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L'invention a pour objet des distributions rotatives pour l'alimentation et l'échappement de cylindres de moteurs thermiques, de compres- seursp de pompes et autres machines comportant des chambres à volume variable cycliquement, du type de celles qui comprennent un organe rotatif par rapport à un siège approprié, tous deux étant, par exemple et plus spécialement, coniques.
Dans ce genre de distributions, on doit maintenir l'étanchéité même aux pressions élevées qui apparaissent cycliquement 'dans le cylindre, tandis que la pression spécifique entre les surfaces coopérantes et en mouvement relatif de l'organe rotatif et du siège doit être contenue entre des limites appropriées, bien que les organes, durant le fonctionnemente soient aussi sollicités thermiquement et sujets à des variations de coefficient de frottement.
L'invention a pour objet une distribution rotative qui évite des perturbations en maintenant la pression spécifique dans des limites fixées et réglablesp et en outres elle offre aussi la possibilité de décharger sur des organes de soutien les efforts axiaux cycliquement variables qui sont dus à l'action de la pression régnant dans le cylindre sur l'organe rotatif, sans compromettre le fonctionnement de l'ensemble.
Suivant l'inventions la distribution, qui comprend un organe distributeur tournant à l'intérieur d'un siège et relativement à celui-ci;, siège qui est muni d'ouvertures pour la communication avec le cylindre et d' ouvertures pour l'alimentation et l'échappement, est caractérisée par le fait que l'organe distributeur est accouplé à un organe d'entraînement qui a une position axiale déterminée par rapport au siège, grâce à un accouplement hélicoïdal, c'est-à-dire à vis, et grâce à un ressort de torsion ou autre joint élastique qui, grâce à sa déformation élastique, transmet le couple nécessaire à la rotation de l'organe distributeur relativement à son siège;
l' action du ressort à effet de torsion, ou autre organe élastique, tend à faire tourner l'organe distributeur par rapport à l'organe d'entraînement dans le sens voulu pour que cet organe distributeur se rapproche de son siège, tandis que le frottement qui apparaît entre l'organe distributeur et son siège est en opposition avec l'action du ressort et tend par conséquent à faire tourner l'organe distributeur dans le sens voulu pour qu'il se détache de son siègeo Le jeu de ces deux actions antagonistes entre elles crée un équilibre qui maintient pratiquement constante de façon automatique, le frottement de contact entre la partie tournante et la partie fixe, même lorsque, pour des raisons accidentelles - dues soit aux sollicitations thermiques, soit à toute autre cause - ce frottement aurait tendance à augmenter.
Lorsque., pour des raisons quelconques, le frottement tend à augmenter, il y a augmentation du couple nécessaire à 1'entraînements donc augmentation de la déformation de l'organe élastique, ce qui provoque un léger déplacement angulaire entre les deux organes et par suite aussi - grâce à 1' accouplement hélicoïdal - un déplacement axial qui tend à détacher l'organe distributeur de son siège jusqu'à ce que le frottement revienne à la valeur prédéterminée.
Suivant une réalisation pratique et préférable, l'organe distributeur est réalisé sous forme d'organe tronconique se logeant dans un siège coniques et accouplé à l'organe d'entraînement par un accouplement à vis et par un ressort de torsion, ou joint élastique similaire.
Le système fonctionne, soit quand l'organe distributeur,\1 entraîné par l'organe d'entrainement, tourne par rapport au siège fixe, soit quand le siège tourne et l'organe d'entraînement reste fixe., celui-ci ayant pour rôle dans ce cas d'empêcher la rotation de l'organe distributeur qui a tendance à être entraîné par le siège en rotation, à cause du frottement.
La description ci-après., et les dessins ci-joints, montrent des formes de réalisation de 7.'invention.
