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Perfectionnements aux pompes rotatives, compresseurs, moteurs primaires et analogues.
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments aux machines rotatives, pompes, moteurs, compteurs, dispositifs de transmission de puissance et analogues, ci- après désignés sous le nom générique de -machines du type indiqué" agissant pour mettre en mouvement un fluide, ou entratnées par ledit fluide, lui-même ci-aprés désigné sous le nom générique de "fluide d'actionnement.. Il doit être bien entendu que cette expression de "fluide d'action- nement" est ici employée pour désigner aussi bien un fluide moteur, c'est-à-dire un agent liquide ou gazeux servant à fournir ou à transmettre la puissance d'entrat- nement de la machine, qu'un fluide entraîné, comme dans le cas, par exemple, d'une pompe, d'un dispositif de transmission, ou analogue.
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Le but de l'invention est la constitution d'un mode de construction perfectionné de machine rotative du type indiquée comportant notamment certains avantages par rapport au type connu, à aube glissante, avec lequel on éprouve fréquemment des difficultés dues aux effets ciné- matiques du mouvement cyclique de l'aube dans le rotor et au fait qu'il est parfois difficile de trouver un mode, entièrement efficace et satisfaisant en générale d'obten- tion de l'étanchéité entre l'aube glissante et le rotor.
Conformément à l'invention, la machine rotative du type spécifie comporte deux organes concentriques, suscep- tibles de rotation l'un par rapport à l'autre et compre- nant entre eux une chambre annulaire, dite chambre à vannes,une ou plusieurs butées s'étendant, en travers de ladite chambre à vannes, de l'un des organes concentriques par rapport auquel elle est stationnaire, au second des organes concentriques. Ladite machine rotative comporte également des vannes en forme de secteurs circulaires, pouvant tourner par rapport audit second organe concen- trique, dans des évidements périphériques dudit, pendant la rotation des organes concentriques, l'un par rapport à l'autre.
Ces évidements sont adjacents à l'une des sur- faces de la chambre à vannes et la disposition générale est telle qu'il y a en tout temps une vanne en contact étanche par un quelconque des points de sa périphérie circulaire, à la fois, avec l'évidement dans lequel elle fonctionne et aussi avec la périphérie non évidée de la chambre, entre les cotés "entrée" et "sortie" de ladite chambre, ou de toute partie de celle-ci séparée de la partie adjacente par une butée.
Lorsque les vannes et la butée, ou des butées passent l'une en face de l'autre,
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la partie de la périphérie de la vanne qui est dirigée vers la butée est sa partie non circulaire et la butée est continuellement en contact .étanche, soit avec celle des cloisons de la chambre à vannes qui est évidée., soit avec une vanne, soit avec ces deux organes.
Un avantage important du mode de construction selon l'invention est l'emploi d'un joint étanche à très faible jeu, au lieu d'un joint à frottement, entre les divers organes de la machine qui se déplacent les uns par rapport aux autres.
Pour plus de simplicité les parties circulaires de vanne ci-dessus mentionnées seront désignées ci-après par l'expression: "surfaces d'étanohéité des vannes" et les autres parties de vanne également mentionnées seront dési- gnées par l'expression "surfaces de non-,étanchéité des vannes'.
Selon un mode de réalisation particulier de l'inven- tion, celle des périphéries de la chambre à vannes qui n'est pas évidée peut se trouver sur celui des deux organes mobiles à partir duquel la butée, ou les butées, s'étend, ou s'étendent, dans la chambre à vannes. Dans ce cas, les vannes, en tournant autour de la chambre, glissent le long de la périphérie non évidée de ladite chambre en formant avec cette périphérie un joint linéaire étanche.
Toutefois, conformément à une variante de réalisation, généralement préférable, la périphérie non évidée de la chambre à vannes peut être en relation fixe (dans le sens de rotation) avec la périphérie évidée (de manière à tourner avec elle, si, par exemple, l'organe évidé est le rotor de la machine) et être pourvue de cannelures axiales s'adaptant de façon étanche à la surface d'é-
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tanohéité des vannes.
Avec cette disposition, on obtient une étanchéité par surface, au lieu de Pétanchéité linéaire (sur un point seulement du cercle déterminant la surface d'-étan- chéité de la vanne), ce qui augmente le rendement de la machine et dispense de plus, même dans le cas d'une machine destinée à fonctionner avec un gaz, ou tout autre fluide d'actionnement non visqueux, d'opérer avec un ordre plus élevé de finesse de jeu pour les joints étanches.
En outre, dans le cas où les canaux de la périphérie non évidée de la chambre à vannes sont, comme il est commode, forés par la même opération que les évidements de logement des vannes dans la partie évidée, par exemple, quand l'organe formant ladite périphérie et l'organe évidé sont d'une seule pièce, le centrage des forages n'a pas besoin d'une si grande précision qu'il est d'ordinaire nécessaire avec le mode de réa- lisation mentionné auparavant (ceci, parce que selon la première réalisation, la surface d'étanchéité de la chambre à vannes avec laquelle les surfaces d'étanchéité des vannes forment joint étanche fait partie d'un organe séparé de celui qui porte les vannes).
En effet, comme on s'en rendra compte, la précision de centrage des sur- faces d'étanchéité de la périphérie non évidée de la chambre à vannes, c'est-à-dire la surface des canaux qui y sont pratiqués, est réalisée automatiquement de manière à assurer un joint convenablement étanche entre ces sur- faces et les surfaces d'étanchéité des vannes.
D'autre part, on peut, selon l'invention, prévoir des moyens, de préférence tels que décrits plus spécia- lement par la suite, de faire varier la surface effec- tive des vannes et, par suite, la capacité de la machine.
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On peut encore, conformément à l'invention, dans le cas où: il existe plusieurs butées, donner aux vannes un nombre de surfaces d'Étanchéité correspondant à celui des butées, lesdites surfaces d'étanchéité étant séparées entre elles, autour de la périphérie de la vanne, par un nombre égal de surfaces de non-étanchéité et prévoir la rotation des vannes autour de leurs axes à 'raison d'un tour, par rapport à l'organe évidé, par tour de ce der- nier relativement à l'organe non évidé. Un avantage important de cette disposition, par rapport à celle sui- vant laquelle les vannes ne sont munies que d'une seule surface d'étanchéité, est qu'il suffit d'une plus faible vitesse de rotation de vannes, pour une vitesse donnée de rotation relative de l'organe évidé, ce qui réduit l'usure et la détérioration des transmissions et des portages de la machine.
