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Moteur ou pompe hydraulique à haute pression.
L'invention concerne un moteur ou pompe hydraulique à haute pression comportant deux éléments concentriques, pouvant tourner l'un par rapport à l'autre et une chambre motrice annu- laire disposée entre ces deux éléments, et dans laquelle sont en mouvement plusieurs pistons disposés sur l'élément intérieur et décalés d'un même angle, ainsi qu'un nombre pair de dispositifs de blocage cylindriques montés dans l'élément extérieur et dé- calés également entre eux du même angleet qui, lorsque les éléments intérieur et extérieur tournent l'un par rapport à 'l'autre, tournent uniformément dans le même sens autour d'arbres parallèles à l'axe de la machine, l'élément intérieur comportant derrière et,devant'chaque piston un canal d'admission et un.
canal d'échappement d'un liquide.
Dans une pompe ou moteur connu dede type, un nombre im- pair de pistons coopère avec un nombre pair de dispositifs de blocagee, Ce moteur ou pompe n'est pas équilibré en service dans le sens radial, de sorte que les pertes par frottement sont gran- des sous forte pression. De mené les surfaces de bout des pistons sont si étroites pour assurer l'étanchéité, contre la périphérie , extérieure de la chambre motrice, qu'en passant devant les dispo- sitifs de blocage, elles doivent assurer l'étanchéité contre ces dipositifs au lieu de la périphérie extérieure de la chambre mo- trice.
En outre les dipositifs de blocage sont situés l'un par rapport à l'autre de façon que dans certaines positions entre le côté de l'admission ou de l'aspiration et le côté de l'échap- pement ou du refoulement des pistons, le blocage soit très
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!..suffisant SiLOli absol ur::ent nul. Les pertes par les fuites sont ,5;.no; pa- t¯aul¯F-cw e=1.i; fortes, surtout en cas de marche é.1. haute wess:¯on. /i : 'O'Ce1Lr ou JO: I,)e connu Ï1e convient pas aux hautes cJ ,'03SioL.G, )CA exemple supérieures à vin,jf atmosphères.
Les 110':,;eurs ou pompes du type précité n'ont pas été adoptées dans la technique jasquta présent, car en raison de leurs p8itc ziés élevées par frottement et par fuites, ils n' onl qu'un faible rendement. l'¯i -m;;ion a pour but de remédier a ces défauts. Elle consiste en principe à disposer les pistons également en nombre ,)air, à t.:j"cé..tc.;er chacune des chambres motrices entre deux pistons S1.J.CCN;si"'s par au moins deux dispositifs de blocage en trois chambres :,U ..:0:'.. 'lS et à faire fonctionner les chambres dismetra- 1-!,,en'c, opposées en même temps à titre de chambre d'admission ou d'aspiration, a ti-cre de chambre d'échappement ou de refoulement, ou à fibre de ;5.iatabre neutre, enfin à donner à la surface de bout dp chaque "J:'.,;'t;on un développement sur un arc de cercle pliis c':r3.nr:
0l1.E' l'ouverture oyat laquelle chaque trou contenant un disposil;L. 1 blocage dans 1 f elelilent extérieur communique avec la chambre motrice. Dans ces conditions le moteur ou pompe
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est écilibré ,ion seulement dans le sens de l'axe mais encore .x;-r.s le sens radial, de sorte que les pertes par frfottenlfmt sont indépendantes de la pression du liquide moteur ou refoulé. Une
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T anoheiiie suffisante est assurée du fait qu'il existe toujours :¯.v¯ 4 chaque p¯x :e de pistons continus deux ou plusieurs dispo- sitifs de blocage, de sorte que les chambres d'admission et d'échappement on d'aspiration et de refoulement sont toujours séparées l'une de l'autre par une ou plusieurs chambres neutres.
De même lorsqu'un piston passe devant un dispositif de blocage,
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l' étal1chéi -:;é reste correcte:.1ant assurée, car le surface de bout du piston n' assure l'etanoheite dans chacune de ces posi- ti.ons que contre la paroi extérieure de la chambre motrice à rectifier avec précision, de sorte que les pertes par les fuites sont négligeables le moteur ou pompe suivant l'invention, con- vient ainsi spécialement aux très hautes pressions (dépassant
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cent at.-osphè res) c'est-à-dire aux très grandes puissances. Par COf:1paraj son ;;;\Tec la très grande puissance, les pertes par frot- .le, ent et par les fuites peuvent être négligées, de sorte que le rendement du nouveau moteur ou pompe est très élevé.
