"Perfectionnements apportés aux moteurs à air comprimé."
L'invention est relative aux moteurs à air comprimé comportant un
piston, de préférence cylindrique, monté rotatif mais en position ex-
centrique dans un cylindre à alésage de préférence circulaire, fermé à
ses extrémités frontales, la surface d'enveloppe de ce piston présen-
tant plusieurs entailles dirigées perpendiculairement à son sens de ro-'
tation, qui présentent chacune des surfaces latérales parallèles entre j
elles et approximativement parallèles à un plan longitudinal du piston
rotatif et qui servent à loger des éléments d'étanchéité montés mobiles
dans le sens radial, qui entrent en contact étanche avec la paroi de
l'alésage du cylindre.
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d'étanchéité sont constitués par des palettes minces, exécutées le
plus souvent en acier, en laiton ou en matières synthétiques, qui sont guidées dans leur mouvement radial par des entailles creusées sous forme de fente dans le piston rotatif. L'intervalle entre le piston rotatif monté excentrique dans le cylindre et la paroi intérieure de l'alésage de ce cylindre est subdivisé, par les palettes, en plusieurs chambres de grandeurs différentes entièrement séparées entre elles. Dans la
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te que, par suite des différences de pression ainsi créés entre les différantes chambres, il s'exerce un couple de rotation sûr le piston rotatif. Dans la zone suivante de la circonférence de l'alésage du cylindre, la hauteur radiale et, par suite, le volume des chambres décroît à nouveau jusqu'à la région de l'admission d'air comprimé. Dans cette zone circonférentielle, l'air comprimé résiduel est expulsé.
Les moteurs à air comprimé de ce genre sont par exemple utilisés comme moteurs d'entraînement pour appareils de levage, pompes, soupapes, engins de transport, outils mécaniques à main, agitateurs et mélangeurs ainsi que dans de multiples autres machines et dispositifs. Mais ils
ont surtout fait leurs preuves comme moteurs d'entraînement pour l'exploitation des mines souterraines et dans d'autres enceintes soumises au risque d'explosion, eu égard à leur forme de construction à l'épreuve absolue de l'explosion. Cependant, ils présentent de nombreux inconvénients qui sont considérés comme importuns et pénibles.
Ainsi, un tel moteur à piston rotatif à palettes nécessite en général au démarrage une quantité d'air comprimé relativement grande avant que le piston rotatif et, par suite, l'arbre d'entraînement se mettent en mouvement. Tel est en particulier le cas quand le moteur à palettes doit être mis en service sous charge. La raison en est qu'au démarrage, les éléments d'étanchéité exécutés sous forme de palettes ne portent qu'avec du jeu sur la paroi intérieure de l'alésage du piston, de sorte qu'il existe des défauts d'étanchéité notables et qu'une grande partie de l'air comprimé peut s'échapper par les orifices de sortie sans avoir utilisée. En outre, par suite de ces défauts d'étanchéité, la dif-
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résulte de cela que ces moteurs à piston rotatif à palettes connus sont; bien souvent inutilisables dans de nombreux domaines d'application, et surtout pour les machines et dispositifs nécessitant un démarrage du moteur en charge. Une autre conséquence de cette caractéristique fa-
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de rotation est dépassée, pour laquelle les forces centrifuges sont
suffisamment intenses pour que les palettes soient pressées fortement contre la paroi de cet accroissement du couple de rotation ;
et cette amélioration du rendement se produisent Par con-
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charge, cette pression énergique suffisante sous l'effet de la force n'existe pas pendant un laps de temps important. Il s'ensuit
<EMI ID=6.1> alésage du cylindre et, par conséquent, leur effet d'étanchéité. Mais cela aboutit à ce qu'aux régimes élevés, les palettes sont pressées trop énergiquement contre la paroi de l'alésage, sous l'effet associé ; ' ;le la force centrifuge et de la force de pression exercée par les ressorts. En outre, de tels ressorts de pression sont des éléments qui facilement tendance à se rompre et qui nuisent donc à la fiabilité ; <EMI ID=7.1>
compagne toujours de longues interruptions de service et d'une dépense
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^ de frottement déterminent un échauffement de l'ensemble du moteur telle-
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les palettes sont fabriquées en matière synthétique. Les pa.' - lottes de ce genre sont, on le sait, particulièrement vulnérables à la <EMI ID=11.1>
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,..:,''échauffement inévitable exerce un effet très défavorable, car il déter-
<EMI ID=13.1> piston rotatif. En outre, sous l'effet de l'échauffement intense, les palettes se dilatent davantage dans la direction axiale que l'enveloppe du moteur refroidie extérieurement, de sorte qu'elles s'appliquent avec une pression inadmissible contre les surfaces frontales de l'enveloppe
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gement de chaleur.' Si le moteur à palettes n'est pas arrêté lorsque se produit un tel échauffement, le frottement interne qui devient de plus <EMI ID=15.1> ' telle mesure qu'elles doivent être complètement remplacées. Ce frotte- ornent interne excessif et le dégagement de chaleur qui en résulte ont !. * naturellement pour conséquence une perte importante de puissance et un rendement relativement faible. C'est une des raisons pour lesquelles on i
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La puissance de ces moteurs à palettes est par ailleurs limitée
<EMI ID=17.1> <EMI ID=18.1> .prime exerce sur les palettes individuelles une force. d'une intensité <EMI ID=19.1> piston rotatif et que le frottement entre les palettes et les surfaces ^latérales de ces entailles ou la paroi de 1'alésage s'accroît tellement
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:onnus ne conduit qu'à une élévation de puissance effective tout fait insuffisante qui se situe dans un rapport inacceptable sur le plan éco- comique avec le surcroît de dépenses lié à la production et à la trans- ; mission de la pression plus élevée de l'air comprimé. Mais les moteurs ,
<EMI ID=21.1> .pression de l'air comprimé par rapport à la pression de service usuelle,} <EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1> la pression de l'air comprimé s'abaisse de 6 à 4 atm, un moteur à palet- tes qui est conçu pour une pression de service de 6 atm, commence par
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qui a pour conséquence une réduction considérable du couple de rotation,et par suite, du régime du moteur. La réduction de la force centrifuge ainsi provoquée a pour effet que les palettes rentrent plus ou moins dans les entailles du piston rotatif, de sorte que les chambres individuelles du moteur à palettes ne sont plus suffisamment étanches les unes par rapport aux autres et que la surface disponible pour l'application de l'air comprimé n'est absolument plus suffisante.
