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"TRANSMISSION DE FORCE HYDRAULIQUE PROGRESSIVE"
La présente invention est relative aux transmissions de force sans engrenages et plus particulièrement à celles dans lesquelles un élément moteur, constitué par une turbine qu'on appellera ci-dessous le transmetteur, sert à accélérer et à maintenir en circulation en circuit fermé un liquide qui à son tour vient frapper contre les aubes ou ailettes d'une turbine de réaction calée sur l'arbre entraîné et lui donnant un mouvement de rotation.
L'invention a pour but, entre autres, de construire cette transmission de façon qu'elle convienne dans toutes les conditions d'application,
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mais plus particulièrement dans son application à la réali- sation d'un couple variable dans les automobiles et véhicu- les analogues ainsi que dans les moteurs électriques marins de propulsion et tous autres dispositifs de transmission de force; cette invention vise une transmission de force hydraulique, la construction et la combinaison des différen- tes parties de la transmission et la réalisation de moyens indiquant la quantité de fluide existant dans la transmis- sion ainsi que de moyens pour faire circuler et refroidir du fluide.
Suivant l'invention, les aubes du transmetteur sont montées et placées sur la périphérie de ce transmetteur ou près de celle-ci de façon telle que la direction de sortie de ce transmetteur forme un angle aigu avec la tan- gente au point de sortie, d'où il résulte que l'angle d'entrée du fluide dans les ailettes de la turbine réceptri- ce ne varie pas beaucoup, de sorte qu'avec une vitesse cons- tante du moteur, on peut faire varier complètement la force du couple avec la résistance.
Le liquide pénètre dans le transmetteur plus près du centre de rotation que du bord intérieur des ailettes et il est, en outre, dirigé radialement dans on déplacement au moyen de plaques diviseuses. Le liquide reçoit ainsi un supplément de vitesse égal à la perte dans le circuit et pénètre dans les aubes avec la même vitesse de rotation.
Le transmetteur est monté à glissement sur l'arbre moteur, de sorte que le fluide sortant peut être mis en regard des aubes de marche avant ou de marche arrière formant partie de la turbine réceptrice. Le mouvement coulissant est, de préférence, obtenu en montant la tige centrale sur un piston qui se déplace dans un cylindre fixé au carter.
En amenant une certaine quantité de liquide ou d'air sous pression, de façon à agir sur l'un ou l'autre des côtés du
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piston, le transmetteur peut, évidemment, être placé dans une position quelconque par rapport à la turbine récep- trice.
La quantité d'air comprimé nécessaire pour cela peut être commodément obtenue au moyen de l'un des cylindres du moteur lui-même, ou par tout autre moyen pratique, mais évidemment les moyens mécaniques habituels peuvent être adoptés de façon à atteindre le même but.
La turbine réceptrice est du type à réaction avec écoulement vers l'extérieur et est pourvue à sa périphérie de deux séries a'aubes ou ailettes montées dans des plans parallèles, et pouvant donner soit la marche avant soit la marche arrière à l'arbre entraîné.
Les ailettes pour la marche arrière sont disposées par rapport à celle pour la marche avant de façon telle qu'un jeu d'ailettes fixe puisse être interposé entre le premier jeu d'ailettes et le transmetteur, de façon à renverser le sens d'écoulement hors de ce dernier et ainsi donner une force réactive à la turbine réceptrice en sens inverse.
Afin d'avoir une alimentation continue en eau ou autre fluide refroidi, la transmission est de préférence mise en circuit avec le radiateur du moteur ou un radiateur supplémentaire. L'eau ou autre fluide refroidi est aspiré dans la chambre de travail au moyen d'un ou de plusieurs tubes de PITOT placés dans la partie de retour du circuit du fluide, de façon que la sortie fasse face à la direction d'écoulement du liquide. Pour l'écoulement de l'excès de liquide, on utilise un ou plusieurs tubes de PITOT avec les entrées faisant face à la direction de l'écoulement. On a ainsi un écoulement de liquide entrant et sortant de la chambre de travail.
La coordination de la puissance développée dans la transmission avec celle du moteur primaire est assurée de la façon suivantes
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Ces tubes d'écoulement sont disposés de façon à se déplacer en travers du courant et au moyen d'un dispositif approprié, ou peuvent être disposés de façon à occuper n'importe quelle position voulue en travers du courant, de sorte que l'épaisseur du courant et, de façon correspondante, la quantité de liquide en circulation, peuvent varier depuis zéro jusqu'à un maximum et il en est de même de la puissance développée par la transmission. pour mieux faire comprendre l'invention et montrer comment celle-ci est mise en pratique, on se référera aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 est une coupe verticale de la transmission selon l'invention.