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L'our améliorer la l..'0..;l11,,1.:.'ite /4 de la commande des dispositifs 'le blocage et l'é'canchéité entre les surfaces latérales cylin- driques des dispositifs de blocage et la surface latérale de l'élément intérieur, ces surfaces peuvent comporter avec avantage suivant l'invention des dents engrenant ensemble, de façon que dans toutes les positions, .possibles les dispositifs de blocage ne soient accouples avec l'élément intérieur que par ces dents. Les dents qui s'étendent sur la totalité des surfaces latérales ne
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servent par seulement à cOr:1mander les dispositifs de
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blocage, mais encore forment une garniture en labyrinthe.
Suivant l'invention, les dispositifs de blocage peu- vent être construits avec avantage sous forme de roues à denture droite, comportant chacune à sa périphérie un évidement @ devant lequel les pistons peuvent passer, l'élément intérieur peut avoir la forme d'une roue à denture droite avec pistons formant localement des saillies radiales sur la périphérie et les évidements et les pistons peuvent s' étendre dans le sens de l'axe sur une longueur plus courte que les surfaces latérales cylindriques garnies de dents des dispositifs de blocage et de l'élément intérieur.
Dans les moteurs ou pompes doubles ou multiples, les évidements de chaque dispositif de blocage multiple peuvent étr.e décalés entre eux d'un certain angle l'un nar rapport à l'autre, de même que les pistons d'un élément du moteur par rapport a ceux de l'autre élément du moteur, de façon que dans toutes les positions possibles une partie de la surface latérale cylindrique de chaque dispositif de blocage, garnie d.e .dents engrène toujours avec une partie de la surface laté- rale cylindrique de l'élément intérieur garnie de -dents.
Sur le dessin ci-joint, donné uniquement à titre d'exemple : les figs. 1 et 2 représentent respectivement en coupe suivant les lignes I-I de.la fig. 2 et II-II de la fig. 1, une forme de réalisation du moteur ou pompe suivant l'invention; les figs. 3 et 4 représentent respectivement en coupe suivant les lignes III-III de la fig. 4 et IV-IV de la fig. 3, une autre forme de réalisation; la fig. 5 représente un moteur duplex.
Le moteur ou pompe' suivant les figs. 1 et 2 'se compose essentiellement de plusieurs pièces annulaires coaxiales 1,2,
3,4 et 5 assemblées par des boulons 6 avec un boîtier étanche au passage des liquides ou élément extérieur et d'un élément inté rieur 7 concentrique et monté dans le premier sur un arbre 10 reposant aux points 8 et 9.'Une chambre motrice annulaire 11 se trouve entre la paroi intérieure du cylindre du boîtier ou élément extérieur et l'élément intérieur central. L'élément intérieur 7 comporte deux pistons 12 diamétralement opposés, qui pénètrent dans la chambre motrice 11. Six dispositifs de blocage 13 de forme semi-cylindrique disposés en cercla sont montés à rotation dans l'élément extérieur et partagent la chambre motrice en six chambres égales.
Les dispositifs de blocage sont commandes par des roues dentées spéciales 16 et
17, lorsque les éléments extérieur et intérieur tournent l'un par rapport à l'autre et tournent deux foisplus vite que l'élément intérieur dans l'élément extérieur.
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Le fluide hydraulique arrive car des canaux 18 et 19 et sort par des canaux 20 et 21. Tous les canaux se trouvent
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dans l'arbre 1 U et dans 1 T elei, ell t intérieur 7. Les canaux sont disposes diamétralement de façon. que les chambres 11 dia-
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métralement opposées fonctionnent en même temps à titre de chambre d'adnission ou d'aspiration, à titre de chambre d'échappement ou c3F refoulement ou à tire de chambre neutre. Dans ces conditions, l'élément intérieur 7 et l'élément extérieur sont équilibrés l'un par rappoct à l'autre dans le sens radial, de sorte que les paliers 8 et 9 peuvent être construits d'une -
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:,;n5.ére relativement léséïe.