. Par suite des défauts d'étanchéité importants et du frottement interne intense, les moteurs à palettes connus ne peuvent fournir, dans la des bas régimes, qu'un faible couple de rotation, sinon nul,
De ce fait, il est nécessaire le plus souvent d'intercaler entre le mo-
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ce qui a pour effet non seulement d'élever le coût de cet entraînement, mais aussi d'augmenter l'encombrement dans une mesure importante. Cela rend son emploi particulièrement défavorable dans l'exploitation des
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part dans les outils mécaniques à main qui, en vue de la simplicité de
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réducteurs mécaniques doivent être souvent exécutés sous forme de changement de vitesse, si l'on veut disposer, au choix, de vitesses de rotation réduites et élevées, ce qui élève encore le coût de l'entraînement
et augmente beaucoup son poids et ses dimensions.
Un autre inconvénient important de ces moteurs à palettes connus .est leur grande fragilité à l'encrassage. On ne peut pratiquement pas <EMI ID=31.1> :lion dans les conduites d'alimentation ou de saletés introduites à l'in-
<EMI ID=32.1> ''alésage, ce qui augmente beaucoup l'usure et le dégagement de chaleur.
'un et l'autre de ces facteurs exercent un effet très défavorable sur
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Un autre inconvénient des moteurs à palettes connus réside dans
eur vulnérabilité relativement forte aux variations de pression, qui
<EMI ID=36.1> en présentant, d'autre part, une structure aussi simple que celle de ces moteurs à palettes et tout en étant d'une fabrication économique;
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:; la peut être surtout attribué au fait que le frottement par glissement .}�
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lement, n'atteint que 2% environ de la résistance du frottement par ;glissement, Cela peut être considéré comme la raison principale pour laquelle le moteur proposé par l'invention présente un rendement amélio- <EMI ID=39.1> ..décelable, même après des périodes de service prolongées. Le temps perdu par suite des pannes et des réparations est en conséquence réduit à <EMI ID=40.1>
quant à l'économie du moteur. Par suite du frottement par roulement enles éléments d'étanchéité et la paroi de l'alésage, on ne peut ob- <EMI ID=41.1> ornent continu pendant des jours. Les pertes de puissance déterminées par le frottement interne et par l'échauffement qui en résulte ne représen- tent'donc qu'une petite fraction de la valeur correspondante dans les . moteurs à palettes connus. Par suite de son échauffement extrêmement réduit, le moteur réalisé conformément à l'invention convient Mené pour ; les dispositifs d'entraînement qui doivent marcher sans interruption pendant des périodes prolongées,
Les éléments d'étanchéité qui sont exécutés sous forme de cylin- dresde fort diamètre extérieur constant sur toute leur longueur, ont . par leur construction une robustesse extrême et sont donc capables de faire face aux sollicitations mécaniques même sévères, De ce fait, il \est possible, sans autre précaution, de faire fonctionner le moteur ;;propose par l'invention sous des pressions d'air comprimé beaucoup plus <EMI ID=42.1>
élevées que la pression de 6 à 8 atm, couramment appliquée jusqu'ici sans qu'existe le moindre risque d'un coincement des cylindres dans les entailles du piston rotatif d'autant plus que toute déformation des
éléments d'étanchéité dans le moteur proposé par l'invention est entiè- rement exclue. De ce fait, il est possible d'accroître fortement la pression de l'air comprime introduit en comparaison des basses près- sions d'air comprimé jusqu'ici utilisées dans les moteurs à palettes, \ de sorte que, même dans les moteurs de dimensions relativement petites, on obtiendra des puissances élevées qu'il est de loin impossible d'at- <EMI ID=43.1> \raison de ce qui est le cas dans les moteurs à palettes connus, le mo- proposé par l'invention est beaucoup moins sensible aux réductions
<EMI ID=44.1> air comprimé beaucoup plus basse que la pression normale de service, les cylindres sont toujours pressés avec une force suffisante contre ' :\ la paroi de l'alésage du piston, de sorte que les différentes chambres ' .du moteur à air comprimé, conforme à l'invention, sont toujours iso-
'lées les unes des autres dans une mesure suffisante. De ce fait, malgré ' la pression réduite de l'air comprimé, il persiste un couple de rota-
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que la force centrifuge seconde et qui applique les cylindres :
contre la paroi de l'alésage. Par ailleurs, les forces centrifuges sont nettement plus intenses dans le moteur de l'invention, par suite de la distance accrue entre le centre de gravité et l'axe de nation et par
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qu'une étanchéité faible est garantie, même si la pression est très réduite.