La fig. 2 est une vue en bout de la fig. 1 avec partie en coupe.
La fig. 3 est une vue en bout de la fig. 1 en regardantdans la direction de la flèche a.
La fig. 4 est une vue schématique montrant le dispositif d'amenée et de refroidissement de l'eau.
Sur ces dessins, H est le carter extérieur de la turbine transmettrice située du côté du moteur et I est le carter extérieur du côté entraîné. C est l'arbre menant relié au moteur et porté par les paliers à billes T, O disposés de chaque côté de cet arbre C; le palier à billes T est monté dans un couvercle d'extrémité et le palier à billes 0 est monté dans une cavité U ménagée dans le moyeu Fl du disque entraîné F. A l'extrémité extérieure de l'arbre moteur C, est disposé un presse-étoupe V qui est fixé de façon convenable au couvercle Q. Au lieu de paliers à billes, on pourrait utiliser des paliers à rouleaux ou des paliers ordinaires.
Le bossage central de la turbine transmettrice B est ciaveté de façon appropriée sur l'arbre moteur C, mais est susceptible de glisser longitudinalement sur cet
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arbre au moyen d'un levier fourchu J monté sur l'axe de manoeuvre K, et un dispositif mécanique convenable quelcon- que, commandé par le conducteur, est utilisé dans ce but.
Le transmetteur B est muni de plaques diviseuses radiales B1 qui s'étendent à l'intérieur du transmetteur B jusqu'à ce qu'elles viennent rencontrer les ailettes du transmetteur A.
Les ailettes A font partie d'une pièce coulée A1 qui est fixée au transmetteur B, au moyen de vis A2 ou autre dispositif convenable. L est un canal de liaison conduisant au conduit de retour M.
Les ailettes D de la turbine font partie d'une pièce coulée D1 et font partie intégrante ou sont fixées sur le disque entraîné F au moyen d'une vis D2 ou autre dispositif approprié, ce disque entrainé F étant lui-même fixé de façon convenable à l'arbre entraîné N.
Les ailettes fixes G font partie d'une pièce coulée Gl et sont fixées sur la plaque de recouvrement G2 au moyen d'une vis G3,ou autrement, la pièce coulée G1 étant fixée de façon appropriée sur le noyau central R1.
Les aubes E de la turbine font partie d'un anneau V ou sont fixées de façon appropriée sur la pièce coulée D1 au moyen d'une vis E1 ou autre dispositif.
Le noyau central R1 est pourvu de plaques de recou- vrement R2 qui sont fixées à celui-ci au moyen de vis R3,la pièce centrale R étant également pourvue d'une plaque de recouvrement R4 qui y est fixée au moyen de vis R5,ou autre dispositif approprié; entre les plaques de recouvre- ment R2 est ménagé un espace! qui constitue une entrée pour le conduit M. m est un tuyau d'alimentation allant du radiateur à l'espace W.
Le moyeu F1 tourne sur un palier à billes X porté par le carter I et est pourvu d'un palier de butée à billes Y monté sur une pièce centrale Z; ce palier de butée
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à billes supportant la poussée qui s'exerce entre le trans- metteur B et le moyeu F1.
L'arbre entraîné N, qui est solidaire du moyeu F1, est porté de façon appropriée dans un palier à billes b et un palier de butée à billes c, disposés dans le carter d et la plaque d'extrémité respectivement, un presse-étoupe étant prévu sur la plaque d'extrémité e.
La fourchette J, actionnant le transmetteur, vient en prise sur un collier 5 solidaire de ce transmetteur B, un palier de butée à billes h étant prévu à cet effet et maintenu en position par un collier à vis j.
Il est prévu un indicateur de niveau k, lequel est relié de façon appropriée aux parties supérieure et infé- rieure du conduit M pour indiquer la quantité de liquide qui se trouve dans la transmission.
Au lieu d'utiliser de l'eau dans cette transmission, on peut aussi bien utiliserntimporte quel autre fluide.
Un tube de PITOT peut être placé en un point quelconque du conduit M de façon à réduire la quantité de fluide en circulation, suivant les besoins, ainsi que pour refroidir le fluide en circulation.
Pour supprimer la pression dans la chambre du transmetteur, on a prévu un tuyau ou une soupape approprié reliant un point convenable de la chambre du transmetteur à un point du système en circulation.
Pendant la marche, le transmetteur est alimenté en fluide et l'arbre C du moteur tourne, le fluide passant dans les ailettes de la turbine et réagissant contre les ailettes D en actionnant le disque F calé sur l'arbre entrai- né N.