Les 1: x.faces Je bout des pistons 12 s'étendent sur des arcs de cercleplus grands que les ouvertures dirigées vers la
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chambre fio-crf.ce des trous 'tans lesquels les dispositifs de blocage sont moulés. Lorsqu'un piston passe devant un dispositif de blocage, les chambres de refoulement et d'aspiration ou d'échappement etd'admission restent donc complètement séparées.
Les surfaces de bout des pistons comportent des rainures qui permettent an liquide emprisonne temporairement entre la surface /le bout des pistons et le dispositif de blocage de' passer du côté du refoulement au coté de l'aspiration du dispositif de blocage tournant. Etant donnéque les surfaces de bout des
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pistons s'pt0ndent sur un Grand arc de cercle et que pour cette maison les ,):
' s tons en passant devant les dispositifs de blocage, assurant toujours une étanchéité satisfaisante, on peut aussi
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dans le même but (o'est-a-dire pour faire revenir le liquide emprisonné temporairement dans les évidements du côté du refoulement au côté de l'aspiration des dispositifs de blocage
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tournants) donner aux évidentents des dispositifs de blocage une )lus grande longueur qu'aux pistons dans le sens de l'axe, de façon à ménager des jeux entre les surfaces latérales des pistons et les surfaces de bout des évidements. Cette solution a en outrel'avantage de permettre d'exécuter les évidements sans qu'ils s'ajustent avec précision autour des pistons. La fabrication des dispositifs de blocage est ainsi rendue beaucoup' plus simple.
Les canaux 19et 20 sont limités dans le sens de l'axe contre les deux cotes des pistons par.des paroi.s 23 de l'élément
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inférieur 7, -.: sorte que l'elementnterieur et l'élément ex- teneur n'exercent aucun effort l'un sur l'autre dans le sens de l'axe non plus.Le frottement sur lessurfaces latérales entre les éléments intérieur et extérieur peut aussi rester très faible.
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Les dispositifs de blocage 12 sont montés dans des alésages de l'élément extérieur, ces alésages ont un volume localement plus grand que celui qui est nécessaire pour enfermer le cylindre rotatif des. dispositifs de blocage. Les dispositifs de blocage ne sont en contact avec les parois des alésages qu'au voisinage de la paroi intérieure du cylindre.
Il en résulte que des chambres sont ainsi ménagées entre les dispositifs de blocage et l'élément extérieur et pendant le fonctionnement ces chambres se remplissent de liquide. Ce liquide exerce une contre pression agissant sur les/-radiale exercée sur les paliers des dispositifs de blocage et en limitant les variations de pression provoquées a chaque tour dans ces paliers. Les pertes par frottement des dispositifs de blocage, qui tournent dans les alésages sont également notablement ré- duites par ces moyens.
Dans la forme de réalisation des figs. 3 et 4, les surfaces latérales cylindriques des dispositifs de blocage 13 comportent des dents 24 qui engrènent avec des dents 25 de la sur- 'face latérale cylindrique de l'élément intérieur 7. Etant donné que les pistons 22 et les évidements des dispositifs de blocage s'étendent dans le sens de l'axe sur une longueur plus courte .que les surfaces latérales garnies de dents des dispositifs de blocage et de l'élément intérieur 7, l'élément intérieur 7 et les dispositifs de blocage.sont accouples dans toutes les positions par les dents 24 ,et 25.
Le moteur de la fig. 5 est construit sous forme de mo- @ leur'duplex. Les pistons 12 d'un des moteurs sont perpendiculaires aux pistons 12' du second moteur. Chaque dispositif de blocage.13 d'un des moteurs est disposé sur un arbre commun avec un dispositif de blocage 13' de l'autre moteur. 'Etant donné , que les dispositifs de blocage tournent deux fois plus vite que les pistons'par rapport à l'élément extérieur, les évdements de chaque dispositif de blocage double sont décalés entre eux d'un angle de 180 .
Il est possible ainsi que les parties garnies de dents des surfaces latérales cylindriques des dispositifs de blocage s'étendent sur la périphérie totale de ces dispositifs,, de sorte que ceux-ci sont accouplés dans toutes les positions avec l'élément intérieur 7 par leurs dents 24 ou 24' et par les dents 25 ou 25' de cet élément intérieur. Dans ce moteur les parties efficaces des dispositifs de blocage peu.vent avoir la même longueur que les pistons dans le sens de l'axe.