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intérieur du moteur sont broyées finement par les cylindres, puis expulsées en majeure partie avec l'air d'échappement. Par suite du mouvement
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souillé, l'usure du moteur n'augmente que dans des proportions négligeables, ce qui fait que la fiabilité est entièrement garantie, même sans les atmosphères polluées, par exemple dans l'exploitation des mines souterraines.
Un avantage particulier du moteur proposé par l'invention consis-
, te en ce qu'il peut fournir un couple de rotation beaucoup plus intense que les moteurs à palettes connus, non seulement en régime normal, mais
aussi dès le démarrage. D'une part, il s'agit là d'une conséquence du
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qui ne détermine qu'une faible résistance. D'autre part, c'est surtout
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; effet de l'air comprimé, étant donné que celui-ci trouve à cet effet une surface d'attaque suffisante au niveau du bord antérieur des palet- :
tes. Dans la mesure où il n'est pas prévu d'éléments à ressort, aucune force ne vient s'opposer à cet écartement, car le bord arrière des pa-
<EMI ID=55.1> .ce d'adhérence non négligeable, dont le résultat est que les palettes restent bloquées dans leurs entailles en fente jusqu'à une certaine vi- <EMI ID=56.1>
Mention, les éléments d'étanchéité ne sont pas écartés de la paroi de
<EMI ID=57.1> ,: ;les entailles du piston rotatif, dans lesquelles sont montés les élé- d'étanchéité exécutés sous forme de cylindres, ont une largeur Maximale, dans la direction circonférentielle, qui est quelque peu su-
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'.possibilité de pénétrer à partir de l'orifice d'admission dans les enfailles du piston rotatif et, d'attaquer par l'arrière les cylindres,
<EMI ID=59.1> étanchéité sont exclusivement pressés avec une force suffisante contre
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l'air comprimé. Dans le moteur de l'invention, les forces centrifuges, plus élevées que dans les moteurs à palettes connus, n'ont qu' .
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tout en n'exerçant qu'une influence parfaitement négligeable sur le frottement entre les rouleaux et la paroi de l'alésage, frottement qui reste donc faible. Il est aussi très avantageux que les forces centra
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proposé par l'invention est beaucoup plus élevé dans la gamme des bas
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et de son rendement nettement amélioré, le moteur atteint des vitesses
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re fonctionner le moteur à air comprimé de l'invention aussi bien à une vitesse de rotation particulièrement élevée qu'à un régime de ralen-
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séquence, nombreux sont les cas où l'on peut omettre le montage d'un ré-
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/ distribution d'air comprimé n'agissent que dans une très faible mesure
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<EMI ID=74.1> .-^rouleaux et la paroi de l'alésage, <EMI ID=75.1> les rouleaux rentreront entièrement dans les entailles du piston rota- <EMI ID=76.1> 'usure notable ou même de blocage du piston rotatif. En outre, du fait . du dimensionnement légèrement supérieur de la profondeur radiale maxi- male et de la largeur maximale des entailles par rapport au diamètre extérieur des rouleaux, on est assuré que l'air comprimé introduit peut parvenir sans difficulté sur le côté des rouleaux opposés à la paroi de l'alésage et extraire ces rouleaux de leurs entailles contre la paroi ;.;.,' de l'alésage.
De plus, il est particulièrement important que la surface du fond
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:[pound]et, lorsque le moteur est arrêté, bien que la largeur des entailles '^soit supérieure à leur diamètre extérieur, les rouleaux qui se trouvent
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tailles sous l'effet de leur propre poids et, de ce fait, sont orientés parallèlement à l'axe de rotation. Si, en l'absence d'un profil concave
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étaient pas orientés exactement dans la direction axiale, il se pour- rait que, par suite de mouvements de basculement du moteur arrêté - ce qui se produit en particulier dans le cas des outils mécaniques à main '
- les rouleaux se placent en position inclinée par rapport à l'axe de rotation et se coincent de telle sorte qu'au moment du démarrage ils oseront pour le moins soumis à une usure intense, ce qui s'applique de $'ils même façon aux surfaces frontales de l'alésage du cylindre. Mais <EMI ID=80.1> ? 'soit plus en mesure de démarrer. Dans le moteur proposé par l'invention, 'cette difficulté est toutefois éliminée par la concavité vers l'extérieur que présente la surface du fond des entailles, de sorte qu'on est 'assuré d'un démarrage parfait, quel.le que soit la position du moteur.