Figo 1 montre,en coupe verticale et longitudinale;, un exemple de réalisation;
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Figs. 2 et 3 sont des coupes transversales suivant les lignes IIII et III-III de la fig. 1;
Fig. 4 montre isolément l'organe distributeur;
Fig. 5 montre, de façon analogue à la fig. 1, un deuxième exemple de réalisation;
Fig. 6 est une coupe transversale et partielle suivant la ligne VI-VI de la fig. 5 ;
Fig. 7 est une coupe transversale d'un compresseur à cylindres en étoile ménagés dans un bloc tournant;
Fig. 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Fig. 7;
Fig. 9 montre, en coupe axiale, une forme de réalisation perfectionnée;
Fig. 10 est une coupe suivant la ligne X-X de la fig. 9 ;
Fig. Il montre, en vue latérale, un détail de la fig. 9.
Suivant les figs. 1 à 4, le cylindre -1- est surmonté d'un bloc -2- dans lequel est ménagé le siège de la bougie-3-, qui débouche à l'intérieur de la culasse -4-; ce bloc-2- présente une cavité traversant de part en part, perpendiculaire à l'axe du cylindre, qui forme un siège tronconique -6-, en face duquel s'ouvrent un passage -7- partant de la culasse -4- du cylindre -1-, ainsi que des passages -8-8a-disposés de part et d' autre par rapport au passage -7- (voir fig. 2), et constituant les orifi- ces d'échappement et d'admission.
Dans la cavité formant le siège conique -6- passe un arbre-9- monté sur un palier -10-; cet arbre-9- est accouplé, par une clavette -11-, à un noyau -12- serré, en même temps que la bague intérieure du palier -10-, contre un épaulement de l'arbre -9-, par un écrou -13-. Dans le noyau -12- est logée radialement une cheville élastique -14- pourvue d'une dent qui peut s'engager dans l'un des deux creux triangulaires diamètralement opposés -15a- pratiqués à l'intérieur d'un appendice annulaire d'une roue dentée -15- engagée entre le noyau -12- et le palier -10-, et folle par rapport à ceux-ci; cette roue dentée -15- est en- traînée en rotation depuis l'arbre moteur, avec un rapport qui est de 4:1 dans l'exemple.
La disposition est à peu près analogue à un dispositif à roue libre.
L'arbre -9- présente un renflement -20- à peu près au centre de la cavité ménagée dans le bloc -2-, et ce renflement se prolonge par un tronçon-9a- de l'arbre -9-, de diamètre inférieur, qui s'étend en face du siège conique -6-. Dans ce siège conique est logé l'organe distributeur conique -16- qui entoure le tronçon -9a- de l'arbre -9- et est muni de deux creux -17-18-, qui, dans la rotation de l'organe conique -16-, établissent successivement la communication entre l'orifice -7- et les orifices -8-8a-, l'un d'échappement et l'autre d'admission. Les deux creux communi- quent par un trou pour réaliser un équilibrage radial.
Un appendice en godet-19- de l'organe -16- entoure le renflement -20- de l'arbre -9- ; on a prévu un accouplement hélicoïdal de cet organe -16- avec l'arbre -9-, accouplement constitué par un filetage, même à plusieurs filets et à pas rapide, taillé sur le renflement central -20- de l'arbre -9- et intérieurement sur l'appendice -19-; dans l'arbre -9- se fixe une cheville -22- qui pénètre dans un logement-23- creusé dans lhppendice en godet -19- de l'organe -16-, pour limiter les déplacements angulaires relatifs entre l'arbre -9- constituant l'organe d'entraînement, et l'organe -16-;
ce logement -23- s'étend de façon hélicoïdale en suivant la marche des filets de l'accouplement hélicoïdal (voir aussi fig. 4). A l'ex- trémité du tronçon -9a- de l'arbre -9- est fixé, dans l'exemple par une vis -27-, un collier -28- auquel est fixée l'extrémité -29a- d'un ressort à boudin -29- dont l'extrémité -29b- est fixée à l'organe conique -16-; ce ressort-29- constitue le ressort de torsion qui relie l'organe d'entraînement
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-9-9a- à 1,'organe distributeur -16-, et il est fait pour engendrer un couple dont l'axe coïncide avec celui du distributeur.