Dans les exemples de réalisation des figs. 3,4 et 5 les @ roues d'engrenage spéciales 16 et 17 de la forme de réalisation des figs. 1 et 2, qui allongent le moteur dans le sens de l'axe sc sont supprimées. Les pistons 12 des moteurs des figs. 3,4 et 5 sont disposés sans fixation dans 'un trou radial de l'élément in- térieur 7. dispositifs de blocage, en diminuant ainsi notable- men-t la pression
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Les dents 24 et 25 ne se:cvent pas seulement à actionner les dispositifs de blocage, mais elles forment aussi une ex- cellente garniture en labyrinthe.
Naturellement l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentes et décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple. e v e n d i c a t i o n s .
1. oteur ou pompe hydraulique à haute pression comportant deux éléments concentriques, pouvant tourner l'un par rapport à l'autre et une chambre actrice annulairedisposée entre, ces deux éléments, et dans laquelle sont en mouvement plusieurs pistons disposés sur l'éléi,ient intérieur e.t décalés d'un même angle, ainsi qu'un nombre pair de dispositifs de blocage cy- lindriques, montés dans l'élément extérieur et décalés entre eux du même angle et qui lorsque les éléments intérieur et extérieur tournant l'un par rapport à l'autre, tournent uni- formément dans le même sens autour d'arbres parallèles à l'axe de la machine, l'élément intérieur comportant derrière et devant chaque piston un canal d'admission et un canal d'échappement d'un liquide, caractérisé en ce que les pistons sont disposés également en nombre pair,
chacune des chambres motrices qui se trouve entre deux pistons successifs est partagée par au moins deux dispositifs de blocage en trois chambres au moins et les ' chambres diamétralement opposées fonctionnent en même temps à titre de chambre d'admission ou d'aspiration, à titre de chambre d'échappement ou de refoulement ou à titre de chambre neutre, et la surface de bout de chaque piston s'étend sur un arc de cercle plus ;-rand que l'ouverture par laquelle chaque trou contenant un dispositif de blocage dans l'élément extérieur communique avec le chambre motrice.
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High pressure hydraulic motor or pump.
The invention relates to a high-pressure hydraulic motor or pump comprising two concentric elements which can rotate with respect to one another and an annular drive chamber disposed between these two elements, and in which several pistons arranged are in motion. on the inner member and offset by the same angle, as well as an even number of cylindrical locking devices mounted in the outer member and also offset from each other by the same angle and which, when the inner and outer members rotate l 'with respect to' the other, rotate uniformly in the same direction around shafts parallel to the axis of the machine, the internal element comprising behind and, in front of each piston an intake channel and a.
escape channel of a liquid.
In a known type of pump or motor, an odd number of pistons cooperate with an even number of locking devices. This motor or pump is not balanced in service in the radial direction, so that the friction losses are great under high pressure. Therefore, the end surfaces of the pistons are so narrow to seal against the outer periphery of the drive chamber that when passing past the locking devices they must seal against these devices instead. from the outer periphery of the motor chamber.
In addition, the locking devices are located relative to each other so that in certain positions between the inlet or suction side and the exhaust or delivery side of the pistons, the blockage is very
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! .. sufficient SiLOli absolute ur :: ent null. The leakage losses are, 5; .no; pa- t¯aul¯F-cw e = 1.i; strong, especially in case of e. 1. high wess: ¯on. / i: 'O'Ce1Lr or JO: I,) e known Ï1e not suitable for high cJ,' 03SioL.G,) CA example greater than wine, jf atmospheres.
The 110 ':,; eurs or pumps of the aforementioned type have not been adopted in the present technique, because due to their p8itc ziés high by friction and by leakage, they do not have a low efficiency. The aim of the ¯i -m ;; ion is to remedy these faults. It consists in principle of having the pistons also in number,) air, at t.:j"cé..tc.;er each of the driving chambers between two pistons S1.J.CCN; if "'s by at least two devices blocking into three chambers:, U ..: 0: '..' lS and to operate the dismetra- 1 -! ,, en'c, opposing chambers at the same time as an inlet or aspiration chamber , has ti-created of exhaust or delivery chamber, or fiber of; 5.iatabra neutral, finally to give to the end surface dp each "J: '.,;' t; on a development on an arc of circle folds c ': r3.nr:
0l1.E 'the opening in which each hole contains a device; L. 1 blocking in 1 external wire communicates with the driving chamber. Under these conditions the motor or pump
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is balanced, ion only in the direction of the axis but also .x; -r.s the radial direction, so that the losses through frfottenlfmt are independent of the pressure of the motor or pumped liquid. A
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Sufficient t anoheiiie is ensured by the fact that there always exist: ¯.v¯ 4 each p¯x: e of continuous pistons two or more locking devices, so that the intake and exhaust chambers have suction and delivery are always separated from each other by one or more neutral chambers.