'De plus, la forme particulière donnée à la surface du fond des entail- :les a pour rôle important de défléchir le courant d'air comprimé qui ;pénètre dans les entailles par suite de leur largeur supérieure au dia- i mètre extérieur des rouleaux, de sorte que ce courant d'air comprimé agit directement sur le côté arrière des rouleaux opposés à la paroi de ; _;;;1'alésage_et les repousse vers l'extérieur contre la paroi de l'alésage,! <EMI ID=81.1>
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Ainsi, non seulement le moteur exécuté conformément à l'inventiez convient, par suite de son couple de rotation élevé immédiatement dispanible, aux groupes d'entraînement qui doivent démarrer en charge et/ ou doivent fournir un couple de rotation élevé à bas régime, mais encore il est en mesure de démarrer quelle que soit la position du piston rotatif, ce qui n'est nullement garanti avec les moteurs à palettes. Le
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pression dynamique de l'air comprimé introduit qui, par suite du profil donné aux entailles selon l'invention, agit sur les surfaces latérales de celles-ci, ce qui n'est pas possible dans le cas des moteurs à palet-
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vait, avec le moteur proposé par l'invention, le cas à peu près inexis-
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éléments d'étanchéité se trouvent, au moment du démarrage, dans une po-
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fonctionnement, cette difficulté serait surmontée par l'effet de la pression dynamique sur les surfaces latérales des entailles de sorte que
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pement de l'air comprimé, de sorte qu'on soit assuré d'un démarrage parfait quelle que soit la position du piston rotatif. Dans les moteurs où les orifices d'admission et d'échappement de l'air comprimé sont disposés à l'opposé l'un de l'autre sur l'alésage du cylindre, le nombre minimal des rouleaux est de trois. Toutefois, ce nombre n'est pas limité
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<EMI ID=93.1> sée par l'invention permet de construire des moteurs à air comprimé ; dont les dimensions et la puissance sont nettement supérieures à ce qu' il était possible d'atteindre jusqu'ici avec les moteurs à palettes.
Toutefois, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le ' diamètre extérieur des rouleaux est au moins égal et, de préférence, supérieur au double de la distance maximale entre la paroi de l'alésage ;
et la surface d'enveloppe du piston rotatif. De cette manière, on parvient à ce que, même au moment où les rouleaux passent à l'endroit où la distance entre la paroi de l'alésage et la surface d'enveloppe du ' piston rotatif atteint sa valeur maximale, ces rouleaux ne puissent pas ' trop sortir de leurs entailles dans l'intervalle entre la surface du ..piston rotatif et la paroi de l'alésage du cylindre. Si les rouleaux <EMI ID=94.1>
du piston rotatif, il en résulterait qu'ils ne prendraient plus contact : avec la paroi de l'alésage au niveau des arêtes avant (dans le sens de
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rale des entailles, ce qui entraînerait une usure excessive de ces arêtes. Cette usure intense pourrait être attribuée aux pressions superficielles élevée'5 appliquées à ces arêtes, pressions qui, par suite ,du contact linéaire, seraient suffisamment grandes pour entraîner à ce niveau des déformations permanentes indésirables au plus haut point. En : outre, il se pourrait que les rouleaux en forme de cylindre soient for-
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;-force circonférentielle à transmettre se répartira de façon beaucoup ?,plus régulière selon le principe de la pression de Hertz et que l'usure ;
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ton rotatif entre généralement en contact avec la surface externe du
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ce d'enveloppe du piston rotatif. De cette manière, on parvient à ce que le centre de gravité des rouleaux soit placé le plus possible vers
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leau hors des entailles du piston ou même celui d'une déformation inadmissible du piston rotatif et des rouleaux. Le rayon sur lequel est ap-
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évidemment pour conséquence une augmentation du couple de rotation et, par suite, un accroissement de la puissance fournie. En même temps, le uns de la force efficace de l'air comprimé s'approche dans toute la mesure possible d'une direction exactement tangentielle à la surface d'
enveloppe du piston rotatif, ce qui aboutit également à une augmenta-
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axe de rotation et, par conséquent, détermine une augmentation du couple de rotation fourni et, par suite, de la puissance débitée.
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vêlée tout à fait suffisante pour permettre la pénétration de l�air comprimé dans les entailles du piston rotatif et pour assurer à l'air comprimé la possibilité de parvenir sur le côté des rouleaux opposés à la ,.;paroi de l'alésage, pour presser ceux-ci contre cette paroi. En donnant ;
ainsi à la distance entre les parois latérales des entailles du piston rotatif une dimension supérieure au diamètre extérieur des rouleaux, on parvient en outre à ce résultat avantageux que les entailles se remplis-
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favorable sur la puissance débitée, étant donné que celle-ci est propor-' tionnelle à la quantité d'air introduite à chaque rotation dans les chambres. Une exécution trop étroite des entailles entraînerait un' .
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tion correspondants de la puissance.
D'autre part, la distance entre les surfaces latérales, parallèles entre elles, des entailles est, dans le moteur de l'invention, suffisant-; ment petite pour empêcher les rouleaux de se mettre en position angulaire dans les chambres, ce qui aboutirait à une usure excessive, en par- ticulier au niveau des surfaces frontales de l'alésage et des rouleaux
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tout, ses propriétés de démarrage. Mais si la distance entre les surfa, ; ces latérales des entailles du piston rotatif a une grandeur comme le propose l'invention, les difficultés de ce genre ne sont pas à craindre.
Au contraire, les rouleaux-sont à tout moment guidés dans une mesure suffisante entre les surfaces latérales des entailles. D'autre part, pour des raisons de simple résistance, il ne convient pas de donner aux
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pement et d'admission de l'air comprimé, du côté où la surface d'enveloppe du piston rotatif et la paroi de l'alésage sont en contact, puisse être maintenu aussi petit que possible. Cela est surtout nécessaire puisque l'espace mort qui se trouve dans cette zone ne peut pas être mis à profit en ce qui concerne la puissance du moteur.
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piston rotatif une forme approximativement demi-circulaire en coupe.