Le mouvement de l'arbre central de la machine est transmispar la roue -15- et le dispositif à roue libre -14- -15a-, à l'arbre -9-, et de celui-ci, grâce au ressort -29-, à l'organe distributeur -16-; sui- vant l'effort nécessaire pour entraîner l'organe -16- en surmontant les frottements entre celui-ci et le siège$ le ressort -29- se déforme plus ou moins, déterminant des déplacements angulaires relatifs entre l'arbre -9-, -9a- et l'organe-16; ces deux organes étant accouplés hélicoïdalement les déplacements angulaires relatifs entre ceux-ci se transforment en déplacements axiaux de l'organe -16- par rapport à l'arbre -9-, et donc par rapport au siège conique -6-.
Etant donné le sens du filetage,, quand le couple nécessaire à l'entraînement de l'organe -16- augmente, donc quand les frottements augmentent, on a une plus grande déformation du ressort -29-, et par suite un déplacement angulaire relatif entre les deux organes; ainsi,, l'organe -16- subit un déplacement axial qui tend à le détacher du siège -6en diminuant les frottements jusqu'à ramener ainsi automatiquement la déformation du ressort -29- à une valeur pratiquement normale., maintenant ainsi l'équilibre. En effet, tandis que le ressort-29- tend à dévisser et par conséquent à rapprocher du siège-6- l'élément conique -16-, le frottement qui naît de l'accouplement de cet organe avec son siège, contre l'action du ressorte tend à visser l'élément conique, et donc à le détacher de son siège.
Les efforts axiaux cycliquement variables (dus à l'effet de la pression régnant dans le cylindre sur l'organe distributeur) se reportent par l' intermédiaire de l'accouplement hélicoïdale sur l'organe d'entraînement -9sans altérer le réglage automatique du frottement.
La position angulaire de l'arbre -9- par rapport à l'arbre cen- tral de la machine.,et par suite la mise en phase de la distribution est assurée par la présence de deux creux seulement, -15a- qui coopèrent avec la cheville -14-; la rotation accidentelle éventuelle, en sens inverse du sens normale que peut prendre l'arbre de la machines n'est pas transmise à l'arbre -9-, et on évite ainsi le blocage de l'organe-16- dans le siège -6-.
On tend initialement le ressort -29- en faisant tourner le collier -28- et en le bloquant sur l'arbre -9- avec la vis de serrage -27-; 1' organe conique distributeur -16- est maintenu par la cheville -22-, qui arrête la rotation de cet organe en coopérant avec le fond du logement -23-, et en facilitant ainsi le montage ; cheville -22-, dans le fonctionne- ment normal en équilibre., se trouve en une position intermédiaire dans le logement -23-.
La charge initiale donnée au ressort de torsion règle la valeur du frottement entre l'organe -16- et son siège ; en la faisant varier,, on peut faire varier la pression spécifique entre les deux surfaces en mouvement relatif
Suivant les fig. 5 et 6, l'arbre -9- ne présente pas l'appendice -9a-, et il est percé axialement pour loger une barre de torsion -40-, qui est ancrée en -41- sur l'arbre -9- et qui s'étend à l'intérieur d'une perforation axiale de l'organe -16-;
celui-ci présente un bord annulaire en saillie -42- pourvu de deux entailles -43- diamétralement opposées, dans lesquelles vient se loger une traverse -44- qui se place sur l'extrémité de la barre -40- et s'y fixe au moyen par exemples d'une vis de serrage-45La barre de torsion -40-chargée au préalable, remplace le ressort de torsion - 29- de l'exemple précédent; la traverse -44- entraîne en rotation l'organe -16- qui peut coulisser par rapport à cette traverse; les déformations élastiques de torsion de la barre-40- déterminent les déplacements angulaires relatifs entre l'arbre -9- et l'organe -16-.