De même, dans le cas où, comme ci-dessus, la périphérie non évidée de la chambre à vannes est reliée de façon fixe à la partie évidée et munie de cannelures axiales destinées au logement des surfaces d'étanchéité des vannes, on peut employer des vannes beaucoup plus étroites, par exemple, des vannes dont la largeur à la surface d'étanchéité n'est qu'une fraction relativement faible du diamètre de la vanne, puisqu'il est seulement nécessaire de faire la largeur des cannelures à la périphérie de la chambre à vannes suffisamment supérieure à ladite largeur des vannes pour assurer l'arc nécessaire ou désirable de balayage de la vanne autour de la chambre à vannes et, aussi, la rela- tion de temps nécessaire entre le commencement et la fin du parcours de cet arc et le déplacement de la vanne autour de la chambre.
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L'invention prévoit également des moyens pour assurer l'équilibrage radial et axial des diverses pièces mobiles, comme exposé plus en détail dans la suite de la présente description.
L'invention sera. mieux comprise si l'on se ré- fère aux dessins joints qui se rapportent à quelques unes de ses formes de réalisation, représentées, bien entendu, très schématiquement.
La figure 1 représente, en coupe axiale, un mode de construction particulier d'une machine à deux vannes et à une seule butée, selon l'invention. La machine représen- tée comporte une périphérie avec canaux (ci-après désignés, sous le nom plus commode de garniture périphérique) pour la chambre à vannes, reliée de façon fixe à la périphérie évidée de ladite chambre; elle comporte également des dis- positions prévues pour faire varier la capacité de la machine.
Les figures 2. 3, 4 et 5 sont des coupes selon les droites 2-2, 3-Se 4-4 et 5-5 de là figure 1 et la figure 2 est également une coupe, selon la droite 2-2., de la figure 14, ci-après décrite.
Les figures 6 et 7 sont, l'une, une coupe axiale et l'autre une coupe transversale d'une autre variété de machine rotative selon l'invention, cette variété compor- tant également la garniture périphérique de la chambre à vannes, mais non les moyens de variation de la capacité de la machine.
La figure 8 est une coupe axiale schématique d'une machine en général semblable à celle représentée aux figures 1 à 5, dont elle constitue une variante, ci-après décrite.
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La figure 9 représente, en coupe axiale, une machine à double chambre, également pourvue d'une garni- ture périphérique de chambre, mais sans moyens de varia- tion de la capacité de la machine.
Un autre mode de construction de machine à double chambre est représentée en coupe axiale, à la figure 10 et, en coupe transversale, à la figure 11. Elle est, en générale semblable à la machine de la figure 9, mais sa construction comporte quatre vannes à double face et deux butées.
Les figures 12 et 13 représentent, l'une en coupe axiale et l'autre en coupe transversale, une machine à double chambre, avec vannes à double face, garnitures de chambre, possibilité de variation de la capacité de la machine et équilibrage axial et radial de toutes les pièces tournantes de la machine.
La figure 14 est une coupe d'une autre forme de réalisation de la machine à butée simple et à deux vannes selon l'invention, avec possibilité de variation de la capacité de la machine, mais sans garniture péri- phérique de la chambre à vannes, ces dernières faisant, par conséquent, joint linéaire étanohe avec la paroi de la chambre.
Les figures 15, 16 et 17 sont, respectivement, des coupes selon les droites 15-15, 16-16 et 17-17 de la figure 14.
Une autre réalisation de machine à butée simple et à deux vannes selon l'invention est représentée, en coupe axiale à la figure 18 et, en coupe transversale, à la figure 19. Ses vannes font un joint linéaire avec la paroi de la chambre.
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La figure 20 représente en coupe une machine à deux butées et à quatre vannes, selon l'invention; ses vannes sont à double face et font joint linéaire avec la paroi de la chambre.
A la figure 21, on a représenté, en coupe, une machine à deux butées et à quatre vannes, selon l'invention, mais avec vannes à une seule face active et faisant joint li- néaire avec la paroi de la chambre.
La figure 22 représente, en coupe et en détail, une des vannes de la machine, à son passage en face d'une bu- tée. On voit à cette figure une variante, décrite ci-après, du mode de joint employé entre la vanne et la butée.
La valve spéciale représentée schématiquement aux figures 23 et 24, est susceptible d'emploi en liaison avec deux machines rotatives, selon l'invention, couplées ensemble pour fonctionner, l'une en pompe et l'autre en moteur, formant ainsi un groupe de transmission d'énergie.
Sur toutes les figures jointes les mêmes nombres de référence désignent les mêmes organes.
La machine représentée aux figures 1 à 5 comporte un arbre central 1, non tournant, sur lequel peut tourner librement un rotor cylindrique 2. Dans des évidements péri- phériques 3 dudit rotor sont disposées deux vannes 4, 5, approximativement semi-cylindriques et diamétralement oppo- sées l'une à l'autre. Leurs axes sont parallèles à l'arbre 1. Ces vannes qui sont montées sur des arbres 6, 7, pivotes à leurs extrémités dans le rotor, peuvent tourner de façon épicycloldale avec ledit rotor, en accomplissant autour de leurs axes et en sens inverse de la rotation du rotor, un tour complet par rapport à celui-ci, par tour dudit.
Dans ce but, elles sont munies d'un train de transmis-
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sion épicycloidal comportant une roue-planète station- naire 8, fixe sur l'arbre 1, deux roues satellites 9, 10, fixes sur les arbres 6, 7 et deux roues intermédiai- res 11, 12., montées sur le rotor et engrenant, d'une part, avec les roues-satellites 9, 10, et, d'autre part, avec la roue-planète 8.