Ce faisant, on parvient d'une part à ce que les rouleaux soient parfaitement orientés en direction axiale lorsque la moteur est arrêté. D'autre part, on évite ainsi la pré_sence de cannelures dans la région de
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part, les rouleaux disposent d'une liberté de mouvement suffisantes
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la surface d'enveloppe du piston rotatif est en contact avec la paroi
de l'alésage du cylindre, ils pourront pénétrer entièrement dans les entailles, de sorte que même au niveau de ces points, il ne peut pas se produire d'usure plus accentuée.
En règle générale, il est avantageux que les entailles du piston rotatif s'étendent, selon un mode en soi connu, sur toute la longueur
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les et les rouleaux, on parvient à donner leur dimension maximale, aux différentes chambres, ce qui exerce naturellement un effet favorable sur la puissance du moteur. En outre, le façonnage des pièces et la construction du moteur s'en trouvent simplifiés dans une mesure notable, par suite de la simplicité des surfaces frontales planes, Certes, on peut concevoir des formes d'exécution dans lesquelles les rouleaux et
les entailles ont une longueur axiale inférieure à celle du piston rotatif, mais il en résulterait que l'obtention de l'étanchéité des surfaces frontales des rouleaux serait très compliquée, fragile ou tout à
fait insuffisante.
On a déjà appliqué, dans des moteurs palettes, des éléments d' étanchéité et des entailles du piston rotatif qui s'étendent sur toute la longueur axiale du piston.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les entailles du piston rotatif sont disposées symétriquement par rapport au plan médian longitudinal de celui-ci. Tout d'abord, une telle disposition symétri-
que des entailles autorise un fonctionnement du moteur dans les deux sens, et ce avec approximativement la même naissance. En outre, cette
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'piston rotatif, qui ne demande aucune machine-outil particulière et aucun outil spécial. De plus, cette disposition des entailles garantit ..toujours une orientation parfaite des rouleaux dans la direction axiale :et permet leur bonne mise en place :1 l'intérieur des entailles.
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'tif dans le plan de symétrie des entailles est, en règle générale, su-
<EMI ID=123.1> .assurent une étanchéité particulièrement bonne entre les surfaces fron- ;;\'. étales des rouleaux et les surfaces frontales de l'alésage du cylindre :..;.et qu'elles s'opposent au passage d'air comprimé d'une chambre à l'au- <EMI ID=124.1> ,: surfaces frontales .des rouleaux et celles de l'alésage du piston, mais
seulement pour une durée de service relativement courte. La raison on est dans l'usure irrégulière des surfaces frontales des rouleaux non . punies d'alésages concentriques, ces surfaces s'usant plus rapidement- <EMI ID=125.1> dre par toute leur surface, mais seulement par un point. Si tel est le
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bombée. On parvient ainsi, grâce aux alésages longitudinaux formés dans les surfaces frontales des rouleaux et s'étendant sur une partie ou sur la totalité de la longueur de ceux-ci, à une étanchéité bien meilleure
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sont nettement réduits, ce qui est une propriété essentielle des outils mécaniques à main. En comparaison de cet avantage, la réduction du poids des rouleaux est d'une importance secondaire au point de vue de la for: ce centrifuge, d'autant plus que, dans le moteur proposé par l'inven-
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% sans que le frottement interne soit augmenté de façon indésirable,
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rouleaux est approximativement égal à la moitié du diamètre extérieur de ces rouleaux. En adoptant cette proportion dimensionnelle, on obtient des rouleaux dont les surfaces frontales en forme de couronne assurent une bonne étanchéité et qui présentent avec un poids relativement fai-
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vu, pour l'admission de l'air comprimé, dans la paroi de l'alésage du 'cylindre, au moins un canal auquel se raccordent une ou plusieurs buses en forme de coquille, incorporées dans la paroi de l'alésage du cylin-
<EMI ID=133.1> le. Les buses en forme de coquille assurent une alimentation intense en air comprimé des différentes chambres du piston rotatif : non seule- ment ces chambres reçoivent la quantité suffisante d'air comprimé, mais encore ces buses ont pour effet qu'outre la pression statique de l'air comprimé, sa pression dynamique peut s'exercer sur une surface d'attaque constituée par les rouleaux et surtout par les surfaces latérales des entailles du piston rotatif.
Dans un moteur à air comprimé qui tourne toujours dans le même sens, il suffit de prévoir une ou plusieurs buses en forme de coquille pour l'admission de l'air comprimé. Dans ces conditions, il est tout à fait suffisant de prévoir, pour l'échappement de l'air comprimé,.selon un mode en soi connu, un certain nombre de trous radiaux qui sont incor- ', pores dans la paroi de l'alésage du cylindre dans la zone de compres-
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mais il est à conseiller de prévoir des moyens quelconques pour empêcher la pénétration de poussières de l'extérieur à l'intérieur du moteur.
Dans le cas d'un moteur à air comprimé à sens de rotation réversible, .il est prévu, pour l'admission centre pour l'échappement, de l'air comprimé, une ou plusieurs buses en forme de coquille. Cela est surtout : nécessaire du fait que lors d'une inversion du sein; de rotation, la bu' sa qui servait antérieurement l'admission devient la buse d'échappe.'. ment, tandis que la buse qui assurait précédemment l'échappement peut
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"A
'.Grâce à cette disposition, le moteur à air comprimé travaille constam...,ment avec une puissance et un rendement sensiblement égaux, quel que ' soit le sens de sa rotation. En outre, la zone de détente dans les deux <EMI ID=139.1>
'l'obtention d'une puissance maximale.
