Brevet FR2530454A1 — publié le 19840127

La présente invention a pour objet un moteur à air à grande vitesse,du type comportant deux plages de vitesse distinctes, une turbine transmettant par 1' intermédiaire d'un ensemble réducteur une rotation à un arbre mené. On connait déjà des moteurs à air à grande vitesse de ce type, dont l'intérêt est de permettre à l'utilisateur de pouvoir choisir, en fonction du travail à effectuer, la plage de vitesse faible ou la plage de vitesse élevée. Ces moteurs peuvent atteindre une vitesse de rotation allant jusqu'à environ 35000 tours/minute et ont fait l-'objet en particulier du brevet américain 3 292 459. Malgré les performances de vitesse obtenues, ces moteurs, qui se composent essentiellement d'une turbine avec réducteur par anneaux qui s'entrainent par friction, sont fragiles. D'autre part, les moteurs à air simples ne dépassent pas 20000 tours/minute. Le besoin se fait donc sentir d'un moteur à air à grande vitesse, qui soit robuste et permette de fournir un couple important sur une gamme étendue de vitesses de rotation. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un moteur à grande vitesse, du type comportant deux plages de vitesse distinctes, une turbine transmettant par l'intermédiaire d'un ensemble réducteur, une rotation à un arbre mené, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde turbine entrainant par un premier train épicycloïdal réducteur un arbre intermédiaire, ledit arbre intermédiaire entrainant par un second train épicycloïdal réducteur ledit arbre mené, la seconde turbine pouvant etre verrouillée. On obtient par ce dispositif un moteur à grande vitesse comportant réellement deux plages de vitesse distinctes, qui sont sélectionnées par l'utilisateur selon qu'il verrouille ou non la seconde turbine. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-apres d'un mode de mise en oeuvre donné à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé qui est une vue en coupe longitudinale d'un moteur à air à double turbine conforme à l'invention. Le moteur est disposé à lsintêrieur d'un corps (1) de forme générale cylindrique, comportant pour de simples raisons de facilités de montage par exemple quatre parties respectivement - (2) : bouchon fermant le corps, - (3,4) : douilles supportant les paliers, - (5) : douille frontale supportant les paliers et fermant le corps (1) à son autre extrémité. Les quatre éléments (2,3,4,5) seront par exemple chassés à force l'un dans l'autre. Ils pourraient également être vissés. Le moteur comporte une première turbine (6) actionnée par un jet d'air, avec une vitesse variable plafonnée aux environs de 160000 tours-minute. Il comporte également une seconde turbine (7) tournant, lorsqu'elle n1 est pas verrouillée, à la même vitesse que la turbine (6). Elle est munie intérieurement d'une couronne dentée (8) qui engrene avec un pignon (9) d'un train épicyeloldal réducteur (10) comportant une pluralité de pignons tels que (9). Les pignons (9) engrenent d'autre part avec un pignon (11) solidaire de l'axe (12) de la premiere turbine (6). Le train épicycloidal (10) est solidaire d'un arbre intermédiaire (13) par l'intermédiaire d'un disque (14) entrainé à rotation par ledit train. L'arbre intermédiaire (13) comporte à son autre extrémité un pignon (15) qui engrene intérieurement avec un train épicycloldal réducteur (16), qui comporte une pluralité de pignons (17) engrenant extérieurement avec une couronne dentée (18) fixe et solidaire de la partie (5) du corps du moteur. Par un disque (19), le train (16) entraine un arbre mené (20 > qui assure la liaison et l'entrainement, par exemple avec une pièce à main de dentisterie, non représentée. On n'a pas non plus représenté les moyens d'accouplement entre l'arbre (20) et la pièce à main, qui sont bien connus du spécialiste. De la même maniere, on n'a pas non plus représenté le systeme d'alimentation en air et d'échappement pour les turbines (6) et (7). il s'agit de systemes connus en eux-memes et bien connus du spécialiste. Les différents axes (12),(13) et (20) sont de maniere classique supportés par des roulements adéquats respectivement (21,22) , (23,24) et (25,26). Enfin, conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, la turbine (7) peut etre bloquée en rotation, c'est-à-dire verrouillée, par un organe de verrouillage (27), par exemple un ergot ou autre,commandé de l'extérieur par l'uti lisateur. On explicitera maintenant le détail de la chaine ciné matique, en prenant comme hypoth3ses deux turbines (6) et (7) tournant à 160000 tours minute , avec des trains épicycloidaux (10) et (16) réducteurs à 1/4. Lorsque la turbine (7) n'est pas verrouillée, les deux turbines (6,7) et la couronne dentée (8) tournent à la même vitesse, soit 160000 tours/minute. Ceci a pour effet de neutra liser la réduction du train épicycloïdal (10), et donc l'arbre (13) tourne également à 160000 tours/minute. A son extrémité le pignon (15) transmet le mouvement à l'arbre (20), par l'in termédiaire du train épicycloïdal (16), et l'arbre (20) tourne donc à 40000 tours/minute du fait de la reduction. On obtient donc une vitesse élevée avec un couple élevé, car les couples des deux turbines (6) et (7) staddi- tionnent. lorsque la turbine (7) est verrouillée, seule la tur bine (6) tourne à 160000 tours-minute. L'axe (12) et le pignon (11) tournent également à cette vitesse, mais l'arbre intermé diaire (13) ne tourne plus qu'à 40000 tours-minute du fait du réducteur épicycloidal (10). De la même maniere que précédemment, le train épi cycloïdal (16) réduira encore la vitesse par quatre, la vitesse de l'arbre mené n'étant plus finalement que de 10000 tours minute. Les vitesses obtenues sur l'a-rbre (20) de 10000 et 40000 tourslminute sont les vitesses correspondant à la vitesse maximum des turbines estimées à environ 160000 tours/minute. Dans ces deux cas le couple est maximum. Il est possible également de faire varier quelque peu la pression de l'air sur les turbines pour en réduire la vitesse en conservant un couple suffisant. Si on arrive à environ 100000 tours/minute aux turbines on obtient a la pièce à main environ 6000 tours/minute et donc toutes les vitesses intermédiaires entre 6000 et 40000 tours/minute. De nombreuses modifications peuvent etre apportées sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que la force absorbée par les engrenages des trains réducteurs étant faible, on peut concevoir de réaliser un moteur à plusieurs plages de vitesses en couplant en serie autant de turbines et de train épicycloidaux que l'on veut de vitesses, selon la conception ci-dessus. REVENDICATIONS. 1. Moteur à grande vitesse, du type comportant deux plages de vitesse distinctes, une turbine transmettant, par 1 'intermé- diaire d'un ensemble réducteur, une rotation à un arbre mené, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde turbine (7) entrainant par un premier train épicycloïdal réducteur (10) un arbre intermédiaire (13), ledit arbre intermédiaire (13) entrainant par un second train épicyeloïdal réducteur (16) ledit arbre mené (20), la seconde turbine (7) pouvant être verrouillée par un organe (27). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première turbine (6) comporte un arbre (12) muni d'un pignon (11), ledit pignon (11) engrènant avec des pignons (9) du train épicycloidal (10), les pignons (9) engrènant également avec une couronne dentée (8) solidaire de la turbine (7). 3. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre interméd-iaire (13) comporte un pignon (15) qui engrène intérieurement avec le train épicycloi- dal réducteur (16), celui-ci comportant une pluralité de pignons (17) engrenant extérieurement avec une couronne dentée (18) fixe et solidaire de la partie (5) du corps du moteur, le train (16) entrainant l'arbre mené (20).