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POMPE A PISTONS SPHERIQUES, EN PARTICULIER DESTINEE A SERVIR DE TRANSMISSION HYDRAULIQUE A CHANGEMENT DE VITESSE ET DE SENS REVERSIBLE D'UNE MANIERE
CONTINUE.
Dans les pompes sphériques ou à sphère connues de type récent, l'arbre moteur et le faux arbre sont tous deux relies rigidement chacun à un piston à double effet, les pistons étant décalésde 90 l'un par rapport à l'autre.
Ces pompes sphériques n'ont que 4 chambres de piston. La sphère même est mise en rotation, lors de la rotation de l'arbre moteur, par le piston, agissant comme organe d'entraînement, de l'arbre moteur et elle est commandée par le piston du faux arbre de telle manière que la sphère exécute un mouvement oscillant par lequel les chambres de piston sont alternativement ouvertes et fermées. Ceci déclenche le pompage. La sphère même n'est reliée rigidement à aucun des deux arbres, mais repose librement dans l'enveloppe ou corps de la pompe et n'est commandée à l'intérieur du coussinet sphérique que par l'entremise des pistons.
La sphère de ces pompes est,'pour cette raison, désignée aussi sous le nom de piston sphérique parce,qu'elle déclen- che le pompage, tandis que les pistons mêmes n'exécutent qu'un mouvement de rotation avec leurs arbres auxquels ils sont fixés.
Les pompes sphériques introduites dans la pratique, que l'on réalise aussi réversibles, servent au pompage de liquides visqueux. Tous les efforts faits pour employer la pompe sphérique aussi pour les transmissions hydrauliques ou à liquide ont échoué jusqu'à présent. Au cours des essais approfondis avec les pompes sphériques du type actuel, on a constaté, entre autres, les défauts décisifs suivants :
1) Déjà pour une faible pression de régime, la sphère est chassée contre l'enveloppe par la pression du liquide, ce qui provoque d'im-
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portantes pertes par frottement, lesquelles, aux hautes pressions nécessaires pour les transmissions hydrauliques, diminuent tellement le rendement de la pompe que son emploi pour les transmissions hydrauliques ne serait plus éco- nomique.
2) Par suite du fort frottement de la sphère contre l'enveloppe, la pompe et, partant, le liquide à pomper s'échauffent d'une manière inadmis- sible.
3) Aux nombres élevés de tours qui sont courants dans les moteurs ordinaires, les défauts précités sont encore renforcés par les grandes for- ces centrifuges, car celles-ci pressent la sphère, librement mobile, plus fortement contre l'enveloppe et augmentent encore le frottement consommateur de puissance.
4) Par suite du petit nombre des pistons des pompes sphériques connues, il n'y a jamais, dans la position de point mort, qu'une seule cham- bre de piston active du côté de l'aspiration et du côté du refoulement, de sorte que le couple de rotation et le courant de liquide deviennent tous les deux trop irréguliers. Toutefois, on a constaté en outre que les inconvénients précités sont dus à la construction même de la pompe sphérique et ne peuvent pas être supprimés dans l'état de leur développement technique actuel.
L'exigence constamment formulée depuis 30 ans dans la pratique : montage fixe de la.sphère sur arbre moteur traversant ou continu et dispari- tion du faux arbre est désormais satisfaite par la présente invention.
Celle-ci correspond à une construction fondamentalement modifiée de la pompe sphérique et de presque toutes ses parties. On obtient ainsi un progrès décisif dans le développement et l'application de la pompe sphé- rique ou à sphère.
Les avantages essentiels qui en résultent sont : a) Il n'y a plus qu'un seul arbre moteur robuste traversant la sphère, qui est relié rigidement à celle-ci et est tourillonné des deux côtés dans l'en- veloppe ou corps de la pompe. Grâce à cela et à la disposition d'organes de commande ou de distribution spéciaux pour les pistons, le faux arbre peut disparaître. La pression du liquide est maintenant transmise de la sphère directement à l'arbre moteur et de cet arbre à ses paliers des deux côtés.
Le mouvement oscillant défavorable de la sphère provoqué dans les pompes sphériques de construction connue est maintenant supprimé, de sorte que cette sphère n'exécute plus,' dans la présente invention, que des mouvements de rotation pure. b) L'effet nuisible des forces centrifuges est supprimé par l'arbre moteur continu ou'traversant, parce que la sphère ne peut plus être préssée contre l'enveloppe et que, par conséquent, il ne peut plus non plus se produire de frottement entre sphère et enveloppe.