Pour renverser le sens de marche de l'arbre en- trainé N, on déplace le transmetteur B le long de l'arbre
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moteur Ç au moyen de l'axe de manoeuvre K et de la four- chette J jusqu'à ce qu'il soit radialement en ligne avec les ailettes fixes G et les ailettes de la turbine de marche arrière E, P étant le canal de liaison entre celles-ci et le conduit de retour M. Le disque 0 est fixé de façon appro- priée au disque , ce disque comportant des trous ou passages appropriés le long de son diamètre intérieur, en concordance avec l'entrée dans le transmetteur B et le con- duit de retour M.
Les parois intérieures du conduit M sont constituées par la pièce intérieure R qui peut faire partie intégrante du carter H ou être maintenue en position par les pièces d'écartement S. Le fluide servant à alimenter la chambre de travail est fourni au moyen du tube de PITOT T ou de plusieurs tubes disposés dans le conduit M de façon à ce que leur sortie fasse face à la direction de l'écoule- ment du fluide ou bien la sortie du fluide peut être obtenue au moyen de tubes de PITOT dont les entrées font face à la direction de l'écoulement du fluide.
Sur la fig. 4 qui montre un dispositif de réglage de l'alimentation en fluide, 1 est le réservoir récepteur et 2 et 3 les tuyaux de liaison, l'eau s'écoule de ce récep- teur et par ces tuyaux, jusqu'au refroidisseur ou radiateur 4 et de là s'en va au conduit M de la transmission. L'excès . de fluide passe de cette transmission par la soupape de retenue 5 au refroidisseur 4, la soupape principale 6 étant commandée par une tige 7 fixée à la pédale d'accélération qui se trouve sur le plancher, devant le conducteur, ce qui commande l'arrivée du fluide à la transmission.
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"PROGRESSIVE HYDRAULIC FORCE TRANSMISSION"
The present invention relates to gearless power transmissions and more particularly to those in which a driving element, consisting of a turbine which will be called the sender below, is used to accelerate and keep in circulation in a closed circuit a liquid which in turn strikes against the blades or fins of a reaction turbine wedged on the driven shaft and giving it a rotational movement.
The invention aims, among other things, to construct this transmission so that it is suitable for all application conditions,
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but more particularly in its application to the realization of a variable torque in automobiles and similar vehicles as well as in marine electric propulsion motors and all other force transmission devices; this invention relates to hydraulic power transmission, the construction and combination of the various parts of the transmission and the provision of means indicating the quantity of fluid existing in the transmission as well as means for circulating and cooling fluid.
According to the invention, the vanes of the transmitter are mounted and placed on the periphery of this transmitter or near it in such a way that the direction of exit of this transmitter forms an acute angle with the tangent at the point of exit, from which it follows that the angle of entry of the fluid into the fins of the receiving turbine does not vary much, so that with a constant speed of the motor, the force of the torque can be completely varied. with resistance.
The liquid enters the transmitter closer to the center of rotation than to the inner edge of the fins and is further directed radially in displacement by means of dividing plates. The liquid thus receives an additional speed equal to the loss in the circuit and enters the vanes with the same speed of rotation.
The transmitter is slidably mounted on the drive shaft, so that the outgoing fluid can be placed opposite the forward or reverse blades forming part of the receiving turbine. The sliding movement is preferably obtained by mounting the central rod on a piston which moves in a cylinder fixed to the housing.
By bringing a certain quantity of liquid or air under pressure, so as to act on either side of the
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piston, the transmitter can, of course, be placed in any position relative to the receiver turbine.
The amount of compressed air required for this can be conveniently obtained by means of one of the cylinders of the engine itself, or by any other practical means, but of course the usual mechanical means can be adopted so as to achieve the same end. .
The receiving turbine is of the reaction type with outward flow and is provided at its periphery with two series of blades or vanes mounted in parallel planes, and able to give either forward or reverse to the driven shaft. .
The fins for reverse gear are arranged relative to that for forward gear so that a fixed set of fins can be interposed between the first set of fins and the sender, so as to reverse the direction of flow out of the latter and thus give a reactive force to the receiving turbine in the opposite direction.
In order to have a continuous supply of water or other cooled fluid, the transmission is preferably switched on with the engine radiator or an additional radiator. Water or other cooled fluid is drawn into the working chamber by means of one or more PITOT tubes placed in the return portion of the fluid path, so that the outlet faces the direction of flow of the fluid. liquid. For the flow of excess liquid, one or more PITOT tubes are used with the inlets facing the direction of flow. There is thus a flow of liquid entering and leaving the working chamber.
The coordination of the power developed in the transmission with that of the primary engine is ensured as follows
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These flow tubes are arranged to move across the stream and by means of a suitable device, or may be arranged to occupy any desired position across the stream so that the thickness of the current and, correspondingly, the quantity of liquid in circulation, can vary from zero to a maximum and it is the same for the power developed by the transmission. in order to better understand the invention and to show how it is put into practice, reference is made to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a vertical section of the transmission according to the invention.
