BE679111A
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Publication number: BE679111A
Authority: BE
Priority date: 1966-04-06
Filing date: 1966-04-06
Publication date: 1966-09-16
Description

  

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  Machine volumétrique utilisable comme pompe, moteur ou moto- 
 EMI1.1 
 -------------------------------------¯.-------.------   -pompe.   



   L'invention a pour objet une machine volumétrique      rotative de structure robuste, très simple, capable de fonc- tionner avec un rendement excellent, comme pompe, à liquide      ou à gaz, comme pompe à vide, compresseur, moteur récepteur à fluide sous pression, moteur à combustion interne, et toutes les combinaisons possibles de telles machines entre elles, soit par accouplement, soit par la structure même des machines ' combinées en une seule, pour les applications les plus diverses telles que fournitures de fluides sous pression, entraînement d'organes, générateurs de gaz, machines hydrauliques couplées par des tuyauteries, etc... 



   La machine suivant l'invention est remarquable en ce qu'elle comporte : un carter cylindrique fixe, et un nombre pair de pistera en forme de segments de couronne montés fous 

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 en deux groupes imbriqués indépendants l'un de l'autre entre l'alésage du carter et un noyau cylindrique, la somme des longueurs des arcs de tous les pistons étant inférieure à 360  de manière à laisser, entre les extrémités radiales   desditi-   pistons, des chambres de travail en communication cycliquement avecdes lumières d'admission et d'échappement, de dimensions et d'emplacements convenables, pratiquées dans la paroi cylin- drique du carter,

   sous l'action d'un dispositif mécanique qui      comporte un plateau monté fou en rotation coaxialement dans le carter et sur lequel tourillonne au moins un arbre auxiliai- re qui porte, d'une part, un pignon denté ou satellite, en prise avec une roue dentée, ou couronne solidaire du carter et, d'autre part, deux éléments excentrés d'une valeur déter- minée diamétralement opposés reliés, respectivement, aux pis- tons de rang pair et aux pistons de rang impair, de telle fa- çon qu'à une rotation à vitesse constante dudit plateau corres- pondent des rotations à variation de vitesse sensiblement si-   nusoïdale   des groupes de pistons et, par suite, des variations périodiques des volumes des chambres de travail combinées avec leurs passages en regard des lumières du carter. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention la périphérie du carter est divisée en un nombre d'arcs de base égal au rapport du diamètre de la couronne dentée à celui du satellite et, pour une pompe, chaque arc de base comporte suc- cessivement une lumière d'admission, une partie pleine et une lumière d'échappement d'une pompe élémentaire, un cycle cor- respondant à l'étendue dudit arc, tandis que pour un moteur, deux arcs de base successifs correspondant à un moteur élémen- taire comportent un premier arc de base et un deuxième arc de base, le premier formé d'une lumière d'admission suivie d'une 

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 partie pleine, et le second formé d'une partie pleine suivie d'une lumière d'échappement, un cycle occupant l'ensemble du premier et du second arcs de base précités,

   le point de volume minimum correspondant à la jonction de ces deux arcs. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention pour une pompe à pleine admission et à refoulement total, la valeur angulaire des lumières est égale au déni-arc de base moins la demi-variation maximum de l'angle compris entre deux pistons. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour une machine à taux de compression infini, la valeur angulaire de chaque piston est égale à n fois (n = 0, 1, 2,3, etc...) l'arc de base plus la demi-valeur dudit arc de base, moins la demi-valeur de la variation maximum de l'angle compris entre deux pistons. 



   L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription suivante et à l'examen des dessins annexés qui mon- trent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation de machines volumétriques rotatives établies sui- vant l'invention. 



   Sur ces dessins :
Fig. 1 représente, en coupe longitudinale faite suivant la ligne I-I de la fig. 6, une pompe rotative suivant l'inven-   tion,  
Fig. 2 est une coupe longitudinale de la même pompe, faite suivant II-II de la fig. 6,
Figs. 3 à 6 sont des coupes transversales faites, res- pectivement, suivant les lignes   111-111,     IV-IV,   V-V et VI-VI de la fig. 1,
Fig. 7 représente schématiquement, en perspective, la cinématique de la pompe des figs. 1 à 6, 

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Fig.   $ est   une sue en bout partielle de la même dné- matique, 
Figs. 9a à 91 représentent schématiquement les plases successives d'un cycle de fonctionnement de la pompe   de*   figs. 



  1 à 8, 
Figs. 10a à 101 représentent schématiquement les phases de fonctionnement d'un moteur à explosions dérivé de If pompe représentée sur les figs. 1 à 8, 
Fig. 11 est un graphique de représentation d'un cycle de la pompe rotative des figs. 1 à 8, 
Fig. 12 est un graphique de représentation d'un cycle d'une variante de la pompe des figs. 1 à 8,     
Fig. 13 est un graphique de représentation des phases ; de fonctionnement du moteur des figs. 10a à 101, ; 
Fig.   14   représente, en coupe transversale faite au droit ;

        des pistons, une machine combinée moteur-pompe, 
Fig. 15 montre, également en coupe faite au droit des pistons, une variante de la machine combinée moteur-pompe de la fig. 12, 
Fig. 16 représente, en coupe longitudinale, une machi- , ne double, 
Fig. 17 représente, en coupe longitudinale, un autre      mode de réalisation de machine double, 
Figs. 18 et 19 sont des vues en coupe longitudinale      et en coupe transversale suivant   XIX-XIX,   d'une variante du      mode de réalisation de la fig. 1, et     
Fig. 20 montre en coupe transversale, une variante des figs. 6 et 19. 



   On fera tout d'abord remarquer que les machines des figs. 1, 14, 15,16 et 17 sont du type dans lequel chaque 

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 piston a une valeur angulaire égale à un arc de base plus un demi-arc moins la demi-valeur de la variation maximum de l'an- gle compris entre deux pistons. La machine des figs. 18 et
19 est du type dans lequel chaque piston a une valeur angulai- re égale à un demi-arc de base moins la demi-valeur de la variation maximum de l'angle compris entre deux pistons (dans ce cas n - 0). La pompe rotative représentée schématique- ment sur les figs. 1 à   6   comporte un carter cylindrique étan- che fixe 1 qui présente, à l'une de ses extrémités, un fond
2,et qui est fermé, à son autre extrémité, par un flasque 3. 



   Un arbre principal central 5 tourillonne dans un moyeu 6 du fond 2 et il est centré, par son extrémité intérieure 7, dans un embrèvement cylindrique correspondant pratiqué dans l'ex- trémité d'un pivot 8 solidaire du flasque 3, ledit pivot étant cylindrique et disposé coaxialement à l'intérieur du carter cylindrique 1. 



   La pompe comporte un certain nombre pair (quatre dans l'exemple) de pistons en forme de segments de couronne cylin- drique répartis en deux groupes imbriqués; deux de ces pistons, à savoir les pistons 11 et 12, sont solidaires d'un noyau cy- lindrique   14   qui peut tourner librement sur le pivot 8, tandis que les deux autres, les pistons 15 et 16, sont réalisés sous la formed'entretoises serrées, au moyen de boulons 21, entre deux disques 18 et 19 qui peuvent tourner librement sur le pivot 8. 



   A titre de variante on peut utiliser l'alésage du car- ter cylindrique 1 à la plaque du pivot 8 et, dans ce cas, mon- ter fou à rotation un plateau 31 sur l'extrémité intérieure de l'arbre 5. 



  L'ensemble formé par les pistons 11 et 12 et le noyau 

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 14 a même produit de la masse par le moment' l'inertie que l'ensemble formé par les pistons 15 et 16 et les disques 18, 19.      



   Le diamètre extérieur de tous les pisons est tel que ' ceux-ci puissent tourner librement, contre l' césage du carter: cylindrique 1. Le diamètre intérieur des deti pistons 15 et 16 est tel que ceux-ci puissent pivoter librement contre la   surfa-        ce cylindrique du noyau 14. La longueur de le génératrice de   l'ensemble   pistons 11-12, noyau 14 est telle que cet ensemble puisse pivoter librement entre les disques 18-19. Dans l'exem-! ple, les quatre pistons s'étendent sur des arcs de même lon- gueur et leur somme est inférieure à 300  pour que les deux pistons 15 et 18 puissent pivoter par rapport aux deux pistons 11 et 12. 



   La paire de pistons 11, 12 et la paire de pistons 15, 16 sont entraînées en rotation dans le carter 1, à des vitesses périodiquement variables, et dont les variations sont sensible- ment sinusoïdales, comme on le verra plus loin, au moyen d'un système qui comporte deux arbres vilebrequins identiques   24,   24'- Chacun d'eux, par exemple l'arbre vilebrequin   24,   présente deux portées cylindriques 20, 27 qui tourillonnent dans des alésages correspondants 28, 29 du plateau 31 monté fou à rota- tion sur le pivot 8 et de profil longitudinal spécial dont on comprend bien la configuration en examinant, en particulier, les figs. 1, 2 et 4.

   Cet arbre vilebrequin porte deux manetons ' 33, 34 diamétralement opposés et décalés en direction axiale, le maneton 33 tcurillonnant dans l'alésage 40 d'un cadre rec- tangulaire 35 qui peut coulisser dans une fenêtre radiale 36 pratiquée dans le disque 18 solidaire des deux pistons 15, 16 (fig. 5), tandis que l'autre maneton 34 tourillonne dans l'alé- 

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 sage 38   d'un   autre cadre rectangulaire 39 qui peut coulisser radialement dans une fenêtre 41 pratiquée dans l'ensemble formé par le noyau   14- et   le piston 11. 



   L'arbre vilebrequin 24, comme l'arbre vilebrequin 24', sont entraînés en rotation, sur eux-mêmes et autour de   l'axe   général du-carter, par un système qui comporte une roue dentée planétaire 45 en prise avec deux pignons satellites 46,   46',   respectivement solidaires des deux arbres vilebrequins   24,   24' et eux-mêmes en prise avec la denture intérieure d'une couronne dentée 48 solidaire du carter 1.

   On pourrait aussi, à titre de variante, entraîner les satellites directement par leurs axes portés par un organe solidaire de l'arbre 5, et supprimer la roue dentée planétaire 45, comme indiqué en traits mixtes, en 10 sur la fig.   7.   Dans le présent mode de réalisation qui com- porte quatre pistons et dans lequel le rapport des diamètres de la couronne à denture intérieure   48   à celui des satellites   46   et 46' est égal à 6:

  1, la paroi cylindrique du carter présente des lumières d'admission 51a, 51b, 51c 51d, 51e, 51f, au nom-      bre de six et des lumières d'échappement 52a, 52b, 52c, 52d 52e,   52f.   Entre les lumières 51a et   52f,   51b et 52a, 51c et 52b   51d   et 52c,   51e   et 52d, 51f et 52e, se trouvent des cloisons 55a, 55b, 55c, 55d,   55e,     551,   dans lesquelles sont logés des segments plats 56a, 56b, 56c, 56d, 56e, 56f. On reviendra plus loin sur la relation existant t\tre le nombre des lumières, le nombre des pistons et le rapport des diamètres des roues den- tées ainsi que les emplacements   précis   et lesvaleurs angulai- res desdites lumières. 