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est au niveau de la surface interne de celui-ci qu'elles présentent leur largeur maximale mesurée dans le sens circonférentiel, largeur qui est au moins égale et, de préférence, supérieure à la distance. entre, deux.. entailles sur la surface d'enveloppe du piston rotatif. Une telle exécution des buses garantit constamment un remplissage au moins suffisant
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presque complètement la buse ou les buses en forme de coquills. Même dans un tel cas, on est toujours assuré d'un démarrage impeccable du moteur, grâce à la forme particulière donnée aux buses. En gentil, il est à conseiller de donner un profil symétrique en coupe transversale aux buses en forme de coquille, ce qui simplifie dans une mesure notafols la fabrication du cylindre du moteur.
Toutefois, il est également possible d'élargir les buses dans la
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me d'une faucille : dans le sens de la rotation pour les buses d'admission et dans le sens inverse pour les buses d'échappement. Une telle exécution des buses d'admission et d'échappement offre cet avantage Que les chambres individuelles du moteur sont entièrement et constamment remplies d'air comprimé, même aux régimes très élevés. Ce résultat n' est pas toujours atteint avec les buses étroites, car aux vitesses éle-
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viduelles passent en regard des buses d'admission et où une alimentation en air comprimé est possible est extrêmement court. L'élargissement en forme de faucille des buses d'admission dans le sens de la rotation signifie que.ce.laps de temps est nettement prolongé, de sorte que même aux régimes particulièrement élevés, on est assuré d'un remplissage complet et constant des chambres individuelles. Il en va de même dans le sens inverse pour les buses d'échappement, dans la zone desquelles les chambres doivent être vidées dans toute la mesure du possible de l'air comprimé qu'elles contiennent encore, ce qui demande également un certain laps de temps dont on ne dispose souvent pas avec des buses d'échappement étroites et pour les régimes élevés et maximal.
Il en résulte le risque que, dans un tel cas, l'air comprimé résiduel qui reste dans les chambres freine la marche du moteur et réduise ainsi sa puissance. Grâce à un élargissement, également en forme de faucille, des buses d'échappement dans le sens inverse de celui de la rotation du piston, le laps de temps pendant lequel l'air comprimé résiduel peut quitter les chambres est prolongé de façon avantageuse. Lors d'une inversion du sens de rotation du moteur, les buses servant antérieurement ' à l'admission deviennent des buses d'échappement et vice versa, de sor-
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élargissement en faucille des buses servant désormais à l'échappement est opposé au nouveau sens de rotation du moteur.
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buses entre les rouleaux et les segments lestants de la paroi de l'alésa-;
ge est maintenue relativement basse, ce qui ne serait pas le cas pour une longueur axiale nettement supérieure des buses d'admission ou des buses d'échappement, de sorte qu'il pourrait éventuellement survenir . des déformations permanentes dans cette région.
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soient disposées symétriquement par rapport au plan de coupe médian de
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forme de coquille disposées l'une à la suite de l'autre en direction axiale pour l'admission et l'échappement de l'air comprimé, elles sont
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- : le, pour l'admission et l'échappement de l'air comprimé, les deux buses <EMI ID=151.1> <EMI ID=152.1>
appliquent sur chaque rouleau en se répartissant régulièrement sur sa longueur axiale. Cela offre l'avantage qu'en passant en regard des bu-
<EMI ID=153.1> sous l'action de l'air comprimé et portent uniformément sur la paroi de l'alésage du cylindre. De ce fait, la résistance de frottement interne du moteur et, par suite, son usure sont réduites dans une mesure nota-
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ment douce et silencieuse. En outre, la répartition régulière des buse?
sur la longueur axiale du piston rotatif ou des rouleaux fait que 1'
effort à la flexion des rouleaux est particulièrement faible, de sorte qu'on peut les alléger lors du projetage.
' Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des buses en forme de coquille est raccordée à deux canaux exécutés séparément
pour l'admission et l'échappement de l'air comprimé. Cette disposition
.
offre l'avantage que la paroi du cylindre du moteur peut être particu-
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deux canaux d'alimentation dont le diamètre est plus petit peuvent être
disposés dans une paroi plus mince qu'un seul canal présentant un dia-
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Il est par ailleurs opportun que la largeur, mesurée dans le sens circonférentiel , -de l'intervalle ménagé entre les buses d'admission et d'échappement sur la paroi de l'alésage ait une dimension quelque peu supérieure à la largeur maximale des entailles du piston rotatif. En ' exécutant ainsi cet intervalle du cylindre, on évite la possibilité d'
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une des entailles se trouve précisément dans la zone de l'intervalle
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\l'entaille, un court-circuit entre les buses d'admission et d'échappe- ment est exclu, même dans ce cas. Mais par contre, il est opportun que 'l'intervalle entre buses soit aussi étroit que possible, afin surtout ' .que la zone de détente du moteur puisse être rendue aussi grande que .