Likewise when a piston passes in front of a locking device,
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the calibration - :; é remains correct: .1ant assured, because the end surface of the piston only ensures etanoheite in each of these posi- tions against the outer wall of the drive chamber to be rectified with precision, so that the losses by leaks are negligible. The motor or pump according to the invention is thus especially suitable for very high pressures (exceeding
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cent at.-ospheres) that is to say to the very great powers. By COf: 1paraj son ;;; \ Tec the very high power, the friction, ent and leakage losses can be neglected, so that the efficiency of the new motor or pump is very high.
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To improve the l .. '0 ..; 11,, 1.:. Ite / 4 of the control of the devices, the locking and the girth between the cylindrical side surfaces of the locking devices and the lateral surface of the interior element, these surfaces may advantageously comprise, according to the invention, teeth meshing together, so that in all possible positions the locking devices are only coupled with the interior element by these teeth . Teeth which extend over the entire lateral surfaces are not
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are only used to: 1 order the
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blockage, but still form a labyrinthine filling.
According to the invention, the locking devices can be constructed with advantage in the form of spur-toothed wheels, each comprising at its periphery a recess @ in front of which the pistons can pass, the internal element can have the form of a spur gear with pistons locally forming radial protrusions on the periphery and the recesses and pistons may extend axially for a shorter length than the toothed cylindrical side surfaces of the locking devices and the interior element.
In double or multiple engines or pumps, the recesses of each multiple locking device may be offset from each other at an angle to each other, as may the pistons of an engine element. with respect to those of the other engine element, so that in all possible positions a part of the cylindrical side surface of each locking device, fitted with teeth, always meshes with a part of the cylindrical side surface of the motor. the inner element trimmed with -tooth.
On the attached drawing, given only by way of example: figs. 1 and 2 respectively show in section along lines I-I de.la fig. 2 and II-II of fig. 1, an embodiment of the motor or pump according to the invention; figs. 3 and 4 respectively show in section along lines III-III of FIG. 4 and IV-IV of fig. 3, another embodiment; fig. 5 shows a duplex motor.
The motor or pump 'according to figs. 1 and 2 'consists essentially of several coaxial annular parts 1,2,
3, 4 and 5 assembled by bolts 6 with a housing sealed to the passage of liquids or external element and an internal element 7 concentric and mounted in the first on a shaft 10 resting at points 8 and 9. 'A drive chamber annular 11 is located between the inner wall of the cylinder of the housing or outer member and the central inner member. The inner element 7 comprises two diametrically opposed pistons 12, which enter the drive chamber 11. Six semi-cylindrical locking devices 13 arranged in a ring are rotatably mounted in the outer member and share the drive chamber into six chambers. equal.
The locking devices are controlled by special toothed wheels 16 and
17, when the outer and inner members rotate relative to each other and rotate twice as fast as the inner member in the outer member.
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The hydraulic fluid arrives from channels 18 and 19 and leaves through channels 20 and 21. All channels are located
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in the tree 1 U and in 1 T elei, ell t inside 7. The channels are arranged diametrically so. that rooms 11 dia-
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metrally opposed functions at the same time as an inlet or aspiration chamber, as an exhaust or c3F discharge chamber or as a neutral chamber pull. Under these conditions, the inner element 7 and the outer element are balanced against each other in the radial direction, so that the bearings 8 and 9 can be constructed from one -
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:,; n5.ére relatively injured.
The faces of the pistons 12 extend in arcs of a circle larger than the openings facing the
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chamber fio-crf.ce of the holes' tans which the locking devices are molded. When a piston passes a blocking device, the delivery and suction or exhaust and intake chambers therefore remain completely separate.