Cependant, en outre les forces centrifuges agissant sur les 5 pistons de pompe prévus sont absorbées grâce à des mesures convenables, de sorte qu'ici non plus du frottement ne peut pas se produire'contre l'envelop- pe. Un échauffement inadmissible du liquide à pomper est de la sorte évité. c) Dans la présente forme de réalisation, plusieurs pistons à simple effet peuvent être disposés en cercle, ce qui rend le couple moteur et le courant de liquide de la pompe tous deux beaucoup plus réguliers d) Le pompage est transféré dans la moitié de la sphère opposée au côté moteur, tandis que les organes de distribution sont logés dans l'autre moitié.
Ceci permet une construction..particulièrement compacte de la pompe. e) Une partie ou pièce de réglage permet un réglage de débit et un change- ment de sens du courant de liquide sans modification du sens de rotation et du nombre de tours du moteur. Le haut rendement de la pompe selon l'in- vention, auquel les avantages précités permettent de s'attendre, rendra dé- sormais possible aussi son emploi comme partie primaire et partie secon-
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d'une transmission.
Un exemple de réalisation de la pompe comme transmission primai- re est illustré par les dessins ci-annexés, dont la figure 1 est une coupe verticale de la machine suivant la li- gne A-B de la figure 2 lorsque la commande est réglée sur la puissance maxi- mum; la figure 2, une coupe horizontale de la figure 1 suivant la ligne C-D de la figure 1 ou Cl - D de la figure 3, mais dans la position de la partie ou pièce de réglage correspondant à la marche à vide ; la figure 3, une vue de :la sphère (pièce 1) et des pistons (pièces 2 à 6) et de l'arbre moteur (pièce 7), à partir de "D" ou de "B"; la figure 4, une coupe partielle de la figure 2 suivant E-F ; la figure 5, une vue de dessus de l'articulation; la figure 6, une vue de dessus de l'organe d'entraînement 11a et du piston 2.
Les parties ou pièces 1 à 7 et 10 à 12 de la pompe restent, dans tous les mouvements, à la même distance du centre de la sphère.
La pompe est actionnée par l'arbre moteur traversant 7 accouplé- des deux côtés dans l'enveloppe 14 ou 20 et 21.
Le corps sphérique 1 est rigidement fixé à l'arbre moteur 7.
Lorsque l'arbre 7 est mis en mouvement de rotation. il y a entraînement simultané de la pièce 1 et des pistons '2 à 6, qui, à leur tour., par l'entre- mise de l'organe d'entraînement 11a, mettent les pièces Il,8,9, 10 et 15 en mouvement de rotation autour d'un axe incliné d'un angle [alpha] sur l'arbre 7.
De ce fait;, les chambres de la pompe sont successivement ouvertes et fermées, ce qui déclenche le pompage.
Comme cela est représenté aux figures-! 1 et 3, la chambre de pis- ton en 2 est complètement ouverte et remplie après l'aspiration. Pendant la suite de la rotation de la sphère 1 par l'entremise de la position des pistons 6 et 5, la chambre de piston est peu à peu complètement fermée jusqu'à la rotation de 1800 et par conséquent vidée. Lorsque, en tournant, la sphère revient dans sa position de départ, il se produit de nouveau l'aspiration pro- gressive du liquide jusqu'à complet remplis-sage de la chambra.
Selon le sens de marche et la position- de la pièce- 12, c'est un des côtés de lasphè- requiestlé coté du refoulement et l'autre le côté de l'aspiration ou vice versa.
Dans la marche à vide, l'axe O-P coîncide avec l'axe de L'arbre. La position de l'axe 0-P est réglée par la pièce de réglage 13 par l'entremise de la pièce 12 en forme de segment de cylindre.
La pièce 12 est supportée librement en 16 et est engagée en 17 dans l'anneau 11, de sorte que son mouvement de rotation autour de l'axe 0-P est permis desmodromiquement.