.,possible, pour maintenir à son maximum la puissance du moteur, laquelle <EMI ID=159.1> l'alésage du cylindre - à l'exclusion de l'intervalle qui reste entre les buses en forme de coquille - est munie de trous ou de fenêtres ré- ; partis pour l'évacuation de l'air comprimé : selon le sens de rotation du piston, ces trous doivent être coupés de l'extérieur dans la zone
de détente et doivent être en communication avec l'extérieur dans la zone de compression. Avec une telle exécution du moteur à air comprimé, la puissance est augmentée dans une mesure notable, pour une cons truc-
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sance qui survient autrement dans la zone de compression du moteur est pratiquement supprimée en totalité. Ce résultat est obtenu par le fait que les trous ou fenêtres répartis dans toute la zone de compression pour l'évacuation de l'air comprimé le laissent sortir librement vers l'extérieur, de sorte qu'il ne peut exister, à l'intérieur de toute la
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air résiduel encore présent dans les chambres individuelles. La puis- sance qui serait nécessaire pour cette nouvelle compression n'est donc pas perdue et. reste utilisable sous forme de puissance d'entraînement
du moteur. En outre, étant donné que les trous ou fenêtres pour l'éva- cuation de l'air comprimé peuvent être fermes ou ouverts à volonté par
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alésage du cylindre, un moteur exécuté de cette manière peut travailler dans les deux sens de rotation avec approximativement la même puissance,
Une autre amélioration résulte du fait qu'il est adjoint à chacune des buses en forme de coquille un trou servant de canal d'alimentation et un trou servant de canal d'évacuation, parmi lesquels un seul est raccordé à l'alimentation en air comprimé ou à l'atmosphère extérieure, selon le sens de rotation choisi. Lors d'un changement du sens de rotation du moteur, cette disposition simplifie l'alimentation des différentes buses en air comprimé ou la commutation pour leur emploi comme buses d'évacuation. Dans ces conditions, il est possible, sans autre disposition, d'effectuer au moyen d'une commande commune la jonction
et la séparation des trous servant de canaux d'alimentation et d'éva- cuation avec ou d'avec la source d'air comprimé ou l'atmosphère exté- rieure, ainsi que l'ouverture et la fermeture des trous ou fenêtres
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sée aussi bien sous forme d'une commande à tiroir qu'à l'aide d'un piston de distribution qui est monté directement dans ou sur la cylindre
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corporé dans le pupitre de commande du dispositif que le moteur entraîne. En outre, il va de soi qu'il est aussi possible d'effectuer l'in-
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de soupapes à trois voies.
Les trous qui servent de canaux d'alimentation pour les buses en
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de l'intervalle ménagé dans la paroi du cylindre entre les buses, et les trous qui servent de canaux d'évacuation sont disposés à chaque
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le cas d'une forme d'exécution élargie en faucille des buses d'admis-
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échappement cet avantage que non seulement les surfaces latérales des
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l'air comprimé-, mais encore la pression dynamique de l'air comprimé à sa pénétration;peut aussi agir dans une forte mesure dans chaque sens de rotation. Cela n'est évidemment possible que si le courant d'air comprimé est dévié en conséquence et dirigé sur les surfaces latérales des entailles ou sur les rouleaux, comme tel est le cas avec la disposition particulière des canaux d'alimentation et avec l'élargissement en faucille des buses d'admission dans le sens de la rotation. En outre, on évite par cette disposition qu'il se forme, à l'intérieur des buses en coquille, des tourbillons qui consommeraient une part notable de la
pression dynamique avant que celle-ci n'agisse sur les surfaces latérales des entailles du piston rotatif et sur les rouleaux.
En général, il est avantageux que l'excentricité entre le piston rotatif et l'alésage du cylindre soit réglable; un tel réglage de l'excentricité est surtout prévu pour la compensation d'une usure éventuelle, survenant au bout d'un temps de service prolongé, de façon à pouvoir
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dre, une bonne étanchéité entre l'intervalle du cylindre entre les buses d'admission et d'échappement d'une part et la surface d'enveloppe . du piston rotatif d'autre part, de sorte que même après un temps de ser-[ , vice prolongé, tout risque de court-circuit entre les buses d'admission et d'échappement soit exclu. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les rouleaux <EMI ID=172.1>
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L'utilisation d'une matière synthétique dure permet de réduire de façon appréciable le poids total du moteur, ce qui revêt une importance parti-
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moteurs à faible puissance, d'exécuter en une matière synthétique ré- sistante à l'usure non seulement les rouleaux et la paroi de l'alésage du cylindre, mais encore d'autres pièces, par exemple le piston rotatif,; le cylindre du moteur ou même l'ensemble de ce moteur,
L'invention est illustrée par les dessins montrant deux modes de réalisation.
La fig. 1 des dessins est une coupe transversale suivant 1-1 de ','la fig. 2, d'un moteur à air comprimé selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe longitudinale suivant II-II de la fig. 1, <EMI ID=176.1>
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invention.
La fig. 4 est une coupe longitudinale suivant IV-IV de la fig, 3, :du moteur à air comprimé de la fig. 3.
Les moteurs à air comprimé représentés dans les dessins sont cons- 'titués d'une enveloppe 1 circulaire représentée en coupe transversale, ,.;dans laquelle est formé un alésage de cylindre 2, également circulaire.