   Sur les figs. 7 et 8, on a représenté schématiquement, d'une façon très simplifiée, la cinématique de la pompe. Sur ces figures, on a désigné par les mêmes chiffres de référence 

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 les mêmes organes que ceux représentés sur le figures 1 à 6. 



   Lorsqu'on fait tourner l'arbre 5 dans sens de la flè- che fl, la roue dentée planétaire 45 fait rour les deux sa- tellites dans le même sens, et notamment le s ellite   46,   à ltintérieur de la couronne dentée 48, de sort que ce satellite tourne sur lui-même dans le sens de la flèche   2,   c'est-à-dire dans le sens opposé à celui de la flèche fl. e   rotnr   formé:

        par l'ensemble des quatre pistons rotatifs 11. 12 et 15, 16 est donc entraîné en rotation à l'intérieur dt carter 1, dans son ensemble, mais le mouvement de rotation de l'arbre   vilebre-   quin 24 portant les manetons 33, 34 assure une variation sensi- blement sinusoïdale de la vitesse angulaire de deux pistons   15,    16,   d'une part, et   11,   12, d'autre part, celle-ci étant déphasée de 180  de rotation du satellite autour de son axe par rapport à celle des pistons 15, 16, de sorte :ue la distance entre les faces radiales d'extrémités des deux pistons 15, 16 et des deux pistons 11, 12 varie également d'une manière sensi- blement sinusoïdale pendant la rotation de l'ensemble des pis- tons dans le carter.

   C'est la variation de volume des quatre chambres ainsi formées entre les faces radiales des pistons qui est utilisée pour assurer l'aspiration et le refoulement   d'un   fluide, en vue de le mettre en circulation ou de le comprimer, ou bien encore de le détendre. Dans le cas de la pompe à pres- sion d'huile, il se crée sous l'action des fuites, une contre- -pression dans le carter étanche. On peut aussi envisager de réaliser une pompe à vide où l'étancheité est assurée par une circulation d'huile entre le carter et les chambres de travail. 



   La machine est symétrique par rapport à son axe, de sor- te que tous ses organes sont équilibrés et que le raisonnement que l'on a fait au sujet de l'un des satellites et du vilebre- 

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 quin   qu'il   entraîne, peut être fait avec d'autres satellites entraînant d'autres vilebrequins. 



   Lorsque le plan des deux vilebrequins 33, 34 est   perpen-.   diculaire au diamètre OC (fig. 8) du carter passant par l'axe : du satellite 46 solidaire de ce vilebrequin, l'angle au centre défini par les axes radiaux des deux cadres 35 et 39 d'entraînement des pistons est maximum et égal à a, deux faces radiales d'une paire de pistons sont, par exemple, en contact avec les deux faces adjacentes de l'autre paire de pistons, tandis que les autres faces radiales de ces pistons sont à leur écartement maximum et font, entre elles, un angle b.

   Lorsque le satellite 46 aura roulé d'un demi-tour sur lui-même à l'inté-      rieur de la couronne dentée 48, les positions relatives des       deux cadres 35 et 39 d'entraînement des pistons seront inter-    verties, c'est-à-dire que, pendant ce demi-tour, l'angle a aura -   diminué jusqu'à zéro, puis aura repris la même valeur dans l'au- tre sens, de sorte que les pistons auront subi un mouvement de pivotement relatif dont l'amplitude est égale à deux fois la valeur de l'angle a; autrement dit, l'angle b est égal à 2a. 



   On peut aussi, à titre de variante, réaliser une machine dans laquelle l'angle b est inférieur à   2at,   la différence (2a- b) étant compensée par un dispositif élastique incorporé au systè- me cadre-rainure radiale, ou autre. Dans ce cas, le taux de compression est infini et ne subit pas l'influence de l'usure de la machine. 



   Un cycle complet, à la fin duquel les pistons se retrou- vent   dansleurs   positions relatives initiales, est donc effec- tué chaque fois que le satellite 40 a fait un tour sur lui-même, à l'intérieur de la couronne dentée 48, c'est-à-dire que son axe s'est dépecé d'un angle au centre de 60 , à l'intérieur du ; 

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 carter fina1 de la machine , d'après les pothèses faites plus haut:
Sue les figs. 9a à 91, on a représenté schématiquement un tel cycle, Sur la fig. 9a., la face   raille   12a du piston 12 et la face radiale 15a du piston 15 sont en contact, au droit de bord amont de la cloison 55a qui snare la lumière d'échappenent 52f de la lumière d'admission 51e, L'ensemble des pistons:

   tourne dans le sens de la flèche   @   Les deux faces en que3tion 12a et 15a des deux pistons se séparent en passant devant, la lumière d'admission 51a (fig.   @).   La chambre de travail   57   qui se forme entre ces deux faces augmente progressivement de volume, suivant une'loi sensiblement sinusoïdale, comme représenté sur les figs. 9c, 9d,   9e,   9f et, à ce moment, la face 15a atteint le bord aval de la lumière d'admission 51a qui se ferme donc. 



   La chambre de travail 57 est maintenant complètement fermée, la rotation se poursuit et la face 12a du piston 12 dépasse le bord amont de la lumière d'échappement 52a (fig.9g), le volume de la chambre 57 décroît progressivement et le fluide qu'elle renfermait s'échappe, au fur et à mesure, par la lumière d'échappement 52a (fig. 9h, 9i, 9j, 9k, 9l); les faces 12a du piston 12 et 15a du piston 15 sont maintenant de nouveau appliquée:) l'une contre l'autre, au droit, cette fois, du bord amont de la cloison 55b qui sépare la lumière d'échappement 52a   de   la lumière d'admission 51b. La lumière   d'échappe-   ment 52a est maintenant de nouveau fermée complètement.

   Le premier cycle est terminé et correspond, on le rappelle, à une rotation des satellites d'un tour sur eux-mêmes et à un déplacement de leurs axes de 1/6 de tour autour de l'axe de la couronne dentée solidaire du carter de la pompe. 

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   Pendant ce premier cycle complet d'aspiration, par la lumière d'admission 51a, et de refoulement, par la lumière d'échappement 52a, il s'est produit un cycle identique   d'aspi- '   ration par la lumière 51d (figs.   9a   à 9f), et de refoulement correspondant par la lumière 52d (figs.   9g à   9l). 



   Au cours de ce même cycle, on a assisté, pendant sa première moitié, c'est-à-dire pendant les phases d'aspiration : qui viennent d'être décrites, à une phase de refoulement par la lumière 52b et à une phase de refoulement identique par la lumière 52e (figs. 9a. à 9f), tandis que, pendant la deuxième moitié du cycle, c'est-à-dire pendant les phases de refoulement ; décrites plus haut, on a assisté à une phase d'aspiration par la lumière 51c et à une phase d'aspiration identique par la lumière 51f, comme représenté sur les figs. 9g à 91. 



   Au cours d'un cycle, il s'est donc produit quatre   phases!   d'aspiration et quatre phases de refoulement, soit "quatre      pulsations". Pour un tour complet de l'ensemble des pistons dans le carter de la pompe, les satellites font six tours ' sur eux-mêmes, de sorte qu'il se produit six cycles et, par conséquent vingt-quatre pulsations également réparties entre les six lumières d'échappement ; par lumière, il y a quatre pulsations par tour complet du rotor, et il en est de même pour les lumières d'admission, il y a donc quatre pulsations par pompe élémentaire. 



   Suivant la configuration donnée aux collecteurs de flui-' de pour l'admission et l'échappement, le débit d'une pompe élé- mentaire disponible à la lumière d'échappement peut être main- tenu séparé eu additionné au débit d'autres pompes élémentaires ce débit peut encore être injecté à la lumière d'admission d'u- ne autre ou d'entrés pompes élémentaires, et vice versa. 

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   La surface utile instantanée des lallères diffère de la surface géométrique des ouvertures pratiquas dans la paroi du carter cylindrique, elle est égale à la   di "érence   entre cette surface géométrique et la partie de cette : rface géométrique obstruée par les pistons en mouvement cont fuellement variable. 



   On remarque que la variation de volmes de chaque chambre de travail est sensiblement sinusoïdale; l'évolution de la surface utile de la lumière correspondante auit une loi à peu près identique et le rapport du débit instan sné à la surface      instantanée de la lumière correspondante   rest   sensiblement constant, ce qui constitue une condition   favonble   à un bon écoulement dos fluides compte tenu de la   varias, on   de vitesse des pistons.

   En inversant le sens de rotation ne l'arbre 5,   on;   inverse le sens de la circulation du fluide dar ;le circuit   d'utilisation,   si l'on prend soin de placer consenablement la position de volume minimum des chambres, par enemple par un calage angulaire de la couronne dentée dans le carter au moyen      d'un dispositif de calage. 



   Sur le graphique de la fig. 11 on a porté, en abscisses,      de 0 à 360" les angles de rotation du satellite 46 autour de lui-même, ainsi que de 0 à 60  les angles au centre qui corres- pondent aux déplacements de l'axe dudit satellite autour de l'axe de la machine, ces derniers étant égaux à 1/6 des premiers, et, en ordonnées, les positions de deux faces en regard de deux pistons voisins, exprimées par des angles de 0   à   60* supposée . gradués sur le carter de la machine. La courbe Cl et C'l représentant, respectivement, les positions du bord avant d'un piston et du bord arrière du piston voisin au cours d'un cycle, pour une excentricité des vilebrequins 33 et 34, telle que l'angle s., indiqué sur la fig. 8, soit égal à 12*. 

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   L'ordonnée du point A donne l'indication de la longueur circonférentielle de la lumière d'admission, soit la demi- valeur de l'arc de base moins la demi-variation maximum de l'angle compris entre deux secteurs, la distance des ordonnées ' des points A et B correspond à l'écartement maximum des pistons et, par conséquent, au volume maximum de la chambre de travail comprise entre deux pistons, tandis que la distance des ordon- nées des points B et C donne l'indication de la longueur      circonférentielle de la lumière d'échappement, soit la demi- valeur de l'arc de base moins la demi-variation maximum de l'angle compris entre deux secteurs. 



   Les maxime et les minima de volome de la chambre sont séparés par 180  de rotation du satellite sur lui-même, c'est- à-dire un déplacement de 30  de son axe autour de   1'axe   de la machine. Un cycle s'effectue pour une rotation de 3-0  du satellite, ce qui correspond à un déplacement de celui-ci de 60" autour de   l'axe   de la machine. 



   Si l'on augmente l'excentricité des vilebrequin., par exemple de façon que l'angle a soit égal à 20 , on obtient des courbes telles que 02 et c'2, ce qui permet d'augmenter le volume de la chambre de travail représenté alors par la distende EF, mais les longueurs   circonférentielles   des   lumières   d'admission et d'échappement sont raccourcies, respectivement, des longueurs AE et   BF.   



   Pour une excentricité encore plus grande, par exemple telle que   l'angle!   soit égal à 28  on obtiendrait les courbes C3, C'3, ce qui fournirait un volume de chambre de travail encore plus grand représenté par la distance GH, mais les lu- mières d'admission et d'échappement auraient alors les longueurs représentées par KG et HC. 