Au lieu du palier à glissement 17, on peut aussi incorporer ici un roulement à billes. Pour empêcher que les pièces 12 et 11 ne se soulèvent de leurs paliers en 16 et 17, l'anneau 11 est encore supporté librement en 18 sur la moitié réduite de la sphère la
Pour permettre le changement du sens du marche, il est prévu dans l'anneau 11 un alésage conique 22 et dans la pièce 12 une fente 23, afin de pouvoir faire passer l'arbre 7 sans obstacle à travers les pièces 11 et 12.
La figure 3 représente la sphère 1 avec 5 'échancrures rectangu- laires dans lesquels sont montés les pistons 2 à 6. Les lignes d'intersection des 5 plans médians de ces échancrures coïncident avec l'axe de l'arbre.
Le mouvement des pistons se fait suivant des méridiens de la sphè- re. Toutefois, même une imprécision de l'usinage, c'est-à-dire lorsque les pistons 2 à 6 s'écartent faiblement des méridiens, n'a pas d'effet nuisible
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pour le pompage, pour-autant que les échancrures de la sphère restent chacun dans un plan.
Pendant la rotation de la sphère 1, la distance entre les extré- mités des pistons 2 à 6 et l'axe de l'arbre 7 change chaque fois. En même temps, la distance entre ces extrémités changge aussi dans la direction péri- phérique. En même temps, comme cela est représenté en trait interrompu à la figure 5, il est provoqué une rotation des pièces 10, 11 et 15 d'une ampli- tude égale, au maximum, à l'angle$ , selon la position des pistons 2 à 6 par rapport à l'anneau 11. Ces mouvement sont rendus possibles par l'arti- culation, se composant du cylindre 8, monté transversalement dans la pièce cylindrique 9, et de l'anneau 10 engagé de manière également mobile dans ce cylindre 8. Les pièces 8 et 9 peuvent aussi être remplacées par un joint à boulet.
L'anneau 10 présente 5 échancrures pour les organes d'entraînement lla. Les pièces 15 transmettent chaque fois la pression déclenchée par l'an- neau 11 aux pistons 2 à 6 (pression des pistons), tandis que la pièce 10 fixe l'espacement des pistons 2 à 6 par rapport à l'anneau 11, mais tout en per- mettant la variation de l'espacement mutuel des pistons.
L'articulation compense en outre les imprécisions éventuelles produites lors de la fabrication des pièces de la pompe, de sorte que des coincements consommateurs de force et des efforts non uniformes exercées sur les parties de la pompe sont évités.
Les organes d'entraînement 11a sont supportés en 19 de façon mo- bile, sans une prétension,par les pistons 2 à 6-. La distance a, indiquée à la figure 6, entre l'organe d'entraînement lla et le piston 2, dépend de l'espacement mutuel des pistons 2-6 variant pendant la rotation de la sphè- re 1, de sorte que pendant cette rotation les organes d'entraînement n'en- trent pas en action tous en même temps. L'organe d'entraînement lla qui, sous une prétension, exerce en 19 une pression sur les pistons 2 à 6, empê- che ainsi l'effet nuisible de la force centrifuge sur les pistons 2 à 6 et leur soulèvement ou'écartement de la sphère 1 et par conséquent aussi le frot- tement des pistons 2 à 6 contre la paroi de l'enveloppe 14. La pompe fonc- tionne sans soupape.
Lorsqu'on l'emploie comme transmission hydraulique, les pièces de réglage 13 et 12 peuvent disparaître et l'anneau 11 peut être supporté, en 17, dans l'enveloppe 14, car, par exemple, dans le mécanisme de changement de vitesse et de changement de marche d'un navire, le réglage de la vitesse et du sens de rotation de l'hélice du navire est effectué par la manivelle 13 dans la partie primaire du mécanisme.
Pour les tours, les véhicules à moteur et les automotrices, il en est de même mutatis mutandis.
REVENDICATIONS.
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1. Pompe à pistons sphériques, caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre moteur (7) traversant la sphère (1) en passant par le centre de celle- ci et relié rigidement à cette sphère, ledit arbre étant supporté des deux côtés (en 20 et en 21) dans l'enveloppe ou corps (14) de la pompe, en ce que les pistons sphériques (2 à 6) se déplacent suivant des méridiens de la sphè- re (1) et en ce que les plans médians d'échancrures de la sphère dans les- quelles ces pistons sont guidés coïncident avec l'ace de l'arbre moteur (7).