La machine comporte également un corps de pompe cylindrique 13, concentrique à l'arbre 1. Ce corps de pompe (qui constitue le stator de la machine et l'un des deux organes rotatifs l'un par rapport à l'autre mentionnés plus haut, l'autre .étant constitue par le rotor) est muni d'une garniture tournante 14, analogue à un manchon. Cette garniture, qui tourne d'une seule pièce avec le rotor, est espacée de la périphérie de ce dernier, de manière à former, en liaison avec elle une chambre à vannes annulaire 15, autour de laquelle les vannes 4, 5 glissent à mesure que le rotor tourne.
S'étendant axialement en travers de la partie supérieure de cette chambre à vannes se trouve une butée 16, qui forme joint, le long de sa périphérie extérieure, avec la périphérie intérieure de la garniture 14 et, le long de sa périphérie intérieure, avec la périphérie du rotor 2, ledit joint étant à jeu très faible et les deux surfaces périphériques de la butée étant, dans ce but, cylindriques et concentriques au rotor et à la gar- niture.
A mesure que le rotor tourne, il amène successi- vement les vannes 4, 5 en face de la butée 16, avec le coté plat, ou non étanche de la vanne tourné vers la butée.
La forme et le dimensionnement des pièces sont tels qu'il y a en tout temps des surfaces d'étanchéité en
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regard, entre la butée et le rotor. Dans ce but, la lon- gueur de la butée le long de la périphérie du rotor est supérieure à la longueur, suivant la même direction, des évidements du rotor.
La garniture est percée, en deux points situés sur le même diamètre que les axes des vannes, de canaux 17, 18, cylindriques et concentriques aux vannes. Ces canaux sont périodiquement remplis par les périphéries circulai- res des vannes avec lesquelles elles font joint à faible jeu. L'ensemble de pièces comprenant le rotor, les vannes et le train régulateur des vannes peut télescoper d'une seule pièce dans un bottier tubulaire 19, fermé à son ex- trémité de gauche par une cloison 20. Cette cloison fait corps avec un arbre creux, porté par des paliers 22, dans un prolongement axial 23 de la pièce 24 qui constitue l'un des flasques du corps de pompe 13. L'autre flasque dudit corps de pompe 13 est indiqué en 25.
Le corps de pompe 13, ainsi fermé à ses extrémités par les flasques 24, 25, renferme complètement les pièces mobiles de la machine, qui peuvent ainsi tourner dans l'huile, les parties de l'intérieur du corps de pompe qui ne communiquent pas avec la chambre à vannes étant, dans ce cas, par exemple, em- plies d'huile.
Une collerette annulaire 26 (voir figure 3), faisant corps avec la cloison qui entoure le bottier 19 est dirigée vers l'intérieur. Cette collerette constitue la cloison de l'extrémité gauche de la chambre à vannes 15 qui peut, par suite, être considérée comme évidée de manière à loger le rotor 2 et les vannes 4, 5, celles-ci étant suscep- tibles de télescoper à l'intérieur du bottier et, une fois à bout de course, tournant par rapport au rotor. En outre,
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venus de fonte avec ladite cloison entourant le bottier, il existe deux évidements 27, en forme de manchons à peu près semi-cylindriques et quant à leur périphérie inté- rieure, concentriques aux vannes 4, 5. Ces évidements 27 comportent des rebords 29, qui assurent l'étanchéité du joint avec la périphérie du rotor 2, lorsque celui-ci pénètre dans le bottier.
Les vannes 4, 5 sont munies, à leur extrémité de gauche, de flasques 30, qui en complè- tent la surface cylindrique à ladite extrémité et font joint étanche avec la périphérie interne des évidements 27. Par conséquent, à la position repliée de l'ensemble télescopable, lorsque le rotor et les vannes sont à l'in- térieur du bottier 19, des évidements étanches sont prévus en arrière du flasque évidé 26., pour loger les vannes pen- dant leur rotation par rapport au rotor. L'intérieur de ces évidements s'ouvre dans l'intérieur de la chambre à vannes proprement dite, à travers les parties de l'ouver- ture dudit flasque qui servent à loger les vannes.
Toute- fois, si on le désire, on peut incorporer à la machine des pièces de remplissage desdits évidements, complémentai- res des vannes et entraînées en rotation épicycloidale avec elles et le rotor 2. de manière à limiter strictement en tout temps l'intérieur de la chambre à vannes, à l'espa- ce compris entre les parois opposées de ladite.
Le couple de rotationde la machine est transmis du, ou au rotor par l'intermédiaire du bottier 19 et des évi- dements 27. Dans ce but, le rotor comporte, à gauche deux projections radiales opposées 31, cylindriques et concen- triques aux évidements 27 et engagées à glissement avec ces derniers par un joint étanche. Par suite, avec la forme de réalisation représentée, les évidements sont fermés, en n
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partie par les flasques 30 des vannes et en partie par les prolongements radiaux 31 du rotor. Toutefois, si on le désire, l'étanchéité des évidements peut être assurée par l'une ou l'autre seulement de ces pièces, au lieu de l'être par les deux ensemble.
La paroi de droite de la chambre à vannes est constituée par une pièce 32, en forme de piston. Cette pièce est fixée sur l'arbre 1 et déplaçable, axialement avec lui, de l'intérieur à l'extérieur de la chambre à vannes 15, et inversement, de manière à accompagner le rotor et les vannes, lorsqu'ils glissent dans le bottier 19, faisant ainsi varier, suivant la longueur dont le rotor et les vannes sont engagés dans le bottier, au- delà du flasque évidé 26 de chambre à vannes, la lon- gueur effective de ladite chambre et, par suite, la capacité de la machine. A cet effet, le piston 32 fait joint glissant étanche, pendant son déplacement par rapport à la chambre à vannes, avec la cloison périphé- rique de ladite (c'est-à-dire, avec la périphérie in- terne de la garniture 14) et aussi avec les faces laté- rales de la butée 16.
Le rotor est fixé au piston 32 (de manière à être retiré par lui du bottier 19), par exemple, par butée axiale contre lui de la roue plané- taire 8 sur l'arbre 1.
On peut prévoir toute disposition convenable d'o- rifices d'entrée et de sortie aboutissant à l'intérieur de la chambre à vannes 15. Avec le mode de réalisation représenté, les orifices d'entrée et de sortie aboutis- sent, à travers la butée 16, aux faces latérales de celle-ci. Le passage de ces deux orifices dans la butée est indiqué en 33 et 34 et ils sont reliés aux canali-
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sations d'entrée et de sortie 35, 36 du corps de pompe 13 du stator.