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   L'angle utile total balayé sous la circonférence du car- ter, par tour du rotor, est égal à 24 fois l'angle b ou 48 fois l'angle a. 



   Les conditions décrites ci-dessus se limitent à une machine dont le taux de compression est infiai et dont les lumières, d'aspiration sont ouvertes uniquement durant la pério- de d'augmentation des volumes correspondants, et les lumières de refoulement sont ouvertes uniquement pendant la période de diminution des volumes correspondants. 



   Certaines applications nécessitent des machines à taux de compression fini ; dans ce cas, deux faces radiales d'une paire de pistons sont, par exemple, à leur.écartement minimum (que l'on peut désigner par x) vis-à-vis des deux faces adja- centes de l'autre paire de pistons, tandis que les autres face* radiales de ces pistons sont à leur écartement maximum b plus x. 



  Lorsque le satellite 40 aura roulé d'un demi-tour sur lui-même, : à l'intérieur de la couronne 48, les pistons auront subi un pivotement relatif d'amplitude égale à b et le taux de compression est défini par   b+x .   x
Le graphique de la fig. 12 est une variante de celui de la fig.   11,   pour un angle b, de   24*   et les   Angles   égaux à 5 , 2,5  et 0 , correspondant à des taux de   compression   de 5,6, 10 et infini, les ordonnées des points M, P, S et N, Q, T indiquent, respectivement, les positions des bords aval des lumières d'admission et d'échappement pour une fermeture aux points maximum et   mininum   de volume pour les trois taux de compression définis plis haut.

   La valeur angulaire de chaque secteur est diminuée da la valeur correspondant aux différences entre les ordonnées des points S, M et S, P pour des taux de compression de 5,8 et LO, respectivement. 

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   Certaines applications nécessitent des cycles où les moments d'ouverture et de fermeture des lumières d'admission et d'échappement sont différents de ceux qui viennent d'être décrits. On retarde ou l'on avance l'ouverture ou la fermeture des lumières d'admission, ou d'échappement-, en augmentant ou en   diminu.nt:   la valeur des ordonnées des points marquant les bords "amont" et "aval" desdites lumières. Dans l'exemple d'u- ne pompe à vide   où   l'échappement commence après le point mort maximum de volume, des clapets permettent au démarrage l'éva- cuation dans ce carter de l'huile qui s'est introduite dans les chambres de travail. 



   Etant donné qu'un cycle complet doit être accompli sous un arc de 60  du carter de la pompe, la somme des longueurs circonf érentielles de la lumière d'admission de la chambre de travail et de la lumière d'échappement doit être au plus égale , à 60 , encore faut-il tenir compte de la nécessité de l'exis- tence de cloisons telles que 55a (fig. 6) qui sépare la lumiè- ;

   re d'échappement 52f de la lumière d'aspiration   $la,   le bord ' amont de cette cloison, du côté de la lumière d'échappement, est au droit du point minimum de volume et du bord aval de   la ,   lumière d'échappement 52f. ' 
D'une façon générale, le nombre des pistons de la   pompe, !   le rapport des diamètres de la couronne dentée 48 au diamètre      des satellites   46,   le nombre des lumières d'admission et d'échappement, et le nombre des pulsations par tour complet de l'ensemble des pistons dans le carter, sont donnés par des progressions arithmétiques suivant le tableau ci-dessous : 

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 EMI16.1 
 
<tb> 
<tb> nombre <SEP> total <SEP> de <SEP> pistons <SEP> :

   <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> .... <SEP> 
<tb> rapport <SEP> couronne/satellite <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12....
<tb> nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'admission <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> .... <SEP> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'échappement <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12....
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pompes <SEP> élémentaires <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> ....
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pulsations <SEP> d'une <SEP> pompe
<tb> élémentaire <SEP> par <SEP> tour <SEP> du <SEP> rotor <SEP> : <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8....
<tb> nombre <SEP> total <SEP> de <SEP> pulsations <SEP> par
<tb> tour <SEP> du <SEP> rotor <SEP> : <SEP> 6 <SEP> 24 <SEP> 54 <SEP> 96 <SEP> .... <SEP> 
<tb> 
 



   Le même engin peut, évidemment, travail. ar en moteur récepteur, lorsqu'il est alimenté en fluide seus pression; on recueille alors un couple sur l'arbre 5, dans an sens ou dans l'autre, selon le sens dans lequel on fait circuler le fluide dans le moteur, en prenant soin de décaler   an;;ulairement   la couronne dentée 48 par rapport au carter 1 pour que le point minimum de volume de la chambre considérée soit au droit du      bord aval de la lumière considérée comme lumière d'échappements 
On peut aussi, suivant un principe analogue, réaliser un      moteur à combustion interne, tel que, par exemple, on l'a re- présenté sur les figs. 10a à 101.

   Cette réalisation diffère      essentiellement de la pompe qu'on a décrite, par le fait que le taux de compression prend une valeur finie convenable grâce à la présence d'une chambre d'explosion 61 creusée dans les deux faces en regard de deux pistons voisins, et que des bou- gies d'allumage 62a,   62b,   62c, sont convenablement disposéee sur la périphérie du carter, à 120  les unes des autres, à la place des groupes de lumières 52f et 51a, 52b et   5le,   52d et 51e de la fig. o.

   On remarque, pour un tour complet des satellites sur eux-mêmes, soit 1/6 de tour des satellites dans le carter de l'engin : l'allumage des gaz contenus dans la chambre 61a 

 <Desc/Clms Page number 17> 

   (tige   10a), le temps d'expansion (fige. 10b, 10c, 10d), le début d'échappement (fig. 10e), la poursuite de l'échappement (figs. lOf, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k) et la fin de l'échappement (fig. 101). Le fonctionnement représenté comporte deux temps, un premier temps d'expansion ou de fourniture de travail à l'arbre 5 et un deuxième temps d'échappement. Pendant la même , période de fonctionnement, il se produisait, dans la chambre 6lb, un temps d'aspiration   (fige.   10a à 10f) et un temps de compression (fige. 10g à 101) avec allumage en fin de compression, comme représenté à la fig. 101. 



   Pour un tour du satellite, on a donc assisté, dans la chambre 6la, à un temps moteur ou d'expansion et un temps d'échappement, dans la chambre 61b à un tempe d'aspiration et un temps de compression, dans la chambre ole à un temps de compression et un temps de détente, l'allumage se produisant comme indiqué sur la fig. 10f, et, dans la chambre 61d, à un temps d'échappement et un temps d'aspiration. 



   Sur la fig. 13, sont représentés :en L les variations de volume d'une chambre, en P et R la position du bord arrière et du bord avant, respectivement, des pistons découvrant ou obstruant les lumières, les lignes S et T matérialisent, ; respectivement, les abscisses des points de volume maximum et de volume minimum des chambres, et U, V et W, X les emplacements des bords amont et aval des lumières d'admission et d'échappement. Le graphique permet d'établir les possibilités de recoupement des périodes d'admission et d'échappement nécessitées par la technique des moteurs classiques ainsi que la valeur angulaire des pistons. 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 



   Les relations des différents élémentlorsque l'engin travaille en moteur répondent aux progressifs arithmétiques suivant le tableau ci-dessous : 
 EMI18.1 
 
<tb> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pistons <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> 12 <SEP> 16 <SEP> ....
<tb> rapport <SEP> couronne/satellites <SEP> 6 <SEP> .2 <SEP> 18 <SEP> 24 <SEP> ....
<tb> nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'admission <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> ...., <SEP> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'échappement <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> . <SEP> 
<tb> nombre <SEP> d'explosions <SEP> par <SEP> tour <SEP> du <SEP> rotor <SEP> 12 <SEP> 48 <SEP> 108 <SEP> 192 <SEP> .... <SEP> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> bougies <SEP> d'allumage <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> . <SEP> 
<tb> 
<tb> 
 



   On peut évidemment prévoir, le montage de segments d'étanchéité, ainsi que des moyens de   mira   en circulation d'un fluide de   refroidissement   à   l'intérieur   des pistons et du carter. 



   Sur la fig. 14, on a représenté, en coupe transversale faite au droit des pistons, une machine combinée dont les      chambres de travail servent, successivement, de chambre d'un moteur à combustion interne et de chambre d'une pompe ou d'un compresseur. Cette machine, dans le mode de réalisation repré- senté, comporte seulement deux pistons 171, 172 montés à rotation dans un carter cylindrique 173 et reliés entre eux, comme dans les machines décrites plus haut, par une liaison cinématique comportant au moins un satellite roulant à   l'inté-   rieur d'une couronne dentée solidaire du carter, le diamètre du satellite étant dans le présent exemple, égal au tiers du diamètre de la couronne dentée.

   La chambre d'explosion 175 est munie d'une bougie d'allumage   176.   On a indiqué en 177 et en 178, respectivement, les lumières d'admission et d'échappement du moteur, tandis que les lumières d'admission et d'échappement de la pompe sont indiquées, respectivement, en 181 et 182. 



  Dans la position où la machine est représentée, le premier 

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 temps qui va se produire est un temps qui commence par le passage de l'étincelle entre les électrodes de la bougie 176, pour produire   l'allumage   des gaz comprimés dans la chambre de combustion   175.   C'est donc un temps moteur d'expansion des gaz qui va commencer pour la partie moteur de la machine, en même temps que la chambre de travail comprise entre les      faces 171b et   172a   va diminuer de volume et   Être   en commu- ' nication avec la lumière 182 d'échappement de la pompe, c'est-à-dire qu'il se produit, en même temps, le temps de refoulement de la partie pompe de la machine.

   Ce temps sa termine lorsque le volume de la chambre est devenu nul, sensiblement au droit de l'extrémité aval 182b de la lumière     
182 d'échappement de la pompe. A ce moment, la chambre formée par l'éloignement des deux faces 171a et 172b des deux      pistons est maximum. 



   Le deuxième temps est le temps d'échappement des gaz brûlés, par la lumière 178, en même temps que l'admission de gaz frais dans la chambre 184, par la lumière d'admission 177 du moteur. Au cours de ce deuxième temps, le volume de la chambre 184 augmente et est maximum au moment où la face avant 171b du piston 171 se trouva sensi- blement au droit de l'extrémité aval 177b de la lumière 177 d'admission du moteur. 



   Le temps suivant est un temps de compression pour le moteur, en même temps qu'un temps d'admission pour la pompe. En ce qui concerne moteur, les deux faces   171b   et 172a des deux pistons se rapprochent progressivement l'une de l'autre jusqu'à venir occuper finalement la position des deux parois 17la et 172b représentée sur le dessin en fin de compression, pendant que les deux faces 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 171a et 172b des pistons, qui, eu début de   @   troisième temps, se trouvant rapprochées l'une de l'acre sensiblement au droit de l'extrémité aval 178b de la lum ere 178 d'échappement du moteur, s'éloignent progressivement   .'une   de l'autre et créent une chambre en communication avec .a lumière 181 d'admission de la pompe;

   à la fin de ce tro sième temps, le volume de fluide qui a traversé la lumière   l'admission   181 de la pompe est emprisonné dans la chambre   emprise   entre les faces 171a et 172b, comme représenté sur la figure 14 en 171b et 172a, et toute la machine se retrouva dans les mêmes conditions qu'à l'instant du début du premier cycle décrit plus haut. Durant ces trois phases de fonctionnement, il y a eu permutation de la position des secteurs. 



