplicateur de vitesse, un carter 1 est muni intérieurement de plusieurs montants 2, parallèles les uns aux autres et séparés les uns des autres par des intervalles égaux. Comme représenté, tous les montants sont de préférence alignés. A chaque montant 1 est fixé un palier 3 supportant un arbre 4 aux extrémités duquel sont montées deux roues 5 solidaires en rotation dudit arbre. De préférence, comme représenté, toutes les roues appartiennent seulement à deux types : des petites roues 5a ayant toutes le meme diamètre et des grandes roues 5b ayant toutes le même diamètre , ainsi, les types de roues à tenir en stock se trouvent limités. Les paliers 3 sont fixés sur les montants 2 selon deux axes 6' et 6" - l'axe 6' coïncide par exemple avec l'axe d'un arbre d'entrée 7 portant, à son extrémité intérieure au carter, une grande roue 5b et, à son autre extrémité l'hélice 8 de l'éolienne ; les arbres 4 alignes sur l'axe 6' portent, à une extrémité, une petite roue 5a et, à l'autre extrémité, une grande roue 5b ; - les arbres 4 alignés sur l'axe 6" (situé en dessous de l'axe 6' sur la figure 1) portent uniquement des petites roues 5a. En outre, on notera que chaque arbre 4 situé sur l'un des axes 6' ou 6" est précédé et suivi par des arbres situés sur l'vautré axe (respectivement 6" ou 6') ; par ailleurs, l'écartement mutuel des montants 2, l'écartement mutuel des axes 6' et 6", et la longueur des arbres 4 sont tels que la roue de sortie d'un arbre et la roue d'entrée de l'arbre suivant (considérées dans le sens delta transmission du mouvement de rotation avec des vitesses croissantes) sont sensiblement coplanaires et sont couplées en rotation par un lien sans fin 10. Dans ces conditions, chaque couple grande roue 5b - petite roue 5a constitue (compte tenu du sens de transmission du mouvement de rotation, de la gauche vers la droite sur la figure 1) un étage multiplicateur de vitesse : dans le dispositif de la figure 1 figurent donc en série quatre étages multiplicateurs de vitesse, respectivement A à D. Par un choix approprié des diamètres respectifs des petites roues 5a et des grandes roues 5b, il est possible, à partir d'une vitesse de rotation 6e l'hélice 8 relativement faible (par exemple de l'ordre de 100 à 150 tours/minute), d'obtenir en sortie du dispositif multiplicateur une vitesse de rotation relativement élevée, telle qu'une vitesse de l'ordre de 10 000 à 11 000 tours/minute nécessaire pour certaines utilisations. A titre d'exemple, l'une de ces utilisations nécessitant une grande vitesse de rotation est l'en- trainement d'un alternateur 9, comme représenté à la figure 1. Les roues 5 et les liens sans fin 10 peuvent être de tous types appropriés, notamment poulies et courroies, ou bien roues dentées et chaines. Dans l'exemple de la figure 1, compte tenu de la vitesse de sortie élevée, on a eu recours à une composition mixte : les roues et les liens sans fin sont tous respectivement des roues dentées et des chaines, sauf au dernier étage multiplicateur D où l'on prévoit deux poulies et une courroie pour éviter un bruit trop important et des projections d'huile, en fonctionnement. Tous les paliers 3 sont fixés aux montants 2 correspondants à l'aide de moyens de fixation à serrage, constitués par exemple par un collier 11 solidaire du palier 3 et serré par un boulon sur le montant, comme schématisé sur la figure 1, ou bien, d'une façon plus économique, par des boulons à oreilles agissant directement sur les montants. De la sorte, les paliers 3 peuvent être facilement et rapidement mis en place sur les montants ou ôtés de ceux-ci. Lors de la mise en place de l'installation éolienne sur son lieu d'utilisation, il est donc possible de procéder in situ a' un réglage éventuel du rapport de transmission pour obtenir la vitesse de sortie requise, soit par ajout ou retrait d'étages multiplicateurs, soit par inversion de position des arbres alignés sur l'axe 6' pour permuter les positions des grandes roues et des petites roues respectivement. Par ailleurs, la fixation par colliers de serrage autorise le déplacement des paliers 3 le long des montants 2 correspondants et leur positionnement en n'importe quel endroit le long de ceux-ci ; de cette manière, lors d'une inversion de position d'un palier, on peut utiliser toujours le même lien sans fin (courroie ou chaine), et le réglage s'effectue par rapprochement ou éloignement mutuel des paliers précédemment alignés sur les axes 6' et 6". Enfin, il est utile de prévoir que les montants 2 sont fixés au carter 1 de façon amovible, de manière que seul soit installé le nombre strictement nécessaire de montants 2 ; l'ajout ou le retrait d'un ou plusieurs montants peut ainsi être effectué lors du réglage ultime sur le lieu même d'utilisation. La figure 2 représente le dispositif de transmission de mouvement de l'invention monté en réducteur de vitesse. Sur cette figure, on a conserve les memes références numériques pour d4signer les éléments identiques à ceux de la figure 1. Le réducteur de vitesse de la figure 2 est agencé de manière identique au multiplicateur de vitesse de la figure 1 et possède les mêmes caractéristiques constructives que ce dernier, à l'exception bien entendu du fait que les roues 5 sont agencées pour procurer une réduction de vitesse. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple à la figure 2, sur l'axe 4 de sortie, est calée une manivelle 12 destinée à créer un mouvement alternatif, par exemple pour l'entrainement d'une pompe. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés , elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. Fn particulier, si les roues sont de préférence choisies parmi deux types distincts de diamètres différents, cette disposition n'a pour but que de diminuer les stocks du constructeur et de faciliter la maintenance , elle n'a donc rien d'obligatoire quant au fonctionnement de la machine et cn peut avoir recours à des roues d'autres diamètres si besoin en est Notamment, on peut envisager l'utilisation de roues de diamètres différents de celles employées dans les autres étages à la sortie du dispositif de transmission, afin d'obtenir une vitesse de sortie aussi proche que souhaitée de la vitesse de sortie recherchée. Bien entendu, les modes d'application ci-dessus explicités n'ont été donnés qu'a titre d'exemple, et l'objet de l'invention est susceptible d'application dans tout système moteur éolien tel que l'entrainement d'un compresseur, d'une génératrice ou d'un alternateur électriques, d'un couple conique, d'une pompe quelle qu'elle soit, et d'une façon géné- rale de toute machine à organe mobile nécessitant un entrainement alternatif ou rotatif, horizontal ou vertical ou angulaire. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de transmission de vitesse à roues et liens sans fin, destiné notamment à etre entrainé par l'arbre de sortie d'une éolienne, caractérisé en ce qu'il comprend - un carter, - un certain nombre de montants disposés dans ce carter et supportés dans celui-ci parallèlement les uns aux autres - des arbres parallèles entre eux et supportant des roues à leurs extrémités, - des paliers supportant lesdits arbres, - et des moyens de fixation solidaires desdits paliers pour que ceux-ci soient fixés de façon amovible respectivement sur les montants et puissent etre déplacés le long de ces derniers, ce grâce à quoi il est possible de sélectionner le nombre approprié d'arbres munis de roues et de les pasitionner sur les rnontants de manière à obtenir le mode de fonctionnement (multiplicateur ou réducteur de vitesse) et le rapport de modification de vitesse requis. 2 - Dispositif de transmission de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roues se répartissent seulement en petites roues de même diamètre et en grandes roues de même diamètre. 3 - Dispositif de transmission de vitesse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tous les montants sont identiques et séparés les uns des autres par des distances égales, et en ce que tous les arbres ont même longueur et meme diamètre. 4 - Dispositif de transmission de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation des paliers des arbres sur les montants sont des moyens de fixation à serrage, par exemple ces t lliers de serrage. 5 - Dispositif de transmission de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les montants sont fixés au carter de façon amovible. 6 - Dispositif de transmission de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lorsqu'il est monté en multiplicateur de vitesse fournissant une vitesse de sortie relativement élevée, les roues et les liens sans fin des étages à basses vitesses sont respectivement des roues dentées et des chalnes, et les roues et les liens sans fin d'au moins l'étage à plus grande vitesse sont respectivement des poulies et des courroies. 7 - Eolienne, caractérise en ce qu'elle est équipée d'un dispositif de transmission de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8 - Aérogénérateur d'électricité, comprenant une éolienne et un générateur électrique, notamment un alterna. teur, caractérisé en ce que, entre l'éolienne et le générateur électrique, est interposé un dispositif multiplicateur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.