Pendant le fonctionnement de la machine ci-des- sus décrite, la pression de service du fluide d'actionne- ment dans la chambre à vannes est souvent très considé- rable. Il est donc à désirer, pour décharger les vannes de la poussée radiale due à cette pression et, par suite, les portages des vannes sur le rotor d'une charge dissy- métrique qui tendrait à provoquer un échauffement par friction excessif dans les portages et, avec le temps, une usure excessive des portages, de prévoir l'équili- brage de ladite poussée radiale. A cet effet, les loge- ments 3 des vannes dans le rotor comportent des cavités annulaires 37, s'étendant à leur périphérie entre des points peu éloignes de la périphérie du rotor.
Lorsque ce dernier tourne, ces cavités sont mises de façon inter- mittentes en communication avec l'intérieur de la chambre à vannes, d'où il résulte que la pression du fluide d'actionnement qui y règne est transmise à l'arrière de la vanne et qu'au moins jusqu'à un certain point, la poussée radiale mentionnée est contrebalancée. Si on le désire, on peut disposer ces cavités en communication continue avec l'intérieur de la chambre à vannes, par exemple en les y reliant au moyen de canaux de passage du fluide d'actionnement.
Les logements des vannes dans le rotor en ce qui concerne leur bord situé entre la périphérie du rotor et les cavités 37, sont cylindriques et concentriques aux vannes et les axes des vannes sont placées à des distances telles de l'axe du rotor, qu'en tout temps, quelle que soit la position angulaire des vannes par rapport au rotor, il y
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ait, entre vannes et rotor, un recouvrement de surfaces d'étanchéité.
Par conséquente avec cette réalisation aussi bien qu'avec certaines de celles ci-après décrites, on a pré- vu l'étanchéité par surfaces dans toute la machine, soit entre les vannes et la chambre à vannes, soit entre les vannes et le rotor, soit encore entre le rotor et la butée. Il en résulte la constitution d'une machine d'un ordre de rendement extrêmement élevé, même dans le cas .où. le fluide d'actionnement est un gaz ou un liquide (par exemple, de l'eau) de viscosité relativement faible et même dans le cas où. la finesse de jeu des joints est relativement peu poussée.
Il est à remarquer, en ce qui concerne le rôle de la garniture rotative 14, qu'une seconde utilité de celle-ci, en plus de celle de l'organisation, ci-dessus décrite, de 1-1:étanchéité par surface, entre les vannes et la chambre à vannes, consiste à permettre l'exten- sion de l'arc de balayage effectif des vannes autour de la chambre à vannes, par rapport au cas de l'étan- chéité linéaire entre vannes et chambre.
En effet, avec l'étanchéité linéaire, celle-ci n'est maintenue que pendant que la surface circulaire d'étanchéité de la vanne passe par un unique point de tangence avec la paroi de la chambre. Au contraire, grâce à l'usage de la garni- ture cannelée, l'étanchéité est maintenue depuis le moment où le bord avant de la surface d'étanchéité de la vanne aborde le canal jusqu'à celui où le bord ar- rière de ladite surface d'étanchéité quitte l'autre bord du canal.
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Afin d'équilibrer la poussée axiale sur le piston 32 du fluide d'actionnement se trouvant dans la chambre à vannes, on a prévu à l'arrière du piston une cavité 40, en- tre ledit piston et le flasque 25 du corps de pompe. Cette cavité 40 est mise en communication avec l'intérieur de la chambre à vannes, en vue de l'admission du fluide d'actionne- ment de celle-ci, à travers un orifice 41 pratiqué dans le piston.
Les organes de manoeuvre de l'ensemble des pièces comprenant le rotor, les vannes, l'entraînement régulateur des vannes et le piston 32, par rapport au boîtier 19, pour faire varier, comme décrit, la capacité effective de la ma- chine, peuvent revêtir une forme convenable quelconque. Dans l'exemple représenté, l'arbre 1, qui télescope, à gauche avec l'extrémité de l'arbre creux 21 dans lequel il est sup- porté par palier, est relié à un levier à main 42, pivoté en 43 sur un étrier 44 monté sur le corps de pompe. Ce levier 42 est relié à l'extrémité de l'arbre 1 par une articulation 45.
Selon la forme de réalisation représentée aux figu- res 6 et 7, la machine comporte, comme ci-dessus, un rotor 2, deux vannes semi-circulaires 4, 5, un corps de pompe 13, une garniture rotative 14 à l'intérieur dudit, une butée 16, s'avançant axialement dans la chambre à vannes et des orifi- ces d'entrée et de sortie 33, 34. La garniture rotative 14 est reliée rigidement avec le rotor 2 par l'intermédiaire d'un disque 46, qui constitue la paroi de droite de la cham- bre à vannes. La paroi de gauche est constituée par une par- tie 47 du corps de pompe.
La paroi 46 est, par suite, soumi- se à la poussée axiale du fluide d'actionnement emplissant la chambre et, pour équilibrer cette poussée, il est prévu une cavité 48, dans le corps de pompe, agissant en liaison avec n
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la surface 49 du dos de la paroi 46 de manière à former, comme dans l'exemple des figures 1 à 5, une chambre de pression dans laquelle le fluide d'actionnement de la cham- bre à vannes est admis, par exemple au moyen d'un conduit 50.
Comme représenté, ladite cavité 48 est disposée excentriquement par rapport à la chambre à vannes et, par rapport au diamètre passant par le milieu de la butée, du côté 'haute pressionn de la chambre. Le but de cette dispo- sition est de s'approcher le plus possible de l'égalité entre la poussée compensatrice et la poussée à compenser. La même disposition peut être employée, si on le désire, avec le mode de construction objet des figures 1 à 5. C'est-à-dire qu'au lieu de disposer la cavité 40 au centre du piston 42, on peut, si on le désire, la prévoir excentrique par rapport à lui et du côté du diamètre ci-dessus défini qui correspond à la haute pression dans la chambre à vannes.