Fig. 2 is an end view of FIG. 1 with sectional part.
Fig. 3 is an end view of FIG. 1 looking in the direction of arrow a.
Fig. 4 is a schematic view showing the device for supplying and cooling the water.
In these drawings, H is the outer casing of the transmission turbine located on the motor side and I is the outer casing of the driven side. C is the driving shaft connected to the motor and carried by the ball bearings T, O arranged on each side of this shaft C; the ball bearing T is mounted in an end cover and the ball bearing 0 is mounted in a cavity U formed in the hub Fl of the driven disc F. At the outer end of the motor shaft C is arranged a stuffing box V which is suitably attached to cover Q. Instead of ball bearings, roller bearings or ordinary bearings could be used.
The central boss of the transmission turbine B is suitably positioned on the drive shaft C, but is capable of sliding longitudinally on this
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shaft by means of a forked lever J mounted on the operating shaft K, and any suitable mechanical device, controlled by the driver, is used for this purpose.
Transmitter B has radial divider plates B1 which extend inside transmitter B until they meet the fins of transmitter A.
The fins A are part of a casting A1 which is fixed to the transmitter B, by means of screws A2 or other suitable device. L is a connecting channel leading to the return duct M.
The fins D of the turbine form part of a casting D1 and form an integral part or are fixed on the driven disc F by means of a screw D2 or other suitable device, this driven disc F itself being suitably fixed to the driven shaft N.
The fixed fins G form part of a casting G1 and are fixed to the cover plate G2 by means of a screw G3, or otherwise, the casting G1 being suitably fixed to the central core R1.
The blades E of the turbine form part of a ring V or are suitably fixed to the casting D1 by means of a screw E1 or other device.
The central core R1 is provided with cover plates R2 which are fixed to it by means of screws R3, the central part R also being provided with a cover plate R4 which is fixed thereto by means of screws R5, or other suitable device; a space is left between the cover plates R2! which constitutes an inlet for the duct M. m is a supply pipe going from the radiator to the space W.
The hub F1 rotates on a ball bearing X carried by the housing I and is provided with a thrust ball bearing Y mounted on a central part Z; this thrust bearing
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with balls supporting the thrust exerted between the transmitter B and the hub F1.
The driven shaft N, which is integral with the hub F1, is suitably carried in a ball bearing b and a thrust ball bearing c, arranged in the housing d and the end plate respectively, a stuffing box being provided on the end plate e.
The fork J, actuating the transmitter, engages on a collar 5 integral with this transmitter B, a thrust ball bearing h being provided for this purpose and held in position by a screw collar j.
A level indicator k is provided, which is suitably connected to the upper and lower parts of the conduit M to indicate the quantity of fluid in the transmission.
Instead of using water in this transmission, you can use any other fluid as well.
A PITOT tube can be placed at any point in the conduit M so as to reduce the amount of circulating fluid, as needed, as well as to cool the circulating fluid.
To relieve pressure in the transmitter chamber, a suitable pipe or valve is provided connecting a suitable point in the transmitter chamber to a point in the circulating system.
During operation, the sender is supplied with fluid and the shaft C of the motor rotates, the fluid passing through the blades of the turbine and reacting against the fins D by actuating the disc F fixed on the driven shaft N.
To reverse the direction of travel of the driven shaft N, the transmitter B is moved along the shaft.
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engine Ç by means of the maneuvering shaft K and the fork J until it is radially in line with the fixed fins G and the fins of the reverse turbine E, P being the channel of connection between these and the return duct M. The disc 0 is appropriately fixed to the disc, this disc having suitable holes or passages along its internal diameter, in accordance with the entry into the transmitter B and the return line Mr.
The interior walls of the duct M are formed by the interior part R which can be an integral part of the housing H or be held in position by the spacers S. The fluid used to supply the working chamber is supplied by means of the pressure tube. PITOT T or of several tubes arranged in the conduit M so that their outlet faces the direction of the flow of the fluid or else the outlet of the fluid can be obtained by means of PITOT tubes whose inlets are facing the direction of fluid flow.
In fig. 4 which shows a device for adjusting the fluid supply, 1 is the receiving tank and 2 and 3 the connecting pipes, water flows from this receiver and through these pipes to the cooler or radiator 4 and from there goes to the conduit M of the transmission. The excess. fluid passes from this transmission through the check valve 5 to the cooler 4, the main valve 6 being controlled by a rod 7 attached to the accelerator pedal which is on the floor, in front of the driver, which controls the arrival fluid to the transmission.