   Les relations des différents éléments, lorsque la machine travaille selon le cycle décrit, répondent aux progressions arithmétiques suivantes du tableau ci-dessous : 
 EMI20.1 
 
<tb> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pistons <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> .....
<tb> rapport <SEP> couronne/satellite <SEP> 3 <SEP> b <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> .....
<tb> 



  !;ombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'admission
<tb> de <SEP> la <SEP> pompe <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> ..... <SEP> 
<tb> 



  Nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> de <SEP> refoulement <SEP> de <SEP> la <SEP> pompe <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> ..... <SEP> 
<tb> 



  Nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'admission
<tb> du <SEP> moteur <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .....
<tb> 



  Nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'échappement <SEP> du <SEP> moteur <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .....
<tb> 



  Nombre <SEP> de <SEP> bougies <SEP> du <SEP> moteur <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .....
<tb> 
 



   Sur la figure 15 est représentée une variante du mode de réalisation de la figure 14, dans laquelle des cycles moteurs se déroulent de la même façon que les 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 cycles moteurs décrits en référence aux figures 10a. à 101 et des cycles de la pompe se déroulent de la même façon que ceux décrits en référence aux figures 9a à 91, les espaces compris entre les différents secteurs servant successivement aux moteurs et aux pompes. 



   Le diamètre des satellites est de 1/12 du diamètre de la couronne dentée. A partir de la position dans laquelle la marine est représentée, le premier temps est celui qui commence par le passage ce l'étincelle entre les électrodes de la bougie 276, pour produire l'allumage des gaz comprimés ,ans la chambre de combustion 2, c'est un temps d'expansion des gaz qui va commencer pour cett partie moteur;

   simultanément il y a, .compression des gaz frage dans la chambre 212, échappement des gaz brûlés dans la   @     @   222 par la lumiè-   @     /'il,   aspiration des gaz frais lans la chembre 232 par la lumière 211, aspiratlon du fleide à comprimer dans les chambres 242 et 252, par les lumières 221 et 231, et refoulement du fluide comprimé dans les chambres   202   et 272, par les lumières   241   et   251.   



   Les phases de fonctionnement se reproduisent ensuite ainsi qu'il a été expliqué. 



   Cette machindifère essentiellement de la précédente par le feit   qu'à   cneque demi-tour de satellite correspond un temps moteur. 



   La machine la plus simple de ce type aurait un rapport du diamètre du satellite à celui de la couronne 'dentée égal à   1/9.   



   Sur la figure 16, on a représenté une machine double formée sensiblement de deux machines placées de part et d'autre du plan transversal médian X Y, chacune d'elles étant du 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 genre de celle représentée sur les figuras .A 6. Ainsi, on retrouve, sur la figure 16, l'arbre 305 qui porte une roue dentée planétaire 345 en prise avec deux satellites 340, 346' eux-mêmes en prise avec une couronne dentée intérieure 348 solidaire du carter 301 de la machine. 



  L'extrémité de l'arbre 305 comporte un téton 307 centré dans un embrèvement cylindrique de l'extrémité intérieure du pivot 308 solidaire du flasque d'extrémité 303 de la machine. Le satellite   340   est solidaire d'un premier arbre vilebrequin à deux manetons 333,334 de commande de deux paires de pistons et il est solidaire, en outre, d'un deuxième arbre vilebrequin à deux manetons 333a et 334a   dé-   calés de 90* par rapport aux manetons 333 et 334, pour la commande de deux autres paires de pistons situés sur le coté gauche de la machine lorsqu'on regarde la figure 16.

   Le double arbre vilebrequin présente alors deux portées 327, 327a qui tourillonnent dans les paliers 329, 329a de deux   couronnes   solidaires   31   et 331a   montera   rotation libre sur le pivot central 308 et sur le pivot tubulaire correspondant   308a   centré dans l'autre flasque d'extrémité 303a de la machine et solidaire de celui-ci. 



   L'autre satellite 346' est solidaire, d'une façon analogue, de deux autres vilebrequins doubles 333', 334' et 333'a, 334'a. 



   Bien entendu, la partie du c'rter cylindrique 301 qui se trouve du droit des pistons, tels que 311a et 312a est munie aussi de lumières d'admission et d'échappement analogues aux lumières 5la à 51f et   52a.à   52f qui se trouvent au croit des pistons dans le mode de réalisation des figures 1 à 6. 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 



   En raison du décalage angulaire des manetons des vilebrequins, une machine présentant une telle double sy- métrie, par rapport au plan X   Y,   le débit se faisant dans      un collecteur commun, a l'avantage de ne pas présenter de point mort, et d'être capable de refouler un fluide avec un débit presque constant lorsque l'arbre 305 est entrainé à vitesse constante. De plus, les efforts sont très régu- lièrement répartis entre les différents organes de la pompe et, notamment, sur les dents des engrenages.

   Il faut remarquer que la valeur de la somme des accélérations instantanées imposées aux groupes de pistons commandés par , les deux vilebrequins décalés et solidaires du même satellite, , est sensiblement   constente.   Cette pompe permet la mise en circulation de deux fluides distincts, dansdeux circuits différents. La même machine peut aussi être utilisée de façon à être entraînée en rotation par un fluide sous pression travaillant sur l'un des deux jeux de pistons, tandis que l'autre jeu refoule un autre fluide. Dans ce cas, le bout de l'arbre 305 n'est pas utilisé, et les engrenages n'ont pratiquement plus de puissance à transmettre, mais simplement à positionner les pistons.      



   Cette machine peut également être composée de la      réunion de part et d'autre du plan X Y (figure 16) de deux ' moteurs semblables à ceux représentés sur la figure 10, ma- chine dans laquelle les points morts sont supprimés. 



   Sur la figure 17, on a représenté une autre variante de pompe dérivée aussi de celle représentée sur les figures 1 à 6, mais qui comporte, en plus des pistons 411 et 412, un deuxième jeu de pistons, tels que 411b et 412b disposés à côté des premiers et solidarisés par l'intermédiaire 

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 du noyau 414 sur le même axe géométrique. 



   Les pistons qui coopèrent avec les pistons   411b   et   412b   sont solidaires de deux disques, à savoir : un premier   disque   419, qui joue la même rôle que le disque 19 de la   figure   1, et un deuxième aisque 419b, qui se trouve de l'autre côté par rapport aux pistons supplémentaires tels que 411b et 412b. Sur la figure 17 on retrouve le disque 418 qui joue le même rôle que le disque 18 du mode de réalisation de la figure 1. 



   Avec cette structure particulière, on dispose d'une pompe qui a un seul mécanisme de commande, mais deux jeux de pistons pouvant refouler, simultanément, des fluides différents, lorsqu'on fait tourner l'arbre   405.   



  Toutefois, on peit également titi liser cette machine, comme celle de la figure lo, c'est-à-dire en moteur récepteur dont un jeu de pistons est. alimenté en fluide sous pression et, en même temps, comme pompe ou compresseur par son deuxième jeu de pistons, sansutiliser le bout d'arbre   405.   



   On peut également réaliser un moto-compresseur de fluide; la   transmission   d'énergie entre les parties moteur et compresseur s'effectuant directement par le ,noyau 414 et le plateau   419,  les engrenages ne servant qu'au positionnement der   @  l'intérieur du carter. 



   Sur les figures le et 19 est. représentée une variante du   mode   de   réalisation   de la figure 1 variante dans laquelle les cycles pompe se déroulent de la même façon que les cycles décrits en référence aux figures 9&   à   91, mais dans   laquelle   les pistons ont une valeur égale à un demi-arc de base moins l'angle A, cette machine fait partie de le suite des solutions ci-dessous :

   

 <Desc/Clms Page number 25> 

 
 EMI25.1 
 
<tb> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pistons <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 12 <SEP> ....
<tb> rapport <SEP> couronne/satellite <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'admission. <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> ..... <SEP> 
<tb> nombre <SEP> de <SEP> lumières <SEP> d'échappe- <SEP> 
<tb> ment <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> .....
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pompes <SEP> élémentaires <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> .....
<tb> nombre <SEP> de <SEP> pulsations <SEP> d'une
<tb> pompe <SEP> élémentaire <SEP> par <SEP> tour
<tb> nombre <SEP> total <SEP> de <SEP> pulsations
<tb> par <SEP> tour <SEP> du <SEP> rotor <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> 18 <SEP> 32 <SEP> 50 <SEP> 72 <SEP> ....
<tb> 
 



   On fera remarquer que les solutions dont le rapport diamètre de la couronne à celui du satellite qui ont pour valeur 1 et 2 ne sont pas compatibles avec la description générale en ce qui concerne les engrenages, il est possible à titre de variante et pour ces faibles rapports, de rendre fixe le planétaire sur le bout du pivot 8 et d'entraîner les satellites par la couronne dentée solidaire de l'arbre 5. Le rapport désigné dans les tables est alors celui du rapport du diamètre du planétaire à celui du satellite. On limite l'excentricité à une valeur qui fournit une variation de vitesse sensiblement   sinusoï-   dale aux pistons. 



   Cette machine a une disposition mécanique légèrement différente de celle de la figure 1 par le fait que les fenêtres radiales 41 ne sont plus logées à l'intérieur les secteurs. On retrouve sur les figures 18 et 19 les mêmes numéros désignant les pièces ayant la même fonction   @éjâ   décrite au sujet des figures   1-2-3-4-5.   



   Cette machine peut évidemment fonctionner en foteur, la -hambre comprise entre les deux faces de deux 

 <Desc/Clms Page number 26> 

 pistons voisins subissant les m hes variations de volume que celles décrites en référence aux figures 10a -   10l.   La   @   suite des solutions en moteur se séduit de celles de la pompe en remarquant que toutes s utions moteur doivent avoir un rapport pair pour le rapport :u diamètre de la couronne à celui du satellite.      



   Il est évident que les concinaisons des figures 14, 15, 16, 17 sont possibles avec la machine des figures 18, 19. 



   La figure 20 est un exemple de machine où les secteurs ont des valeurs angulaires différentes. Dans le cas représenté certains secteurs sont de la forme de ceux de la machine des figures 1 à 6, d'autres de la forme de ceux de la machine des figures 18-19. Ceci permet certaines réali- sations mécaniques et certaines possibilités de fermeture et d'ouverture des lumières. Cette variante est un exemple de combinaison que l'on peut réaliser entre les différentes progressions déterminant les différentes réalisations de la      machine. 



     On   peut résumer les principaux avantages d'une      machine suivant l'invention de la façon suivante :      - Dispositif volumétrique réversible sans soupape réalisation et montage faciles, mécanique équilibrée et centrée, pas d'efforts latéraux ni radiaux, peu d'usure, utilisation rationnelle des engrenages, équilibrage   dp.'   efforts sur les dents dû à l'utilisation d'un engrenage placétaire en prise avec des satellites, possibilités de   vitee   de rotation élevée, lubrification aisée, déréglage impossiole des points morts, rendement mécanique élevé, transmission d'énergie intégrale pour certains couplages de machines,

   

 <Desc/Clms Page number 27> 

 somme des forces dues aux inerties des pièces soumises à des vitesses variables sensiblement constantes dansée cas de machines couplées décalées, accélération sinusoïdale des pièces soumises à des vitesses-variables. 