The end surfaces of the pistons are provided with grooves which allow liquid temporarily trapped between the surface / tip of the pistons and the locking device to pass from the discharge side to the suction side of the rotary locking device. Since the end surfaces of the
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pistons fit on a large arc of a circle and that for this house the,):
's tones by passing in front of the locking devices, always ensuring a satisfactory seal, it is also possible
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for the same purpose (i.e. to return the liquid temporarily trapped in the recesses on the discharge side to the suction side of the blocking devices
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rotating) give the obvious locking devices a) longer length than the pistons in the direction of the axis, so as to provide clearances between the side surfaces of the pistons and the end surfaces of the recesses. This solution has the additional advantage of allowing the recesses to be made without them fitting precisely around the pistons. The manufacture of the locking devices is thus made much simpler.
The channels 19 and 20 are limited in the direction of the axis against the two sides of the pistons by the walls 23 of the element
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lower 7, - .: so that the inner and outer parts do not exert any force on each other in the direction of the axis either. The friction on the side surfaces between the inner and outer parts. exterior can also remain very low.
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The locking devices 12 are mounted in bores of the outer member, these bores have a volume locally greater than that which is necessary to enclose the rotating cylinder. blocking devices. The locking devices are in contact with the walls of the bores only in the vicinity of the inner wall of the cylinder.
As a result, chambers are thus formed between the locking devices and the outer element and during operation these chambers fill with liquid. This liquid exerts a back pressure acting on the / -radial exerted on the bearings of the locking devices and limiting the pressure variations caused at each turn in these bearings. The frictional losses of the locking devices, which rotate in the bores, are also markedly reduced by these means.
In the embodiment of figs. 3 and 4, the cylindrical side surfaces of the locking devices 13 have teeth 24 which mesh with teeth 25 of the cylindrical side surface of the inner member 7. Since the pistons 22 and the recesses of the locking devices. blocking extend in the axis direction for a shorter length than the toothed side surfaces of the blocking devices and the inner member 7, the inner member 7 and the locking devices. are mated in all positions by teeth 24, and 25.
The motor of FIG. 5 is built as a mo- @ leur'duplex. The pistons 12 of one of the engines are perpendicular to the pistons 12 'of the second engine. Each locking device 13 of one of the motors is arranged on a common shaft with a locking device 13 'of the other motor. Since the locking devices rotate twice as fast as the pistons with respect to the outer member, the vents of each double locking device are offset from each other by an angle of 180.
It is thus possible that the toothed parts of the cylindrical side surfaces of the locking devices extend over the total periphery of these devices, so that the latter are coupled in all positions with the inner element 7 by their teeth 24 or 24 'and by teeth 25 or 25' of this inner element. In this engine, the effective parts of the locking devices can have the same length as the pistons in the direction of the axis.
In the embodiments of FIGS. 3, 4 and 5, the special gear wheels 16 and 17 of the embodiment of figs. 1 and 2, which lengthen the motor in the direction of the axis sc are deleted. The pistons 12 of the motors of FIGS. 3, 4 and 5 are arranged without fixing in a radial hole of the inner element 7. the locking devices, thereby significantly reducing the pressure.
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Teeth 24 and 25 are not only intended to actuate the locking devices, but also form an excellent labyrinth seal.
Of course, the invention is not limited to the embodiments shown and described, which have been chosen only by way of example. e v e n d i c a t i o n s.
1. high pressure hydraulic motor or pump comprising two concentric elements, capable of rotating with respect to one another and an annular actuator chamber disposed between these two elements, and in which several pistons arranged on the eléi are in motion, ient inside and offset by the same angle, as well as an even number of cylindrical locking devices, mounted in the outer element and offset from each other by the same angle and which when the inner and outer elements turn one by one relative to each other, rotate uniformly in the same direction around shafts parallel to the axis of the machine, the internal element comprising behind and in front of each piston an intake channel and an exhaust channel of a liquid, characterized in that the pistons are also arranged in an even number,
each of the driving chambers which is between two successive pistons is shared by at least two locking devices in at least three chambers and the diametrically opposed chambers function at the same time as an inlet or aspiration chamber, as a exhaust or discharge chamber or as a neutral chamber, and the end surface of each piston extends over an arc of a larger circle than the opening through which each hole containing a locking device in the external element communicates with the motor chamber.