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de l'autre. Dans l'alésage 2 est monté un piston rotatif 7 qui tourne
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forme pratiquement cylindrique et une longueur axiale telle qu'il porte, par glissement étanche de ses faces frontales planes 9, sur les faces frontales 5 et 6 des flasques à palier 3 et 4. A ses deux extrémités frontales, le piston rotatif comporte des tourillons 10 qui constituent
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possible d'exécuter le piston rotatif 7 de telle sorte que seul un arbre d'entraînement 10 fasse saillie à l'extérieur de l'un des flasques frontaux 3 ou 4,
Le piston rotatif 7, monté en position excentrique dans l'alésage 2, présente dans sa surface d'enveloppe 11 quatre entailles 12 en tout, dirigées perpendiculairement à son sens de rotation, qui présentent cha-
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surfaces latérales 13 de chaque entaille sont dirigées parallèlement au plan médian longitudinal correspondant, qui coupe l'axe de rotation du
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Les entailles 12 du piston rotatif 7 servent au logement d'éléments
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diale, ces éléments se présentant comme des rouleaux 15 en forme de cy- lindres. Comme il ressort en particulier des fig. 2 et 4, les rouleaux
15 ont une longueur axiale qui correspond à celle de l'alésage 12 ou du
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sur toute leur longueur axiale. Tant en ce qui concerne leur profondeur
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15 portent avec glissement étanche par leurs faces frontales 16 sur les faces frontales 5 et 6 des flasques à palier 3 et 4. Dans le mode de réalisation des fig. 1 et 2, les rouleaux comportent un alésage longitudinal coaxial 17 de diamètre relativement grand, qui s'étend sur toute la longueur axiale des rouleaux 15, Par contre, les fig. 3 et 4 repré- sentent un mode de réalisation dans lequel chacune des faces frontales
16 des rouleaux 15 est munie d'un alésage longitudinal coaxial 18 de diamètre relativement grand, mais qui ne s'étend que jusqu'au tiers en- viron de la longueur axiale des rouleaux 15.
Le piston rotatif 7, monté en position excentrique dans l'alésage 2, présente un diamètre extérieur d'une dimension telle que sa surface
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2 du cylindre, deux buses 19 et 20 en forme de coquille sont incorpo-
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prend contact avec la paroi de l'alésage 2, respectivement au-dessus et au-dessous de l'axe a, de sorte qu'il subsiste entre ces buses un in- tervalle 21, dont la largeur mesurée dans le sens circonférentiel n'est que légèrement supérieure à la largeur maximale des entailles 12 du
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canal d'échappement 23, un seul de ces trous étant raccordé à l'alimentation en air comprimé ou à l'atmosphère extérieure, selon le sens de rotation choisi du moteur.
Du coté opposé à l'intervalle entre buses, il est disposé, dans la
zone où la distance est maximale entre la surface d'enveloppe 11 du piston rotatif 7 et la paroi de l'alésage 2, un certain nombre de trous d'échappement 24 qui sont en communication directe avec l'atmosphère extérieure. Les dimensions de cas trous d'échappement 24 ou leur sec- tion totale sont prévues de telle sorte qu'à l'intérieur des chambres individuelles entre les rouleaux 15, il subsiste une pression résiduel- .,.le suffisante s'opposant à ce que les rouleaux 15 s'écartent de la pa- roi latérale 13 située en avant dans le sens de la rotation et soient <EMI ID=196.1> <EMI ID=197.1>
et d'échappement 19 sont disposées successivement dans la direction axiale du moteur, et ce à une distance des faces frontales 5 et 6 des
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la longueur axiale de l'alésage 2 du cylindre.
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ment, le piston rotatif tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.
La buse d'admission 19a est alors élargie en faucille dans le sens de rotation du piston 7 et la buse d'échappement 20a dans le sens opposa.
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moteur est inversé, car alors la buse 20a sert de buse d'admission et la buse 19a assure l'échappement.
En outre, dans le mode de réalisation du moteur à air comprimé
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gé entre les buses 19a et 20a en forme de coquille, tout le reste de la paroi de l'alésage 2 est muni de trous d'échappement 25, répartis, qui servent à l'évacuation de l'air comprimé. Dans ce cas, les trous d' échappement 25 sont en communication directe avec l'extérieur, mais 1' ensemble du cylindre 1 du moteur est enfermé de façon étanhe dans une
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l'enveloppe de distribution 26, il est également formé des trous 27, dont le nombre correspond à celui des trous d'échappement 25, ces trous
27 étant disposés de telle sorte que selon le sens de rotation du piston 7, les trous d'échappement 25 sont coupés de l'extérieur dans la zone de détente ou en communication avec l'extérieur par les trous 27 , dans la zone de compression. Dans le mode de réalisation de la fig. 3, . la buse 19a en forme de coquille sert de buse d'admission, de sorte que la partie du moteur qui se trouve au-dessus de l'axe!!. représente la zone de détente et que sa partie qui se trouve au-dessous de l'axe a correspond à la zone de compression. Dans ces conditions, la buse 20a en forme de coquille joue le rôle de buse d'échappement et le piston , rotatif 7 du moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans ce mode de réalisation du moteur à air comprimé également,
chacune des buses 19a et 20a en forme de coquille comporte un trou ser- vant de canal d'admission 22, et un trou constituant un canal d'échappé-:
ment 23. Dans la position de l'enveloppe de distribution 26 représentée ' dans la fig. 3, le canal d'admission 22 de la buse en coquille 19a est raccordé à l'alimentation en air comprimé, tandis que le canal d'échap-
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le voir sur la fig. 4. Par contre le canal d'admission 22 de la buse en coquille 20a qui sert dans ce cas de buse d'échappement est isolé de
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$ est en communication directe avec l'atmosphère extérieure. ,
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ce qui concerne la forme des surfaces 14 du fond des entailles 12 et celle des alésages longitudinaux 18 des rouleaux 15, le moteur à air comprimé représenté dans. les fig. 3 et 4 est constitué des mêmes éléments' que le mot-eur des fig. 1 et 2.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui
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tes parties, ayant été plus particulièrement envisagés; aile en embras- se au contraire toutes les variantes.