Dans l'exemple des fige 7 et 8, une distribution rotative centrale comme celle décrite est appliquée à un compresseur qui comprend un bloc tournant portant les cylindres disposés en étoile. Dans l'enveloppe -50- tourne;, de façon solidaire avec l'arbre -51-, un disque -52- qui porte sur sa périphérie des axes -53- pour les bielles -54- des pistons -55-; ces pistons
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sont logés de façon à pouvoir coulisser dans des cylindres -56- qui font partie d'un bloc -57-; ce bloc est pourvu d'un appendice -58- à manchon, monté dans un palier -59- qui est logé dans un support tubulaire -60- solidaire de l'enveloppe -50-.
Le bloc -57- peut tourner sur le palier -59suivant un axe géométrique parallèle mais désaxé par rapport à l'axe géométrique de l'arbre-51-; le bloc-57- est entraîné par l'arbre moteur -51-, et les pistons -55-, par l'excentricité des axes de rotation, coulissent cycliquement le long des cylindres -56-. A l'intérieur du manchon -58- s' étend un conduit fixe et rigide -61- qui se prolonge par un arbre -62-, sur lequel est placé un organe distributeur conique -63- qui se loge dans un siège conique correspondant ménagé dans le bloc tournant -57-; dans ce siège s'ouvrent des passages qui partent des cylindres.
L'organe distributeur-63- est relié à un élément en position axiale déterminée, constitué par l'élément -61-62-, au moyen d'un accouplement hélicoïdal -64- à pas rapide et d'un ressort de torsion-65- qui réagit entre l'organe -63et un anneau-66- fixé à l'extrémité de l'arbre -62-, une fois que l'on a chargé le ressort -65-. Dans l'organe distributeur conique-63- est ménagée une ouverture -67- qui s'étend sur un arc un peu inférieur à 180 , à travers laquelle se fait l'aspiration du fluide qui parvient à cette ouverture-67- en provenance du collecteur -68- et de l'interstice -69- ; une deuxième ouverture -70- permet l'échappement du fluide comprimé par les cylindres, dans le conduit -61-.
Dans cet exemple, l'organe distributeur -63- est à peu près fixe, et le siège conique, ménagé dans le bloc -57-, tourne par rapport à cet organe; le réglage automatique se fait pourtant de façon analogue à la précédente, puisque le ressort se déforme à cause du couple nécessaire pour vaincre le frottement entre le siège et l'organe -63-, couple qui tendrait à entrainer l'organe -63- lui-même.
Suivant l'exemple des figs. 9 à 11, on a prévu un deuxième dispositif de réglage automatique, par lequel le mouvement de rotation rela- tive de l'organe distributeur par rapport à son siège est transmis; ce deuxième dispositif de réglage automatique entre en fonction quand l'accouplement hélicoïdal de réglage n'est pas efficace ou suffisant, et il permet de soulever l'organe conique, même dans une mesure considérable.
Dans la culasse -71- on a ménagé, outre la chambre-72-, une cavité s'étendant de part en part -73- et comportant le siège conique pour l'organe conique -74-. Sur des paliers -75-76-, est monté l'arbre -77qui est entraîné en rotation, par l'intermédiaire de la cheville élasti- que -78- faisant office de roue libre, par une roue dentée-79- qui prend le mouvement sur l'arbre moteur.
L'arbre -77- forme un renflement -80contre lequel se trouve un disque ou plateau -81-, solidaire d'un manchon -82- qui entoure le tronçon le plus mince de l'arbre -77- et s'étend à l'intérieur du trou axial de l'organe conique -74-; l'extrémité du manchon-82est dentée et accouplée à l'extrémité analogue d'un deuxième manchon -83-, entourant lui aussi l'arbre -77- et solidaire d'un renflement -84-; dans ce renflement, on a taillé un filetage accouplé au filetage taillé dans l'organe -74-.