   - Les pièces soumises à des vitesses variables peuvent avoir une faible masse et un faible moment   d'inertie*   Les pièces accélérées en sens inverse ont le même produit masse x moment d'inertie. 



   - Taux de compression à volonté infini ou fini, si nécessaire, pas de volume mort en diminution de volume, utilisation possible en pompe à vide, débit important pour un encombrement réduit, pression élevée atteinte en un seul étage, remplissage convenable même avec un fluide   Visqueux,   surface instantanée utile des lumiè res   sensible-   ment proportionnelle au débit instantané. Le fluide ne voit pas la rotation du rotor, débit sensiblement constant dans le cas d'une machine double, forte dépression à l'aspiration grand nombre de pulsations par tour. 



   - Possibilité de maintenir séparés les fluides débités respectivement par les pompes élémentaires réunies sous le même carter. 



   - Fuites internes faibles, fonctionnement correct, même à faible vitesse, faibles pertes dynamiques dans le fluide, isolement de la haute et basse pression quelle que soit la position angulaire du rotor, carter étanche, établissement d'une contre-pression dans le cas d'un générateur de liquide sous pression. Circulation d'huile entre le carter et les chambres de travail pour assurer l'étanchéité dans l'utilisation en pompe à vide, possibilité d'utiliser des segments d'étanchéité, d'utiliser le 

 <Desc/Clms Page number 28> 

 carter en palier, de centrer le rotor par rapport au carter pour que les pistons ne frottent pas à   l'intérieur     ',   du carter. 



   - Possibilité de réaliser un moteur rotatif à   grand nombre d'explosions par tour, régularité du couple, pas de point mort avec certains couplages de machines,   transposition possible de la technique du moteur classique   quatre temps, notamment en ce qui concerne les temps d'ou- verture et de fermeture des lumières. Refroidissement in-   terne et externe aisés. 



   Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ont été donnés à titre d'exemples et il va de soi qu'on peut y apporter de nombreuses modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  Volumetric machine usable as a pump, motor or motor
 EMI1.1
 ------------------------------------- ¯. ------- .--- ---   -pump.



   The subject of the invention is a rotary volumetric machine with a robust structure, very simple, capable of operating with excellent efficiency, as a liquid or gas pump, as a vacuum pump, compressor, pressurized fluid receiver motor, internal combustion engine, and all the possible combinations of such machines with each other, either by coupling, or by the structure of the machines' combined into one, for the most diverse applications such as the supply of fluids under pressure, driving of organs, gas generators, hydraulic machines coupled by pipes, etc ...



   The machine according to the invention is remarkable in that it comprises: a fixed cylindrical casing, and an even number of pistera in the form of ring segments mounted crazy

 <Desc / Clms Page number 2>

 in two nested groups independent of one another between the bore of the housing and a cylindrical core, the sum of the lengths of the arcs of all the pistons being less than 360 so as to leave, between the radial ends of the said pistons, working chambers in cyclical communication with intake and exhaust ports, of suitable dimensions and locations, made in the cylindrical wall of the casing,

   under the action of a mechanical device which comprises a plate mounted idle in rotation coaxially in the casing and on which journals at least one auxiliary shaft which carries, on the one hand, a toothed pinion or satellite, in engagement with a toothed wheel or crown integral with the casing and, on the other hand, two eccentric elements of a determined value diametrically opposed connected, respectively, to the pistons of even row and to the pistons of odd row, in such a way that to a rotation at constant speed of said plate correspond rotations with substantially sinusoidal speed variation of the groups of pistons and, consequently, periodic variations in the volumes of the working chambers combined with their passages facing the lights of the crankcase.



   According to another characteristic of the invention, the periphery of the casing is divided into a number of base arcs equal to the ratio of the diameter of the ring gear to that of the satellite and, for a pump, each base arc successively comprises a intake port, a solid part and an exhaust port of an elementary pump, one cycle corresponding to the extent of said arc, while for an engine, two successive base arcs corresponding to an elementary engine have a first base arc and a second base arc, the first formed by an intake port followed by a

 <Desc / Clms Page number 3>

 solid part, and the second formed by a solid part followed by an exhaust port, a cycle occupying the whole of the first and the second aforementioned base arcs,

   the point of minimum volume corresponding to the junction of these two arcs.



   According to another characteristic of the invention for a full inlet and full outlet pump, the angular value of the slots is equal to the base denial-arc minus the maximum half-variation of the angle between two pistons.



   According to another characteristic of the invention, for a machine with an infinite compression ratio, the angular value of each piston is equal to n times (n = 0, 1, 2.3, etc ...) the base arc plus the half-value of said base arc, minus the half-value of the maximum variation of the angle between two pistons.



   The invention will be better understood on reading the following description and examining the appended drawings which show, by way of non-limiting examples, some embodiments of rotary positive displacement machines established according to the invention. invention.



   On these drawings:
Fig. 1 shows, in longitudinal section taken along the line I-I of FIG. 6, a rotary pump according to the invention,
Fig. 2 is a longitudinal section of the same pump, taken along II-II of FIG. 6,
Figs. 3-6 are cross-sections taken, respectively, along lines 111-111, IV-IV, V-V and VI-VI of fig. 1,
Fig. 7 schematically shows, in perspective, the kinematics of the pump of FIGS. 1 to 6,

 <Desc / Clms Page number 4>

 
Fig. $ is a partial end result of the same dynamic,
Figs. 9a to 91 schematically represent the successive plases of an operating cycle of the pump of * figs.



  1 to 8,
Figs. 10a to 101 schematically represent the operating phases of an explosion engine derived from the pump shown in FIGS. 1 to 8,
Fig. 11 is a graphical representation of a cycle of the rotary pump of FIGS. 1 to 8,
Fig. 12 is a graph of representation of a cycle of a variant of the pump of FIGS. 1 to 8,
Fig. 13 is a representation graph of the phases; operation of the engine of figs. 10a to 101,;
Fig. 14 shows, in cross section taken at right;

        pistons, a combined motor-pump machine,
Fig. 15 shows, also in section made to the right of the pistons, a variant of the combined motor-pump machine of FIG. 12,
Fig. 16 shows, in longitudinal section, a double machine,
Fig. 17 shows, in longitudinal section, another embodiment of a double machine,
Figs. 18 and 19 are views in longitudinal section and in cross section along XIX-XIX, of a variant of the embodiment of FIG. 1, and
Fig. 20 shows in cross section a variant of FIGS. 6 and 19.



   It will first of all be noted that the machines of figs. 1, 14, 15, 16 and 17 are of the type in which each

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 piston has an angular value equal to a base arc plus a half-arc minus the half-value of the maximum variation of the angle between two pistons. The machine of figs. 18 and
19 is of the type in which each piston has an angular value equal to a base half-arc minus the half-value of the maximum variation of the angle between two pistons (in this case n - 0). The rotary pump shown schematically in figs. 1 to 6 comprises a fixed sealed cylindrical casing 1 which has, at one of its ends, a bottom
2, and which is closed at its other end by a flange 3.



   A central main shaft 5 is journaled in a hub 6 of the base 2 and it is centered, by its inner end 7, in a corresponding cylindrical recess formed in the end of a pivot 8 integral with the flange 3, said pivot being cylindrical. and arranged coaxially inside the cylindrical housing 1.



   The pump comprises a certain even number (four in the example) of pistons in the form of cylindrical crown segments divided into two nested groups; two of these pistons, namely the pistons 11 and 12, are integral with a cylindrical core 14 which can rotate freely on the pivot 8, while the other two, the pistons 15 and 16, are made in the form ' spacers tightened, by means of bolts 21, between two discs 18 and 19 which can rotate freely on the pivot 8.



   As a variant, it is possible to use the bore of the cylindrical housing 1 to the plate of the pivot 8 and, in this case, to mount a plate 31 in rotation on the inner end of the shaft 5.



  The assembly formed by the pistons 11 and 12 and the core

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 14 even produced mass by the moment 'inertia as the assembly formed by the pistons 15 and 16 and the discs 18, 19.



   The outside diameter of all the pisons is such that they can rotate freely against the bore of the housing: cylindrical 1. The inside diameter of the pistons 15 and 16 is such that these can pivot freely against the surface. this cylindrical core 14. The length of the generator of the piston assembly 11-12, core 14 is such that this assembly can pivot freely between the discs 18-19. In the example! ple, the four pistons extend over arcs of the same length and their sum is less than 300 so that the two pistons 15 and 18 can pivot relative to the two pistons 11 and 12.



   The pair of pistons 11, 12 and the pair of pistons 15, 16 are driven in rotation in the housing 1, at periodically variable speeds, and the variations of which are substantially sinusoidal, as will be seen below, by means of 'a system which comprises two identical crankshafts 24, 24' - Each of them, for example the crankshaft 24, has two cylindrical bearing surfaces 20, 27 which journal in corresponding bores 28, 29 of the plate 31 mounted on the rota - tion on the pivot 8 and special longitudinal profile whose configuration can be understood by examining, in particular, FIGS. 1, 2 and 4.

   This crankshaft carries two crank pins 33, 34 diametrically opposed and offset in the axial direction, the crankpin 33 tcurillating in the bore 40 of a rectangular frame 35 which can slide in a radial window 36 formed in the disc 18 integral with the two pistons 15, 16 (fig. 5), while the other crankpin 34 is journaled in the

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 wise 38 of another rectangular frame 39 which can slide radially in a window 41 formed in the assembly formed by the core 14- and the piston 11.



   The crankshaft 24, like the crankshaft 24 ', are driven in rotation, on themselves and around the general axis of the crankcase, by a system which comprises a planetary toothed wheel 45 in mesh with two planet gears 46, 46 ', respectively secured to the two crankshafts 24, 24' and themselves engaged with the internal teeth of a ring gear 48 secured to the housing 1.

   As a variant, it would also be possible to drive the satellites via their axes carried by a member integral with the shaft 5, and to eliminate the sun gear 45, as indicated in phantom lines, at 10 in FIG. 7. In the present embodiment, which comprises four pistons and in which the ratio of the diameters of the internally toothed ring gear 48 to that of the planet wheels 46 and 46 'is equal to 6:

  1, the cylindrical wall of the casing has intake ports 51a, 51b, 51c 51d, 51e, 51f, six in number and exhaust ports 52a, 52b, 52c, 52d 52e, 52f. Between the lights 51a and 52f, 51b and 52a, 51c and 52b 51d and 52c, 51e and 52d, 51f and 52e, are partitions 55a, 55b, 55c, 55d, 55e, 551, in which are housed flat segments 56a , 56b, 56c, 56d, 56e, 56f. We will return later to the relation existing between the number of openings, the number of pistons and the ratio of the diameters of the toothed wheels as well as the precise locations and the angular values of said openings.



   In figs. 7 and 8, there is shown schematically, in a very simplified manner, the kinematics of the pump. In these figures, the same reference numbers have been designated

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 the same organs as those shown in Figures 1 to 6.