Une telle disposition est représentée à la figure 8. Le piston 32 est relié à l'arrière avec un piston plus petit 51, fonctionnant dans un cylindre 52 incorporé au stator de la machine et communiquant avec l'intérieur de la chambre à vannes, par exemple au moyen d'un conduit 53. L'axe du piston 51 et du cylindre 52 est excentrique par rapport à l'axe de la chambre à vannes et il est situé, comme dans l' exemple des figures 6 et 7, du côté du diamètre ci-dessus spécifié correspondant à la haute pression dans la chambre à vannes.
De plus, selon la disposition représentée figure 8, une cavité 54, analogue à la cavité 48 des figures 6 et 7, est prévue à l'arrière de la paroi 20 du boîtier 19, dans le but d'équilibrer ledit boîtier vis-à-vis de la pression axiale qui lui est appliquée par le fluide d'actionnement de la chambre à vannes par l'intermédiaire de la paroi de gauche 26 de ladite. La cavité 54 communique avec l'intérieur de la chambre à vannes, par exemple, au moyen d'un conduit
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55, aboutissant au cylindre 52.
La machine à double chambre représentée à la figure 9 est analogue, par son principe et sa construction, à la machine des figures 6 et 7. Elle se compose, en effet, de deux de ces machines disposées dans l'axe l'une de l'autre à l'intérieur d'un corps de pompe unique. Les garnitures rota- tives 14 des deux chambres à vannes font corps l'une avec l'au tre et avec les deux parois adjacentes 46 des deux chambres à vannes, de telle sorte que les poussées axiales du fluide d'ac tionnement de ces deux chambres sur lesdites parois s'équili- brent mutuellement. Les deux jeux de vannes 4, 5, fonction- nant chacun dans une des chambres de la machine, sont montés sur des arbres communs 6, 7 et entraînés par un train épicy- cloidal commun, 8, 9, 10, 11, 12, analogue à celui décrit à propos des figures 1 à 5.
Comme représenté, les deux jeux de vannes, chacun dans sa chambre respective, sont décalés de 1800 l'un par rapport à l'autre, dans le but d'obtenir l'équilibrage dyna- mique des pièces tournantes et les conduites de sortie de la machine aboutissent radialement dans les chambres à vannes par des orifices des garnitures mobiles, au lieu d'y aboutir axiale ment, comme aux figures 6 et 7. L'évacuation des chambres est par conséquent intermittent, avec cette disposition, particu- lièrement favorable, on le remarquera, au cas, par exemple, d'un moteur de foreuse pneumatique, dans lequel d'ordinaire, l'intermittence d'alimentation de la chambre à vannes en flui- de d'actionnement est avantageux. Il reste entendu, toutefois, que, si on le désire, les orifices de cette machine à double chambre peuvent être disposés comme ceux décrits plus haut.
De même, au lieu de disposer les butées à 180 l'une de l'autre, selon la disposition ci-dessus, on peut, si on le
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désire, les disposer en alignement l'une avec l'autre. Un avantage important de cette dernière variante est que les poussées axiales opposées, sur les parois 46 de la chambre à vannes, qui, comme précédemment, s'équilibrent mutuelle- ment, sont en alignement l'une avec l'autre, ce qui les em- pêche de donner naissance à un couple tendant à appliquer une charge radiale unilatérale sur les paliers du rotor. Cet- te dernière considération, on le remarquera, est plus impor- tante'dans le cas des machines des dimensions les plus gran- des et de celles construites pour fonctionner à des puissan- ces importantes.
Selon le mode de construction qui fait l'objet des figures 10 et 11, la machine est, en principe, semblable à celle représentée figure 9. Mais il y a quatre vannes 56, 57, 58, 59 et deux butées 60, 61, diamétralement opposées, dans chaque moitié de la machine. Les vannes, qui tournent autour de leurs propres axes, une fois par rapport au rotor, à cha- que tour de ce dernier sont, éomme représenté, symétriques par rapport à la ligne médiane des butées et relativement courtes par rapport à leur diamètre. La largeur périphéri- que des canaux de la garniture rotative est un peu supérieu- re à celle des surfaces d'étanchéité des vannes, conformé- ment à ce qui a été exposé plus haut.
D'autre part, les deux jeux de butées sont dos à dos au lieu de se faire face, comme à la figure 9. L'avanta- ge de cette disposition est de faciliter en général l'aména- gement des orifices des chambres, par rapport à la disposi- tion de la figure 9. Egalement, le train régulateur des van- nes peut être disposé, comme représenté, à l'une des extré- mités de la machine, au lieu de l'être en son milieu, c'est- à-dire dans une position plus accessible et généralement
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plus commode.
La disposition ci-dessus, suivant laquelle les bu- tées sont dos à dos,'avec le train régulateur à une extré- mité de la machine, peut, si on le désire, être appliquée, à titre de variante, à la réalisation de la figure 9, c'est-à- dire,dans le cas d'une machine à double chambre, avec deux vannes et une seule butée dans chaque demi machine, et ceci, que les butées soient en ligne l'une avec l'autre, ou, comme représenté à la figure 9, à 1800 l'une de l'autre.
On remarquera qu'avec le mode de construction des figures 10 et 11, la partie tournante, comprenant les deux garnitures 14 et le rotor double 2 est, de façon inhérente, équilibrée à la fois radialement et axialement. Elle est équilibrée radialement, en ce qui concerne la poussée radiale du fluide d'actionnement à la périphérie du rotor, par suite du fait qu'il y a de chaque côté de la machine deux hautes pressions opposées et qu'en outre la garniture rotative 14 de chaque moitié est d'une seule pièce avec le rotor. Elle est équilibrée axialement par suite du fait que les pièces du rotor dans lesquelles les arbres des vannes ont leurs porta- ges et qui constituent, en fait, les parois extrêmes des chambres à vannes, font corps l'une avec l'autre par l'in- termédiaire de la partie centrale, ou corps, du rotor.
Le mode de construction représenté à la figure 9 est aussi, dans le cas où ses butoirs sont disposés en alignement axial l'un avec l'autre, une réalisation suivant laquelle l'ensemble tournant, comprenant les garnitures 14, les rotors 2 et les parois 46 est équilibré de façon intégrale, radiale- ment et axialement.