Le renflement -84- présente une entaille -85- en forme de secteur, dans laquelle passe une cheville -86- fixée à l'organe -74-; à la cheville -86- et à la pièce -84- sont ancrées les extrémités d'un ressort spiral -87- qui constitue le ressort de torsion fait pour entraîner l'organe conique -74- et pour déterminer des déplacements angulaires relatifs entre le renflement -84- et l'organe -74-, quand il y a variation du couple nécessaire pour entraîner en rotation l'organe -74-.
Sur l'arbre -77-, on a prévu un épaulement -88-, constitué par exemple par un écrou et un contre-écrou pour qu'il soit réglable en position, et contre cet épaulement s'appuie un ressort -89- qui tend à pousser les organes -84- -83- et -82- vers la droits lorsqu'on regarde le dessin, et tend à rapprocher l'un de l'autre le disque -81- et le renflement
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-80-. Le disque -81- ainsi que le renflement -80- présentent sur leurs faces tournées l'une vers l'autre des creux correspondants -91-, taillés en V, entre lesquels sont Interposées des billes -92- qui constituent les éléments de roulement. Le ressort -89- pousse donc le disque-81- contre les billes -92-e et celles-ci contre le renflement -80-, qui a une position axiale invariable.
Dans les conditions normales, l'action du ressort-89- est de nature à empêcher des déplacements angulaires relatifs entre l'arbre-77- et le disque -81-; donc; le mouvement de rotation,, qui est transmis de la roue -79-, à l'arbre -77-, est transmis à son tour par celui-ci aux manchons -82- 83- et de 1à à l'organe conique -74-, grâce au ressort -87-.
Quand, pour une raison quelconques le réglage du à l'accouplement hélicoïdal entre les organes -84- et -74- ne fonctionne pas suffisamment, et quand le couple de torsion nécessaire à la rotation de l'organe -74- augmente, la composante axiale de l'effort accru, transmis par l'Intermédiaire des billes -92-, dépasse l'action du ressort -89-, et cela détermine une rotation relative entre le renflement -80- et le disque -81-, avec un roulement des billes -92- sur les surfaces inclinées des creux -91-; ainsi il se produit un coulissement axial de l'ensemble des organes -82-83- et -74-,vers la gauche lorsqu'on regarde le dessine avec compression du ressort -89-.
Ce deuxième dispositif de réglage automatique permet une plus grande sécurité de fonctionnement, et permet aussi d'avoir un accouplement hélicoïdal à faible pas entre les organes -84- et -74-,et non à pas rapide; cela peut être préférable pour obtenir un fonctionnement régulier du premier dispositif de réglage automatique.
Le dissin montre seulement des exemples schématiques de l'inven- tion, qui peut varier dans ses formes et ses dispositions. Par exemple, si l'on considère les fig. 9 à 11, on aurait pu prévoir des rouleaux de roulement montés sur l'un des organes, comme le renflement -80- et roulant sur des surfaces inclinées, par exemple en V, du rebord -81- .
REVENDICATIONS.
1.- Distribution rotative comprenant au moins un organe distributeur tournant relativement à un siège pourvu d'un orifice de communica- tion avec au moins un cylindre correspondant et d'alimentation et d'échappement, cette distribution étant caractérisée par le fait qu'elle comprend; un organe d'entrainement qui a une position axiale déterminée par rapport au siège; un accouplement hélicoïdale c'est-à-dire à vis, entre l'organe d'entraînement et l'organe distributeur; un ressort de torsion ou autre joint élastique qui réagit entre l'organe d'entraînement et l'organe distributeur;
l'accouplement hélicoïdal entre les deux organes étant tel que les déplacements angulaires relatifs dus à une déformation plus grande du ressort de torsion ou joint similaire par suite de l'accroissement de frottement entre l'organe distributeur et le siège,déterminent des déplacements axiaux de l'organe distributeur, tendant à le soulever de son siège jusqu'à ce que le frottement soit ramené à sa valeur normale.