   When the shaft 5 is rotated in the direction of the arrow fl, the planetary gear wheel 45 rotates the two satellites in the same direction, and in particular the satellite 46, inside the ring gear 48, so that this satellite turns on itself in the direction of arrow 2, that is to say in the direction opposite to that of arrow fl. e rotnr formed:

        by all of the four rotary pistons 11, 12 and 15, 16 is therefore driven in rotation inside the housing 1, as a whole, but the rotational movement of the crankshaft 24 carrying the crankpins 33, 34 ensures a substantially sinusoidal variation of the angular speed of two pistons 15, 16, on the one hand, and 11, 12, on the other hand, the latter being 180 ° out of phase of rotation of the satellite around its axis by compared to that of the pistons 15, 16, so: ue the distance between the radial end faces of the two pistons 15, 16 and the two pistons 11, 12 also varies in a substantially sinusoidal manner during the rotation of the l 'set of pistons in the housing.

   It is the variation in volume of the four chambers thus formed between the radial faces of the pistons which is used to ensure the suction and delivery of a fluid, with a view to circulating or compressing it, or even to relax it. In the case of the oil pressure pump, under the action of the leaks, a back pressure is created in the sealed casing. It is also possible to envisage producing a vacuum pump where the seal is ensured by circulating oil between the casing and the working chambers.



   The machine is symmetrical with respect to its axis, so that all its parts are balanced and that the reasoning that has been made about one of the satellites and the crankshaft-

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 quin that it drives, can be done with other satellites driving other crankshafts.



   When the plane of the two crankshafts 33, 34 is perpendicular. dicular to the diameter OC (fig. 8) of the housing passing through the axis: of the satellite 46 integral with this crankshaft, the angle at the center defined by the radial axes of the two frames 35 and 39 for driving the pistons is maximum and equal at a, two radial faces of a pair of pistons are, for example, in contact with the two adjacent faces of the other pair of pistons, while the other radial faces of these pistons are at their maximum spacing and form, between them, an angle b.

   When the satellite 46 has rolled half a turn on itself inside the toothed ring 48, the relative positions of the two piston drive frames 35 and 39 will be switched, that is. that is, during this half-turn, the angle a will have - decreased to zero, then will have taken the same value in the other direction, so that the pistons will have undergone a relative pivoting movement the amplitude of which is equal to twice the value of the angle a; in other words, the angle b is equal to 2a.



   As a variant, it is also possible to produce a machine in which the angle b is less than 2at, the difference (2a b) being compensated for by an elastic device incorporated in the radial frame-groove system, or the like. In this case, the compression ratio is infinite and is not influenced by the wear of the machine.



   A complete cycle, at the end of which the pistons return to their initial relative positions, is therefore carried out each time the satellite 40 has made a revolution on itself, inside the ring gear 48, c 'that is, its axis has broken up at an angle at the center of 60, inside the;

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 casing fina1 of the machine, according to the assumptions made above:
Sue figs. 9a to 91 schematically shows such a cycle, in FIG. 9a., The raille face 12a of the piston 12 and the radial face 15a of the piston 15 are in contact, in line with the upstream edge of the partition 55a which snares the escape port 52f of the intake port 51e, The assembly pistons:

   rotates in the direction of the arrow @ The two sides in que3tion 12a and 15a of the two pistons separate while passing in front of the inlet port 51a (fig. @). The working chamber 57 which is formed between these two faces gradually increases in volume, following a substantially sinusoidal un'loi, as shown in FIGS. 9c, 9d, 9e, 9f and, at this time, the face 15a reaches the downstream edge of the intake port 51a which therefore closes.



   The working chamber 57 is now completely closed, the rotation continues and the face 12a of the piston 12 exceeds the upstream edge of the exhaust port 52a (fig.9g), the volume of the chamber 57 gradually decreases and the fluid which 'it contained escapes, as and when, through the escape port 52a (fig. 9h, 9i, 9j, 9k, 9l); the faces 12a of the piston 12 and 15a of the piston 15 are now applied again :) against each other, this time to the right of the upstream edge of the partition 55b which separates the exhaust port 52a from the port admission 51b. The exhaust lumen 52a is now completely closed again.

   The first cycle is finished and corresponds, we recall, to a rotation of the satellites of one turn on themselves and a displacement of their axes of 1/6 of a turn around the axis of the ring gear secured to the housing. of the pump.

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   During this first complete cycle of suction, through inlet 51a, and discharge, through exhaust port 52a, an identical cycle of suction through port 51d occurred (Figs. 9a to 9f), and corresponding delivery through the light 52d (figs. 9g to 9l).



   During this same cycle, there was, during its first half, that is to say during the suction phases: which have just been described, a discharge phase by the light 52b and a phase identical delivery through the light 52e (Figs. 9a. to 9f), while, during the second half of the cycle, that is to say during the delivery phases; described above, there was a suction phase by the light 51c and an identical suction phase by the light 51f, as shown in FIGS. 9g to 91.



   Four phases have therefore occurred during a cycle! suction and four discharge phases, ie "four pulsations". For one complete revolution of all the pistons in the pump housing, the satellites make six revolutions on themselves, so that six cycles occur and therefore twenty-four pulses evenly distributed among the six exhaust lights; per light, there are four pulses per complete revolution of the rotor, and the same is true for the intake ports, so there are four pulses per elementary pump.



   Depending on the configuration given to the fluid manifolds for intake and exhaust, the flow rate of an elementary pump available at the exhaust port may be kept separate or added to the flow rate of other pumps. elementary this flow can also be injected into the inlet port of one or more elementary pump inlets, and vice versa.

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   The instantaneous useful surface of the lallers differs from the geometric surface of the openings in the wall of the cylindrical casing, it is equal to the difference between this geometric surface and the part of this geometric surface obstructed by the constantly variable moving pistons. .



   Note that the variation in volmes of each working chamber is substantially sinusoidal; the evolution of the useful surface of the corresponding lumen has an almost identical law and the ratio of the instantaneous flow rate to the instantaneous surface of the corresponding lumen remains appreciably constant, which constitutes a favorable condition for a good flow of fluids. given the varias, one of speed of the pistons.

   By reversing the direction of rotation of the shaft 5, one; reverses the direction of the circulation of the fluid dar; the operating circuit, if care is taken to place the position of minimum volume of the chambers consenently, for example by an angular setting of the ring gear in the casing by means of a wedging device.



   On the graph of fig. 11 on the abscissa, the angles of rotation of satellite 46 around itself have been taken from 0 to 360 ", as well as from 0 to 60 the angles at the center which correspond to the displacements of the axis of said satellite around itself. the axis of the machine, the latter being equal to 1/6 of the former, and, on the y-axis, the positions of two faces opposite two neighboring pistons, expressed by angles from 0 to 60 * supposedly graduated on the casing The curve C1 and C'l representing, respectively, the positions of the front edge of a piston and of the rear edge of the neighboring piston during a cycle, for an eccentricity of the crankshafts 33 and 34, such that angle s., indicated in Fig. 8, is equal to 12 *.

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   The ordinate of point A gives the indication of the circumferential length of the admission port, i.e. the half value of the base arc minus the maximum half-variation of the angle between two sectors, the distance of the ordinates' of points A and B corresponds to the maximum spacing of the pistons and, consequently, to the maximum volume of the working chamber between two pistons, while the distance of the ordinates of points B and C gives the indication of the circumferential length of the exhaust port, that is, the half value of the base arc minus the maximum half variation of the angle between two sectors.



   The maxima and minima of volume of the chamber are separated by 180 rotation of the satellite on itself, that is to say a displacement of 30 of its axis around the axis of the machine. One cycle is performed for a 3-0 rotation of the satellite, which corresponds to a displacement of the latter of 60 "around the axis of the machine.



   If the eccentricity of the crankshafts is increased, for example so that the angle a is equal to 20, curves such as 02 and c'2 are obtained, which makes it possible to increase the volume of the chamber. work then represented by the distend EF, but the circumferential lengths of the intake and exhaust ports are shortened, respectively, by the lengths AE and BF.



   For even greater eccentricity, for example such as the angle! that is to say equal to 28 one would obtain the curves C3, C'3, which would provide an even greater volume of the working chamber represented by the distance GH, but the intake and exhaust lights would then have the lengths represented by KG and HC.

 <Desc / Clms Page number 14>

 



   The total useful angle swept under the circumference of the casing, per revolution of the rotor, is equal to 24 times the angle b or 48 times the angle a.



   The conditions described above are limited to a machine whose compression ratio is infiai and whose suction ports are open only during the period of increasing the corresponding volumes, and the discharge ports are open only during the period. the period of decrease in corresponding volumes.



   Some applications require machines with finite compression ratio; in this case, two radial faces of a pair of pistons are, for example, at their minimum spacing (which can be denoted by x) vis-à-vis the two adjacent faces of the other pair of pistons. pistons, while the other radial faces * of these pistons are at their maximum spacing b plus x.



  When the satellite 40 will have rolled by half a turn on itself,: inside the crown 48, the pistons will have undergone a relative pivoting of amplitude equal to b and the compression ratio is defined by b + x. x
The graph of fig. 12 is a variant of that of FIG. 11, for an angle b, of 24 * and the Angles equal to 5, 2.5 and 0, corresponding to compression ratios of 5.6, 10 and infinity, the ordinates of the points M, P, S and N, Q, T indicate, respectively, the positions of the downstream edges of the intake and exhaust ports for closing at the maximum and minimum volume points for the three compression ratios defined at the top folds.

   The angular value of each sector is reduced by the value corresponding to the differences between the ordinates of the points S, M and S, P for compression ratios of 5.8 and LO, respectively.

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   Certain applications require cycles where the opening and closing times of the intake and exhaust ports are different from those which have just been described. The opening or closing of the intake or exhaust ports is delayed or advanced, by increasing or decreasing: the value of the ordinates of the points marking the "upstream" and "downstream" edges of said lights. In the example of a vacuum pump where the exhaust begins after the maximum dead center of volume, valves allow the start-up evacuation in this crankcase of the oil which has entered the chambers. of work.



   Since a full cycle must be completed under a 60 arc of the pump housing, the sum of the circumferential lengths of the working chamber intake lumen and exhaust lumen must be at most equal , at 60, it is still necessary to take into account the need for the existence of partitions such as 55a (fig. 6) which separates the light;

   re exhaust 52f of the suction port $ la, the upstream edge of this partition, on the side of the exhaust port, is in line with the minimum volume point and the downstream edge of the, exhaust port 52f. '
In general, the number of pistons in the pump,! the ratio of the diameters of the toothed ring 48 to the diameter of the satellites 46, the number of intake and exhaust ports, and the number of pulses per complete revolution of all the pistons in the crankcase, are given by progressions arithmetic according to the table below:

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 EMI16.1
 
<tb>
<tb> total <SEP> number <SEP> of <SEP> pistons <SEP>:

   <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> .... <SEP>
<tb> crown / satellite <SEP> report <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 ....
<tb> number <SEP> of <SEP> lights <SEP> of admission <SEP>: <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> .... <SEP>
<tb> <SEP> number <SEP> of <SEP> escape <SEP> lights <SEP>: <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 ....
<tb> number <SEP> of <SEP> elementary <SEP> pumps <SEP>: <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> ....
<tb> number <SEP> of <SEP> pulses <SEP> of a <SEP> pump
<tb> elementary <SEP> by <SEP> turn <SEP> of the <SEP> rotor <SEP>: <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 ....
<tb> total <SEP> number <SEP> of <SEP> heartbeats <SEP> by
<tb> turn <SEP> of the <SEP> rotor <SEP>: <SEP> 6 <SEP> 24 <SEP> 54 <SEP> 96 <SEP> .... <SEP>
<tb>
 



   The same contraption can, of course, work. ar as a receiving motor, when it is supplied with only pressure fluid; a torque is then collected on the shaft 5, in one direction or the other, depending on the direction in which the fluid is circulated in the motor, taking care to offset the ring gear 48 with respect to the casing 1 so that the minimum volume point of the chamber considered is at the level of the downstream edge of the lumen considered as escape lumen
It is also possible, according to a similar principle, to produce an internal combustion engine, such as, for example, has been shown in FIGS. 10a to 101.