Aux figures 12 et 13 est représentée une machine à double chambre, analogue, à certains égards, à celle des
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figures 10 et 11. Elle comporte, à chacune de ses extré- mités, ou pour chacune de ses chambres à vannes, un rotor 2, une garniture rotative 14, deux butées 60, 61 diamétra- lement opposées et quatre vannes à deux faces 56, 57, 58, 59, susceptibles de rotation par rapport au rotor et au- 'tour de leurs propres axes, à raison d'un tour par tour du rotor.
Cette machine comporte encore, pour chaque chambre à vannes, des organes analogues à ceux décrits à propos des figures 1 à 5, pour faire varier la capacité de la machine.
C'est ainsi qu'à chaque extrémité de la machine, il existe un boîtier tubulaire 19, comportant des évidements étanches 27, qui font joint étanche avec les prolongements radiaux 31 du rotor et avec la périphérie de ce dernier, lorsqu'il glisse, d'un seul bloc, avec les vannes, par rapport au bottier, comme ci-dessus décrit à propos desdites figures 1 à 5. Les deux bottiers 19 font corps l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'un arbre tournant 62, sur lequel tous deux sont fixés et auquel, ou à partir duquel, le couple de fonctionnement de la machine est transmis à partir des deux rotors, ou aux deux rotors, par l'intermédiaire des évidements 27 et des prolongements 31.
En arrière des deux rotors, de manière à les accom- pagner lorsqu'ils télescopent avec leurs vannes dans leurs bottiers respectifs, se trouvent deux pistons 63, 64 dirigés en opposition, correspondant chacun au piston 32 des figures 1 à 5.
Ces pistons ne sont pas susceptibles de rotation; mais ils peuvent glisser axialement avec joint étanche à leur périphérie, le long d'une partie centrale 65 du bottier du stator, des extrémités duquel partent les deux butées
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s'étendant en travers de la chambre à vannes à chaque extrémité de la machine. Lesdits pistons peuvent glisser le long de la pièce centrale 65, de manière à déplacer les rotors avec leurs vannes, par rapport à leurs boîtiers respectifs, grâce à des organes de commande de forme conve- nable quelconque. Dans l'exemple représenté, lesdits organes de commande comportent une manivelle à double effet 66, sur un axe 67.
Cette manivelle est interposée entre les faces postérieures des deux pistons de telle sorte que quand elle tourne, par suite de la rotation de l'axe 67, elle agit pour.déplacer les pistons dans l'un ou l'autre sens suivant le sens de rotation de l'axe.
A l'intérieur de chacun des boîtiers 19 se trouve un train de réglage des vannes de la chambre à vannes cor- respondante. Chacun de ces trains de réglage comporte une roue planétaire 68, quatre roues satellites 69 et deux roues intermédiaires 70. La roue 68 est fixe à l'extrémité d'un manchon non-tournant 71, qui entoure l'arbre 62 et fait corps avec le piston correspondant, 63 ou 64. Les roues 69 sont fixes sur les axes de vannes correspondants et les roues 70 sont montées,de manière à pouvoir tourner, sur l'extrémité du rotor. La même disposition de roues peut être employée, comme représenté, avec le mode général de construc- tion employé aux figures 10 et 11.
Avec la disposition ci-dessus, les deux boîtiers sont intégralement équilibrés axialement par rapport à la poussée du fluide d'actionnement des chambres à vannes sur les parois terminales 26 de celles-ci, en raison de ce que les deux boîtiers font corps l'un avec l'autre, comme ci- dessus décrit. Les deux pistons 63, 64, constituant les pa-
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rois terminales des chambres à vannes à l'extrémité de celles-ci la plus éloignée des cloisons 26 sont équilibrés entre eux grâce à la disposition d'une chambre annulaire 72 séparant les deux pistons et correspondant à la chambre 40 des figures 1 à 5.
Les poussées axiales opposées sur les deux boîtiers sont dans l'axe l'une de l'autre, comme aux figures 10 et 11 et les rotors sont équilibrés radiale- ment en raison de ce que, comme auxdites figures 10 et 11, il existe en fait, dans les deux moitiés de la machine, deux côtés à haute pression en opposition. Avec ce mode de construction,par conséquent, la machine est intégralement équilibrée axialement et radialement et cet effet est obtenu dans une machine à double chambre et à puissance variable.
La chambre 72 peut être mise en communication avec l'intérieur de l'une des chambres à vannes, ou des deux, par des moyens convenables quelconques, par exemple, par un conduit 73, aboutissant à la périphérie d'un des pistons (64 dans l'exemple représenté) et communiquant en cet endroit avec une encoche axiale 74, pratiquée dans l'une des butées 61, de manière à être toujours en communication avec cette encoche et, par son intermédiaire, avec la chambre à vannes de droite, quelle que soit la position du piston le long de la butée.
Les modes de construction décrits ci-dessus compor- tent tout une garniture rotative à l'intérieur de la chambre à vannes. Ceux qui vont être ci-après décrits ne comportent pas cette garniture.
Aux figures 14 à 17, le mode de construction repré- senté est identique à celui des figures 1 à 5, avec l'excep- tion principale signalée ci-dessus, c'est-à-dire qu'il ne comporte pas de garniture tournante de la chambre à vannes
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et qu'en conséquence, la butée 16 se projette radialement dans la chambre à vannes, au lieu de s'y projeter axialement comme indiqué précédemment. D'autre part, les orifices d'en- trée et de sortie sont disposés radialement par rapport à la paroi de la chambre et ils aboutissent directement à cette chambre en des points extérieurs à la butée, au lieu d'y aboutir indirectement à travers la butée.
En outre, dans le but d'équilibrer autant que possible la poussée radiale, sur le rotor, du fluide d'actionnement contenu dans la chambre à vannes (cette variante étant sans garniture et ne compor- tant qu'une butée et deux vannes), une cavité annulaire 75 est prévue à l'intérieur de la paroi du corps de pompe 13, en opposition avec une surface 76 s'étendant à la périphérie du boîtier 19 en un endroit situé en dehors de la cavité 75, dans la direction axiale, cette cavité étant placée du côté de l'axe du boîtier opposé au côté "haute pression" de la chambre à vannes. Ladite cavité est également en communica- tion avec l'intérieur de chambre à vannes, côté "haute pres- sion", par exemple au moyen d'un conduit 77.
