Coupleurs

1. Coupleurs hydrauliques

1.1 Principe de fonctionnement

1.1.1 Approche théorique

1.1.1.1 Détermination du couple transmissible

1.1.1.2 Influence de la vitesse

1.1.1.3 Influence de la dimension caractéristique du coupleur

1.1.1.4 Influence du glissement

1.1.1.5 Influence du taux de remplissage

1.1.1.6 Influence de la température

1.1.2 Fonctionnement. Démarrage

1.1.2.1 Moteur thermique - Machine menée à couple constant

1.1.2.2 Moteur électrique - Machine menée à couple constant

1.1.2.3 Moteur électrique - Machine menée à couple centrifuge (variation parabolique)

1.1.3 Énergie. Rendement. Échauffement

1.2 Réalisation pratique

1.2.1 Remplissage constant ou progressif

1.2.1.1 Coupleur simple à remplissage constant

1.2.1.2 Coupleur à remplissage progressif (réservoir, chambre de retardement simple ou à commande centrifuge)

1.2.1.3 Applications

1.2.1.4 Montage

1.2.1.5 Valeurs typiques

1.2.1.6 Choix d’un coupleur et de son taux de remplissage (taille du coupleur, glissement et taux de remplissage)

1.2.2 Remplissage variable contrôlé

1.2.2.1 Principe de fonctionnement

1.2.2.2 Modes de réalisation

1.2.2.2.1 Coupleur à écope de remplissage (sans réglage indépendant du débit)

1.2.2.2.2 Coupleur à écope de vidange (à réglage de débit indépendant)

1.2.2.3 Applications

1.2.2.4 Valeurs typiques

1.2.2.5 Défauts. Entretien

2. Coupleurs divers

2.1 Coupleur à poudre

2.1.1 Description

2.1.2 Fonctionnement

2.1.3 Capacité énergétique. Usure

2.2 Coupleur électromagnétique à poudre

2.2.1 Description

2.2.2 Fonctionnement

2.2.3 Variantes de réalisation

2.3 Coupleur électromagnétique à induction

2.3.1 Coupleur à courants de Foucault

2.3.2 Coupleur synchrone (à induit bobiné)

2.3.3 Applications

Documentation

Un coupleur hydraulique est un dispositif d’accouplement progressif entre deux arbres tournants coaxiaux mettant en œuvre la variation d’énergie cinétique d’un liquide circulant entre sa partie menante et sa partie menée sans lien ni contact solide. Il occupe la même position qu’un embrayage dans la chaîne cinématique d’une transmission de mouvement, mais son rôle essentiel est fondamentalement différent.

C’est un organe de démarrage dont le rôle est d’amener le mécanisme mené à sa vitesse de régime dans des conditions qui permettent la mise en route optimale du mécanisme menant (moteur) et limitent la valeur des contraintes appliquées à l’ensemble.

La valeur et l’évolution du couple transmissible par un coupleur donné sont déterminées par sa vitesse et son glissement (écart relatif entre les vitesses menante et menée) indépendamment de toute intervention extérieure. Sauf usage d’artifices complexes, on ne peut pas intervenir sur ses caractéristiques intrinsèques sinon, une fois pour toutes, par son calibrage (taille et remplissage)

La contrepartie de cette rigidité fonctionnelle est la simplicité d’installation puisque, dans sa version la plus courante, il se monte à la même place et sans plus de complication qu’un banal accouplement.

Cette simplicité de mise en œuvre, jointe à la robustesse qui résulte de la simplicité de sa réalisation, en fait un appareil parfaitement bien adapté aux installations qui doivent fonctionner avec une surveillance réduite ou nulle.

Une autre de ses particularités est de pouvoir transmettre des puissances très élevées avec un volume très limité. Cela lui donne un avantage économique par rapport à d’autres solutions – électroniques notamment – d’autant plus net que les équipements sont puissants.

S’agissant d’un organe de transmission, il importe de préciser qu’il diffère fondamentalement d’un embrayage car il n’est pas un organe de connexion; en particulier, il ne permet pas (sauf artifice) de faire tourner l’un des mécanismes menant ou mené sans entraîner l’autre.

Il diffère aussi fondamentalement du convertisseur hydraulique de couple (surtout répandu en automobile pour les boîtes de vitesses automatiques) car il transmet l’énergie à couples (mené, menant) identiques et vitesses variables alors que le convertisseur fonctionne à puissances identiques : le produit couple x vitesse est le même du côté menant et du côté mené. On peut ainsi utiliser, à couple élevé et très faible vitesse, la puissance d’un moteur à grande vitesse et faible couple. Le convertisseur hydraulique constitue un véritable transformateur de puissance (cf. article Changements de vitesses dans ce traité).

Le présent article décrit d’autres types de coupleurs mettant en œuvre des phénomènes différents : inertiels, magnétiques, électromagnétiques, seuls ou en combinaison. Avec des caractéristiques couple/vitesse/glissement différentes, ces appareils ont la même fonction que le coupleur hydraulique.

Ils sont, en général, moins intéressants que le coupleur hydraulique sous le rapport des dimensions, ou de la simplicité, même si certains (électromagnétiques) ont l’avantage de pouvoir transmettre un couple modulable en fonctionnement.

Ils ne sont pratiquement plus utilisés de façon industrielle, mais il a paru utile de les présenter succinctement pour être aussi complet que possible et montrer la variété des technologies utilisables dans le domaine – simple – de la liaison de transmission de démarrage.

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