   This embodiment differs essentially from the pump which has been described, in that the compression ratio takes on a suitable finite value thanks to the presence of an explosion chamber 61 hollowed out in the two faces facing two neighboring pistons, and that spark plugs 62a, 62b, 62c, are suitably disposed on the periphery of the housing, 120 from each other, in place of the groups of lights 52f and 51a, 52b and 5le, 52d and 51e of fig. o.

   Note, for a complete turn of the satellites on themselves, i.e. 1/6 of a turn of the satellites in the casing of the machine: the ignition of the gases contained in the chamber 61a

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   (rod 10a), the expansion time (freeze. 10b, 10c, 10d), the start of the exhaust (fig. 10e), the continuation of the exhaust (figs. lOf, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k) and the end of the exhaust (fig. 101). The operation shown comprises two stages, a first stage of expansion or supply of work to the shaft 5 and a second stage of exhaust. During the same period of operation, there occurred, in chamber 6lb, a suction time (freeze. 10a to 10f) and a compression time (freeze. 10g to 101) with ignition at the end of compression, as shown. in fig. 101.



   For a revolution of the satellite, we therefore witnessed, in chamber 6a, an engine or expansion time and an exhaust time, in chamber 61b at a suction temple and a compression time, in the chamber ole at a compression time and an expansion time, ignition occurring as shown in fig. 10f, and, in chamber 61d, at an exhaust time and an aspiration time.



   In fig. 13, are represented: in L the variations in volume of a chamber, in P and R the position of the rear edge and of the front edge, respectively, of the pistons discovering or obstructing the ports, the lines S and T materialize,; respectively, the abscissas of the maximum volume and minimum volume points of the chambers, and U, V and W, X the locations of the upstream and downstream edges of the intake and exhaust ports. The graph makes it possible to establish the possibilities of intersection of the intake and exhaust periods required by the technique of conventional engines as well as the angular value of the pistons.

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   The relations of the different elements when the machine is working as a motor respond to the arithmetic progressives according to the table below:
 EMI18.1
 
<tb>
<tb> number <SEP> of <SEP> pistons <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> 12 <SEP> 16 <SEP> ....
<tb> gear <SEP> crown / satellites <SEP> 6 <SEP> .2 <SEP> 18 <SEP> 24 <SEP> ....
<tb> number <SEP> of <SEP> lights <SEP> of admission <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> ...., <SEP>
<tb> number <SEP> of <SEP> lights <SEP> escape <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP>. <SEP>
<tb> number <SEP> of explosions <SEP> per <SEP> revolution <SEP> of the <SEP> rotor <SEP> 12 <SEP> 48 <SEP> 108 <SEP> 192 <SEP> .... < SEP>
<tb> number <SEP> of <SEP> spark plugs <SEP> of ignition <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP>. <SEP>
<tb>
<tb>
 



   Obviously, provision can be made for the mounting of sealing rings, as well as means for circulating a cooling fluid inside the pistons and the housing.



   In fig. 14, there is shown, in cross section made to the right of the pistons, a combined machine whose working chambers serve, successively, as a chamber for an internal combustion engine and as a chamber for a pump or a compressor. This machine, in the embodiment shown, comprises only two pistons 171, 172 rotatably mounted in a cylindrical housing 173 and interconnected, as in the machines described above, by a kinematic link comprising at least one rolling satellite. inside a ring gear secured to the casing, the diameter of the satellite being in the present example equal to one third of the diameter of the ring gear.

   The explosion chamber 175 is provided with a spark plug 176. There are indicated at 177 and 178, respectively, the engine intake and exhaust ports, while the intake and exhaust ports pump exhaust are shown, respectively, at 181 and 182.



  In the position where the machine is shown, the first

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 time which will occur is a time which begins with the passage of the spark between the electrodes of the spark plug 176, to produce the ignition of the compressed gases in the combustion chamber 175. It is therefore an expansion engine time gases which will start for the engine part of the machine, at the same time as the working chamber between the faces 171b and 172a will decrease in volume and be in communication with the exhaust port 182 of the pump, that is, at the same time, the discharge time of the pump part of the machine occurs.

   This time ends when the volume of the chamber has become zero, substantially in line with the downstream end 182b of the lumen
182 pump exhaust. At this time, the chamber formed by the separation of the two faces 171a and 172b of the two pistons is maximum.



   The second time is the time of exhaust of the burnt gases, by the port 178, at the same time as the admission of fresh gas into the chamber 184, by the inlet port 177 of the engine. During this second time, the volume of the chamber 184 increases and is at a maximum when the front face 171b of the piston 171 is located substantially in line with the downstream end 177b of the intake port 177 of the engine.



   The following time is a compression time for the engine, at the same time as an intake time for the pump. As regards the engine, the two faces 171b and 172a of the two pistons gradually move closer to one another until they finally occupy the position of the two walls 17a and 172b shown in the drawing at the end of compression, while both sides

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 171a and 172b of the pistons, which, at the start of the third stroke, being one acre closer together substantially to the right of the downstream end 178b of the engine exhaust port 178, gradually move away. from each other and create a chamber in communication with the pump inlet lumen 181;

   at the end of this third step, the volume of fluid which has passed through the lumen of the inlet 181 of the pump is trapped in the chamber gripped between the faces 171a and 172b, as shown in FIG. 14 at 171b and 172a, and the whole machine was found in the same conditions as at the time of the start of the first cycle described above. During these three operating phases, the position of the sectors was swapped.



   The relationships of the different elements, when the machine works according to the cycle described, correspond to the following arithmetic progressions in the table below:
 EMI20.1
 
<tb>
<tb> number <SEP> of <SEP> pistons <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> .....
<tb> gear <SEP> crown / satellite <SEP> 3 <SEP> b <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> .....
<tb>



  !; shadow <SEP> of <SEP> lights <SEP> of admission
<tb> of <SEP> the <SEP> pump <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> ..... <SEP>
<tb>



  Number <SEP> of <SEP> lights <SEP> of <SEP> discharge <SEP> of <SEP> the <SEP> pump <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .. ... <SEP>
<tb>



  Number <SEP> of <SEP> lights <SEP> of admission
<tb> of the <SEP> engine <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .....
<tb>



  Number <SEP> of <SEP> lights <SEP> escape <SEP> of the <SEP> engine <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .....
<tb>



  Number <SEP> of <SEP> spark plugs <SEP> of the <SEP> engine <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> .....
<tb>
 



   In Figure 15 is shown a variant of the embodiment of Figure 14, in which motor cycles take place in the same way as the

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 engine cycles described with reference to Figures 10a. to 101 and the cycles of the pump take place in the same way as those described with reference to FIGS. 9a to 91, the spaces between the different sectors used successively for the motors and the pumps.



   The diameter of the satellites is 1/12 of the diameter of the ring gear. From the position in which the navy is represented, the first time is that which begins with the passage of the spark between the electrodes of the spark plug 276, to produce the ignition of the compressed gases, in the combustion chamber 2, it is a gas expansion time which will begin for this engine part;

   simultaneously there is, compression of the fresh gases in chamber 212, exhaust of the burnt gases in the @ @ 222 by the light, suction of the fresh gases in the chamber 232 by the light 211, suction of the fleide in compress in chambers 242 and 252, through openings 221 and 231, and discharge of the compressed fluid into chambers 202 and 272, through openings 241 and 251.



   The operating phases are then reproduced as has been explained.



   This machine essentially of the previous one by the fact that cneque satellite U-turn corresponds to an engine time.



   The simplest machine of this type would have a ratio of the diameter of the satellite to that of the ring gear equal to 1/9.



   In Figure 16, there is shown a double machine formed substantially of two machines placed on either side of the median transverse plane X Y, each of them being

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 kind of that shown in the figures .A 6. Thus, we find, in Figure 16, the shaft 305 which carries a planetary gear 345 engaged with two satellites 340, 346 'themselves engaged with a ring gear interior 348 integral with the housing 301 of the machine.



  The end of the shaft 305 comprises a stud 307 centered in a cylindrical recess of the inner end of the pivot 308 integral with the end flange 303 of the machine. The satellite 340 is secured to a first crankshaft with two crank pins 333,334 for controlling two pairs of pistons and it is also secured to a second crankshaft with two crank pins 333a and 334a offset by 90 * relative to crankpins 333 and 334, for controlling two other pairs of pistons located on the left side of the machine when looking at figure 16.

   The double crankshaft then has two bearing surfaces 327, 327a which are journaled in the bearings 329, 329a of two integral rings 31 and 331a will rotate freely on the central pivot 308 and on the corresponding tubular pivot 308a centered in the other end flange 303a of the machine and integral with it.



   The other satellite 346 'is secured, in a similar manner, to two other double crankshafts 333', 334 'and 333'a, 334'a.



   Of course, the part of the cylindrical c'rter 301 which is to the right of the pistons, such as 311a and 312a is also provided with intake and exhaust ports similar to the ports 5a to 51f and 52a to 52f which are located according to the pistons in the embodiment of Figures 1 to 6.

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   Due to the angular offset of the crankshaft pins, a machine having such a double symmetry, with respect to the XY plane, the flow being in a common manifold, has the advantage of not having a neutral point, and of be able to discharge a fluid with an almost constant rate when the shaft 305 is driven at constant speed. In addition, the forces are very evenly distributed between the various components of the pump and, in particular, on the teeth of the gears.

   It should be noted that the value of the sum of the instantaneous accelerations imposed on the groups of pistons controlled by the two offset crankshafts and integral with the same satellite, is substantially constant. This pump allows the circulation of two distinct fluids, in two different circuits. The same machine can also be used so as to be driven in rotation by a pressurized fluid working on one of the two sets of pistons, while the other set delivers another fluid. In this case, the end of the shaft 305 is not used, and the gears have hardly any power to transmit, but simply to position the pistons.



   This machine can also be composed of the union on either side of the X Y plane (FIG. 16) of two motors similar to those shown in FIG. 10, a machine in which the dead points are eliminated.



   In Figure 17, there is shown another variant of pump also derived from that shown in Figures 1 to 6, but which comprises, in addition to the pistons 411 and 412, a second set of pistons, such as 411b and 412b arranged at side of the first and united through the intermediary

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 of the core 414 on the same geometric axis.