Avec cette dis- position, la poussée radiale sur le rotor est équilibrée par une poussée approximativement égale et opposée transmise audit rotor indirectement, à travers le boîtier tubulaire 19, qui fait virtuellement corps avec le rotor, par l'intermé- diaire des prolongements 31 et des évidements 27. On compren- dra aisément que le système d'équilibrage en alignement axial selon la figure 8 peut également être employé avec la réalisation des figures 14 à 17.
Les figures 18 et 19 se rapportent à un mode de construction suivant lequel, pour l'équilibrage radial du rotor, ce dernier est muni d'un prolongement axial 78, suscep- tible de rotation dans un évidement cylindrique 79, dans le-
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quel il est logé et avec lequel il fait joint étanche. Ledit évidement fonctionne en liaison avec une cavité annulaire 80 du boitier du stator, analogue à la cavité 75 des figures 14 à 17 et disposé comme celle-ci, du côté de l'axe du rotor opposé au c8té "haute pression" de la chambre à vannes. La cavité 80 communique avec l'intérieur de la chambre à vannes, par exemple au moyen d'un conduit 81.
Avec le mode de construction représenté à la figu- re 20,'comme dans le cas des figures 10 et 11, il existe deux butées 60, 61, diamétralement opposées et quatre van- nes à double face 56, 57, 58, 59, tournant autour de leurs axes à la même vitesse que le rotor. Toutefois, à la figure 20, il n'y a pas de garniture rotative de la chambre à van- nes et, par suite, le joint entre ladite chambre et les van- nes est linéaire, au lieu d'être un joint à surface d'étan- chéité. On a représenté, en trait-point à cette figure, une des vannes dans une position décalée par rapport à la butée et pour laquelle la vanne commence juste à faire joint avec la paroi de la chambre à vannes.
Ce joint est maintenu, par la même surface d'étanchéité de la vanne, sur l'espace d'en- viron un quadrant de rotation du rotor, à partir de la posi- tion de ce dernier pour laquelle commence l'établissement du joint. Au bout de cet espace, la surface d'étanchéité corres- pondante de la vanne suivante du rotor atteint la position représentée en trait-point et elle assure ainsi l'étanchéité du c8té "sortie" ou "à haute pression" de la chambre à van- nes, par rapport au côté "entrée" ou "à basse pression" de ladite, au moment où la vanne précédente cesse d'assurer cet- te étanchéité en rompant son joint avec la paroi de la chambre, avant de passer en face de la butée.
La figure 21 se rapporte également à un mode de construction suivant lequel il est prévu deux butées 60,
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61, diamétralement opposées, et quatre vannes 56, 57, 58, 59. Mais dans ce cas, les vannes sont à une seule face et tournent autour de leurs axes à une vitesse double de celle du rotor,de manière à ce qu'elles puissent passer les bu- tées avec leur côté plat ou à surface de non étanchéité, tel que défini plus haut, dirigé vers lesdites butées.
D'autre part, pendant leur trajectoire de butée à butée, leurs sur- faces d'étanchéité sont tournées vers la surface de la paroi extérieure de la chambre à vannes, de manière à faire joint étanche avec ladite sur un arc de balayage suffisant pour qu'avant la rupture du joint assuré par une vanne, l'étanchéité soit établie par la vanne suivante.
La méthode adoptée à la figure 22 pour assurer l'étanchéité entre une butée de la machine et la vanne pas- sant en face de ladite butée est applicable, que la machine comporte, ou non, une garniture. Elle convient plus spéciale- ment aux machines qui doivent fonctionner avec un fluide d'ac- tionnement gazeux. Comme indiqué, cette méthode consiste dans la disposition, sur le côté plat de la vanne, d'une nervure cylindrique 82, concentrique à la vanne et glissant, avec joint étanche, le long de la surface cylindrique de la butée.
La largeur de la butée est telle qu'au moment où la nervure 82' quitte ladite surface cylindrique de butée, la vanne ait au moins atteint ladite surface et, de préférence soit déjà avec elle en position de recouvrement.
Si on le désire, au lieu d'employer le mode de construction qui vient d'être décrit, pour permettre le recouvrement des surfaces d'étanchéité du rotor et de la bu- tée quand chaque vanne passe en face d'une butée, on peut adopter en ce point un joint linéaire, en donnant à la butée
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la même largeur, en face du rotor, qu'à l'évidement de celui-ci et en disposant les axes des vannes exactement sur la corde qui sous-tend l'évidement.
Mais l'autre mode de construction est préférable, pour la raison déjà indiquée et pour la raison additionnelle qu'avec la vanne quelque peu engagée dans l'évidement pour fournir une surface de recou- vrement étanche, on dispose de plus d'espace, entre l'axe de la vanne et la butée, pour le logement de l'axe de la vanne, ou de tout moyen équivalent de soutien ou de portage de la vanne. En outre une moins grande précision dans l'usi- nage des pièces est nécessaire que dans le cas de l'étan- chéité linéaire.
Si on le désire, avec la disposition selon les figures 1 à 5, la figure 8, les figures 12 et 13 et les figures 14 à 17, pour permettre de faire varier la capacité de la machine, la cavité 40, servant à l'équilibrage de la poussée axiale sur le piston 32 du fluide d'actionnement con- tenu dans la chambre à vannes, ou sur toute autre pièce équi- valente prévue dans le même but, peut être utilisées pour coopérer à la commande automatique de la puissance de la machine suivant la charge effective à un instant quelconque.
A cet effet, on augmentera de façon convenable la surface effective de ladite cavité 40, c'est-à-dire la partie com- prise à son intérieur de la surface du piston 32 ou 51, afin de prévoir un excès de surface de la cavité sur la surface du piston qui est engagée à l'intérieur de la chambre à van- nes. On fera travailler le piston dans la cavité contre l'action d'un ressort, ou de tout autre organe de commande de poussée, tendant à faire sortir le rotor et les vannes du boîtier 19 et,par suite,à augmenter la capacité de la machine, sans diminuer la charge sur le fluide d'actionnement
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Un tel ressort est représentée à titre d'exemple, en trait- point, en 83, à la figure 1, agissant à la compression, en- tre le flasque 25 du stator et une collerette de butée 84, fixée sur l'arbre 1.