   The pistons which cooperate with the pistons 411b and 412b are integral with two discs, namely: a first disc 419, which plays the same role as the disc 19 of FIG. 1, and a second disc 419b, which is located from the other side compared to additional pistons such as 411b and 412b. In Figure 17 we find the disc 418 which plays the same role as the disc 18 of the embodiment of Figure 1.



   With this particular structure, we have a pump which has a single control mechanism, but two sets of pistons capable of delivering different fluids simultaneously, when the shaft 405 is rotated.



  However, we also peit titi liser this machine, like that of Figure lo, that is to say as a receiving motor of which a set of pistons is. supplied with pressurized fluid and, at the same time, as a pump or compressor by its second set of pistons, without using the shaft end 405.



   It is also possible to produce a fluid motor-compressor; the transmission of energy between the engine and compressor parts being effected directly by the core 414 and the plate 419, the gears only serving for positioning der @ inside the casing.



   In Figures 1c and 19 is. shown a variant of the embodiment of Figure 1 variant in which the pump cycles take place in the same way as the cycles described with reference to Figures 9 & to 91, but in which the pistons have a value equal to a half-arc of base minus angle A, this machine is part of the following solutions:

   

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 EMI25.1
 
<tb>
<tb> number <SEP> of <SEP> pistons <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 12 <SEP> ....
<tb> crown / satellite <SEP> report <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> number <SEP> of <SEP> lights <SEP> of admission. <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> ..... <SEP>
<tb> <SEP> number <SEP> of escape lights <SEP> <SEP>
<tb> ment <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> .....
<tb> number <SEP> of <SEP> elementary <SEP> pumps <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> .....
<tb> number <SEP> of <SEP> heartbeats <SEP> of a
<tb> elementary <SEP> pump <SEP> by <SEP> turn
<tb> total <SEP> number <SEP> of <SEP> heartbeats
<tb> by <SEP> turn <SEP> of the <SEP> rotor <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> 18 <SEP> 32 <SEP> 50 <SEP> 72 <SEP> ....
<tb>
 



   It will be noted that the solutions of which the diameter ratio of the crown to that of the satellite which have the value 1 and 2 are not compatible with the general description with regard to the gears, it is possible as a variant and for these small ratios, to make the sun gear fixed on the end of the pivot 8 and to drive the planet wheels by the toothed ring integral with the shaft 5. The ratio designated in the tables is then that of the ratio of the diameter of the planet gear to that of the planet gear. The eccentricity is limited to a value which provides a substantially sinusoidal speed variation to the pistons.



   This machine has a slightly different mechanical arrangement from that of FIG. 1 in that the radial windows 41 are no longer housed inside the sectors. We find in Figures 18 and 19 the same numbers designating the parts having the same function @ éjâ described in the subject of Figures 1-2-3-4-5.



   This machine can obviously operate as a foteur, the chamber between the two faces of two

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 neighboring pistons undergoing the same volume variations as those described with reference to FIGS. 10a - 10l. The following of motor solutions is seduced by those of the pump by noting that all motor s utions must have an even ratio for the ratio: u diameter of the ring gear to that of the satellite.



   It is obvious that the concinations of figures 14, 15, 16, 17 are possible with the machine of figures 18, 19.



   FIG. 20 is an example of a machine where the sectors have different angular values. In the case shown, some sectors are in the form of those of the machine of Figures 1 to 6, others of the shape of those of the machine of Figures 18-19. This allows certain mechanical realizations and certain possibilities of closing and opening of the lights. This variant is an example of a combination that can be made between the different progressions determining the different embodiments of the machine.



     The main advantages of a machine according to the invention can be summarized as follows: - Reversible volumetric device without valve easy production and assembly, balanced and centered mechanics, no lateral or radial forces, little wear, rational use of gears, dp balancing. ' forces on the teeth due to the use of a placetary gear meshing with planets, possibilities of high speed of rotation, easy lubrication, impossiole adjustment of dead points, high mechanical efficiency, full power transmission for certain machine couplings ,

   

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 sum of the forces due to the inertias of the parts subjected to substantially constant variable speeds in the case of offset coupled machines, sinusoidal acceleration of the parts subjected to variable speeds.



   - Parts subjected to varying speeds may have a low mass and a low moment of inertia * Parts accelerated in the opposite direction have the same product mass x moment of inertia.



   - Infinite or finite compression ratio at will, if necessary, no dead volume in volume reduction, possible use as a vacuum pump, high flow rate for a small footprint, high pressure reached in a single stage, suitable filling even with a fluid Viscous, instantaneous useful light surface area substantially proportional to instantaneous flow. The fluid does not see the rotation of the rotor, flow which is substantially constant in the case of a double machine, high suction pressure, large number of pulsations per revolution.



   - Possibility of keeping separate the fluids delivered respectively by the elementary pumps united under the same casing.



   - Low internal leaks, correct operation, even at low speed, low dynamic losses in the fluid, isolation of high and low pressure whatever the angular position of the rotor, tight casing, establishment of a back pressure in the event of 'a pressurized liquid generator. Oil circulation between the crankcase and the working chambers to ensure tightness in use as a vacuum pump, possibility of using sealing rings, of using the

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 casing in bearing, to center the rotor with respect to the casing so that the pistons do not rub inside the casing.



   - Possibility of producing a rotary engine with a large number of explosions per revolution, regularity of the torque, no neutral point with certain machine couplings, possible transposition of the technique of the classic four-stroke engine, in particular with regard to the times of opening and closing of lights. Easy internal and external cooling.



   Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given by way of examples and it goes without saying that numerous modifications can be made thereto, depending on the applications envisaged, without going out, for this, within the scope of the invention.

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Claims

CLAIMS EMI28.1 --- ¯¯¯¯ ------ ¯¯ --------.-- ¯ 1. Rotary volumetric machine comprising: a fixed cylindrical casing, and an even number of pistons in the form of crown segments mounted loosely in two grouped independent of each other between the housing bore and a cylindrical core, the sonue the lengths of the arcs of all the pistons being less than 360 so as to leave, between the radial ends of said pistons, working chambers in cyclical communication with intake and exhaust ports, of suitable size and location, made in the cylindrical wall of the casing, under the action of a mechanical device which comprises a plate mounted idle in rotation coaxially in the casing and on <Desc / Clms Page number 29> which journals at least one auxiliary shaft which carries,
on the one hand, a toothed or satellite pinion, in engagement with a toothed wheel or ring integral with the casing and, on the other hand, two diametrically opposed elements, eccentric by a determined value connected, respectively, to the pistons of even rank, and to the pistons of odd rank such that to a rotation at constant speed of said plate correspond rotations with substantially sinusoidal speed variation of the groups of pistons and, consequently, periodic variations of the volumes of the working chambers combined with their passages facing the housing lights.
2. Machine according to claim 1, characterized in that the periphery of the housing is divided into a number of base arcs equal to the ratio of the diameter of the ring gear to that of the satellite and, for a pump, each base arc comprises successively an intake port, a solid part and an exhaust port of an elementary pump, a cycle corresponding to the extent of said arc.
3. Machine according to claim 1, characterized in that the periphery of the housing is divided into a number of arcs: base equal to the ratio of the diameter of the ring gear to that of the satellite and, for a motor, two base arcs successive corresponding to an elementary engine have a first base arc and a second base arc, the first formed by an intake port followed by a solid part, and the second formed by a solid part followed by a light escape, a cycle occupying the whole of the first and the second aforementioned base arcs, the point of minimum volume corresponding to the junction of these two arcs.
4. Machine according to claim 1, characterized <Desc / Clms Page number 30> in that for a pump with full intake and full discharge, the angular value of the ports is equal to the base half-arc minus the maximum half-variation of the angle between two pistons.
5. Machine according to claim 1, characterized in that for a machine with infinite compression ratio, the angular value of each piston is equal to n times (n = 0,1,2,3, etc ...) the arc base plus the half-value of said base arc 'minus the half-value of the maximum variation of the angle between two pistons.
6. Machine according to claims 1 to 5, charac- terized in that the machine further comprises a central shaft connected to the plate in which the auxiliary shaft journals.
7. Machine according to claim 6, characterized in that the central shaft is connected to said plate by the intermediary of the satellite and of a toothed wheel integral with said central shaft.
8. Machine according to claim 1, characterized in that the core is integral with at least one piston. , 9. Machine according to claims 1 and 8, charac- terized in that the machine comprises an even number of pistons and the core is integral with every second piston, while the other pistons form integral spacers with two circular discs placed against each other. the end faces of the core.
10. Machine according to claim 8, characterized in that the assembly formed by the core and the pistons integral with this core has a product) mass x moment of inertia equal to that of the assembly formed by the two discs and the pistons, integral with these two discs. <Desc / Clms Page number 31>
11. Machine according to claim 1, characterized in that the eccentric elements are connected, respectively, to the core and to one of the aforementioned two discs.
12. Machine according to claim 1, characterized in that the plate, in which the auxiliary shaft journals, is mounted so as to rotate on a pivot integral with an end flange of the machine.
13. Machine according to claim 1, characterized in that the plate in which the auxiliary shaft journals, is mounted so as to rotate on the central toothed wheel carrier shaft, ' 14. Machine according to claim 1, characterized in that each eccentric element is constituted by a crank pin; crankshaft which journals in a circular bore of a rectangular frame mounted to slide radially in a member integral with the corresponding piston.
15. Machine according to claim 1, characterized in that the explosion chamber of the machine designed as an internal combustion engine is constituted by a recess formed at least in one of the two radial faces facing two neighboring pistons.
16. Machine according to claim 1, characterized in that the explosion chamber is hollowed out in the bore of the casing over a certain circumferential and axial length thereof, 17. Machine according to claim 1, characterized in that the rotor is mounted idle on a fixed pivot centered in the cylindrical housing.
18. Machine according to claim 1, characterized in that the housing acts as a bearing for the rotor.
19. Machine according to claim 1, characterized <Desc / Clms Page number 32> in that a segment is arranged in the partition separating two neighboring intake and exhaust ports.
20. Machine according to claim 1, characterized in that a circulation of oil between the casing and the working chambers ensures the sealing.
21. Machine according to claim 1, characterized in that a back pressure is established in the sealed housing and perfects the seal.
22. Machine according to claim 1, characterized in that the spark plugs are mounted in the cylindrical wall of the housing.
23. Machine according to claim 1, characterized in that the machine is composed of nested "pump" and "motor" elements and, on the same circumference of the casing, there are intake ports and openings. combustion engine exhaust, as well as pump intake and exhaust ports.
24. Machine according to claim 1, characterized in that the machine is double, each satellite carries a crankshaft with four crankpins displaced by 90 relative to each other, the groups of pistons of each machine being controlled by two diametrically op- posed.
25. Machine according to claim 1, characterized in that the machine comprises two groups of pistons arranged one next to the other in the axial direction, half of the udders of a group being integral with one half of the pistons of the other group and the other pistons of one group being also respectively integral with the other pistons of the other group, the pistons of only one of the two groups being connected <Desc / Clms Page number 33> to the eccentric control elements, and the casing being provided with intake and exhaust ports in line with each of the two groups of pistons.
26. Machine according to claim 1, characterized in that each pump or group of elementary pumps comprises a separate manifold.
27.Machine according to claim 1, characterized in that each elementary pump delivers into a common manifold.