Mais toute autre disposition convenable de ressort ou organe équivalent pourrait, bien entendu, être adoptée.
Il doit être bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à l'usage d'une seule butée avec deux vannes, ou à celui de deux butées avec quatre vannes, mais qu'elle s'étend, à ce sujet, à l'usage de nombres quelconques de butées et de vannes. Par exemple, avec une machine à deux butées, utilisant une garniture rotative dans la chambre à vannes, on pourra commodément employer trois vannes à deux faces, au lieu de quatre.
Il est également entendu que l'invention couvre l'utilisation d'une disposition quelconque des butées et des vannes, quels que soient les nombres desdites butées et vannes, que celles-ci comportent, ou non, une garniture rotative de la chambre à vannes et des moyens de variation de la capacité de la machine. Elle s'étend également à tou- tes formes et dispositions quelconques des butées dans la coupe axiale de la machine. Par exemple, dans le cas d'une machine à double chambre avec garniture, les butées peuvent être, ou bien alignées les unes sur les autres dans le sens axial, comme aux figures 10 et 11, ou aux figures 12 et 13, ou bien, dans le cas de la disposition avec butée unique par chambre, les butées peuvent être échelonnées, comme à la figure 9.
Enfin les butées des diverses chambres peuvent, ou bien, se faire face, comme à la figure 9, ou bien être dos à dos, comme aux figures 10 et 11, ou aux figures 12 et 13.
Il doit être compris, également, que l'invention
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n'est pas limitée aux machines à deux chambres telles que représentées à titre d'exemples aux figures 9, 10 et 11, 12 et 13, mais qu'elle prévoit l'emploi, dans une machine à chambres multiples, d'un nombre de chambres quelconque.
. Il peut être remarqué à ce sujet qu'une machine à chambres multiples selon l'invention peut, si on le désire, être utilisée en machine à plusieurs étages, qu'il s'agisse d'une pompe, d'un moteur, ou d'un compresseur, en dimension- nant convenablement la capacité de chacune des chambres à vannes et en faisant parcourir ces chambres successivement par le fluide d'actionnement.
La valve spéciale représentée aux figures 23 et 24 permet au moteur A (conforme à l'invention) d'être entraîné, soit en avant, soit en arrière, ou de ne pas être entraîné, et ceci, sans arrêt du fonctionnement de la pompe B (égale- ment conforme à l'invention) suivant les positions relatives des organes de la valve. Ladite valve fonctionne comme suit: les canalisations 85,86 aboutissent respectivement, l'une à l'entrée,l'autre à la sortie de la pompe B et les canalisa- tions analogues 87, 88 aboutissent respectivement à la sortie et à l'entrée du moteur A. 89 est une des joues de la valve, en face de laquelle est placée-l'autre joue 90 et 91 est la platine ou organe mobile de la'valve, intercalée entre les deux joues et ajustable angulairement par rapport à celles- ci.
Les ouvertures 92, 93 de la joue 90 communiquent res- pectivement avec les dérivations 94, 95 de la canalisation 86.
Les deux ouvertures analogues 96, 97 communiquent respective- ment avec les dérivations 98, 99 de la canalisation 85. Les ouvertures 100, 101 de l'autre joue 89 communiquent respec-
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tivement avec les dérivations 102, 103 de la canalisation 88 et les ouvertures 104,105 communiquent respectivement avec les dérivations 106, 107 de la canalisation 87. Quatre autres ouvertures, 108, 109, 110, 111 sont pratiquées dans la pla- tine 91. Ces quatre dernières ouvertures sont de forme allon- gée, de même que les ouvertures 100, 101, 104, 105 et elles sont disposées sur un cercle en coïncidence avec les cercles sur lesquels sont disposées les ouvertures des joues 89,90.
Leur disposition par rapport à ces ouvertures est telle que, suivant la position angulaire de la platine mobile, les modes de circulation suivants à travers la valve sont possibles pour le liquide. Ils correspondent respectivement à l'entrai- nement en avant, en arrière et à l'arrêt du moteur.
Supposons que le moteur doive tourner en avant.
On règle la platine 91 à la position "en avant". Dans cet- te position, elle recouvre les ouvertures 93 et 96 et découvre les ouvertures 92 et 97. Le fluide d'actionnement passe donc à partir de la pompe, à travers la canalisation 86, la dériva- tion 94, les ouvertures 92, 108 et 100, la dérivation 102, la canalisation 88, traverse le moteur et revient, par la cana- lisation 87, la dérivation 107, les ouvertures 105, 111. et 97, la dérivation 99, la canalisation 85, à l'entrée de la pompe.
Supposons maintenant que le moteur doive tourner dans le sens inverse . On règle la platine 91 à la position "arrière". Dans cette position, elle recouvre les ouvertures 92, 97 et découvre les ouvertures 93, 96. Le fluide d'action- nement passe donc, à partir de la pompe, à travers la cana- lisation 86, les ouvertures 93, 109, 104, la canalisation 87, traverse le moteur et revient, à travers la canalisation 88, les ouvertures 101, 110, 96, la dérivation 98 et la cana-
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lisation 85, à la pompe.
Si,maintenant, on règle la platine à la position "arrêt" (celle représentée à la figure 23), les quatre ou- vertures 92, 93, 96, 97 sont ouvertes. Par suite, le fluide d'actionnement en provenance de la pompe passera, ou bien par la dérivation 94, les ouvertures 92, 108, 110, les déri- vations 102, 103, les ouvertures 101, 110, 96 et reviendra à la pompe par la dérivation 98 et la canalisation 85, la valve court-circuitant ainsi le moteur; ou bien le fluide suivra la route parallèle 95, 95, 109, 104, 106, 107, 105, .
111, 97, 99.
Il est entendu que les caractéristiques de la ma- chine selon l'invention, y compris la garniture périphérique de la chambre à vannes, les vannes à double face dans la ma- chine à plusieurs butées, la variabilité de capacité de la chambre à vannes et l'équilibrage des pièces mobiles de la machine au point de vue de la poussée du fluide d'actionne- ment dans la chambre à vannes peuvent être appliqués, séparé- ment ou en combinaison, soit à la pompe, soit au moteur du groupe de transmission, soit à ces deux machines.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.