CA1066133A - Machine tournante a fluide sous pression - Google Patents
Machine tournante a fluide sous pressionInfo
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- CA1066133A CA1066133A CA281,419A CA281419A CA1066133A CA 1066133 A CA1066133 A CA 1066133A CA 281419 A CA281419 A CA 281419A CA 1066133 A CA1066133 A CA 1066133A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
- F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
- F03C1/0403—Details, component parts specially adapted of such engines
- F03C1/0419—Arrangements for pressing or connecting the pistons against the actuated cam
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Abstract
Une machine tournante à fluide sous pression du genre à arbre monté rotatif par rapport au carter comportant une came excentrique recevant une bague, sur l'extérieur de laquelle s'appuient des pistons radiaux. La bague, étant associée à la fonction distribution, est immobilisée en rotation par rapport au carter au moyen d'organes élastiques pouvant s'adapter aux variations éventuelles d'excentration de la came.
Description
1066~33 La pr~sente invention concerne les machines tournante~
à fluide sous pression du genre à pistons radiaux.
Dan~ la demande 256,691 déposée le 9 juillet 1976, on a décrit une machine tournante ~ fluide sous pression du genre à piston~ radiaux, cylindres oscillants, et arbre portant une came excentrique ayant un mouvement rotatif relativement au carter.
Conformément à l'une des formes plus particulièrement décrite dans la demande de brevet Canadienne 256,691, déposée le 9 juillet 1976, les pistons prennent appui sur la came par l'intermédiaire d'une bague, rapportée Rur cette came, et la ; bague est assujettie ~ suivre un mouvement de translation circulaire par rapport au carter, en relation avec la rotation relative de l'arbre et du carter, llamplitude de cette translation circulaire, æen~iblement égale, au double de l'excentration de la came, étant obtenue au moyen d'une pluralit~ d'or~anes ro-tatifs assurant chacun la liaison entre un point de la bague et un point fixe par rapport au carter, ces organe~ ayant de pré-férence une certaine élasticité pour compenser les écarts éventuels de di~tance entre les axes de tourillonnement, résultant par exemple des tolérances de fabrication des diffé-rentes pièces.
Toutefois, malgré leur élasticité, la géométrie de ces orqanes de maintien en position de la bague reste propre à chaque valeur de l'excentration de la came.
Si on désire modifier la valeur de l'excentration de la came, par exemple pour modifier la valeur de la cylindrée de la machine et réaliser ainsi une nouvelle machine de cylin-drée différente de la première en conservant un maximum de pièces communes, il est nécessaire d'adapter de nouveaux moyens de maintient en position de la bague possédant un entraxe de tourillonnement correspondant ~ la nouvelle valeur de l'excen-tration de la came.
lOfi~33 On voit donc que, du fait de leur faible élasticité, ces moyens de maintien de la bague sont à fortiori inadaptés dans le cas de machines à pistons radiaux, came intérieure et cylindrée variable par commande de variation de l'excentration de la came.
La présente invention a pour objet une variante de réalisation des moyens de maintien en position de la bague engagée sur la came, selon laquelle la bague est maintenue , dans la position angulaire souhaitée au moyens dlorganes pou-vant s~adapter à différentes valeurs de l'e~centration de la came.
Les caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, donnée à titre dfexem-ple et sans caractère limitatif, en référence aux dessins sché-matiques annexés, dans lesquels:
La Figure 1 est un schéma illustrant le principe de llinvention ':
Les Figures 2, 3 sont également des schémas illustrant chacun les avantages d~une disposition particulière selon l'in-vention, La Figure 4 est un dessin, en coupe partielle, illus-trant une disposition particulière selon l'invention, adaptée à
la commande de distribution d~une machine hydraulique à pistons radiaux et distributeur cylindrique central.
Sur cette figure on reconnait une machine du type de celle décrite dans le brevet principal.
L'insuffisance des moyeux rotatifs d'arrêt en rotation de la bague 8 par rapport au carter 1 apparait lorsqu~on sou-haite modifier la cylindrée de la machine en intervenant sur la ; 30 valeur de l'excentration de la portée 7 de l'arbre 2, l'élasti-cité (conseillée) de ces moyeux d'arr8t étant insuffisante pour leur permettre de suivre les variations d'excentration de la ~066133 pOrtée 7.
La présente invention a pour but de compenser cette insuffisance en permettant aux moyeux d'arrêt en rotation de la bague 8 par rappor~ au carter 1 de s'adapter aux différentes valeurs d'excentration de la portée 7 comprises à l'intérieur dlune plage déterminée de variation.
Le principe de l'invention est schématisé sur la fi-gure 1 sur laquelle on reconnait la bague 8 engagée sur la por-- tée excentrée 7 de l~arbre 2 dans une représentation suivant une vue en bout.
Le point 0 schématise l'axe de l'arbre 2 et le point I
celui de sa portée excentrée 7.
- En différents points de la bague, sur le schéma en 5 points. mais le nombre peut être différent, on a accroché au res-sort 80 qui par son autre extrémité est solidaire d'un point fixe :
par rapport au carter, chacun des ressorts est repéré par une lettre, de a à e.
Pour simplifier le raisonnement on peut supposer, comme cela est représenté sur la figure 1, que les 5 ressorts sont ; 20 identiques et que, d'une part les 5 points d~accrochage sur la ` bague 8 sont situés sur un même cercle centré sur l'axe de cette bague, et équidistants, et d'autre part les points d'accrochage sur le carter 1, ou sur une pi~ce solidaire de ce carter, sont situés sur un meme cercle centré sur l~axe de l'arbre 2 et équi-distants.
On a par ailleurs représenté le ressort 80a dans l'ali-gnement des centres 0 et I ce qui correspond pour ce ressort à
un état d~élongation minimum ou maximum selon la position rela-tive des centres 0 et I. Sur la figure 1 le ressort 800 est en position d'élongation minimum.
Enfin, sur cette même figure 1, on a représenté des ressorts de traction, chacun étant articulé, à ses extrémités, 106~133 au moyen de boucles engagées respectivement sur un axe 43 soli-daire de la bague 8 et sur un axe 45 solidaire du carter 1 ou d 'une pièce elle-meme solidaire du carter.
On a aussi dé~ini sur le schéma de la figure l une position dléquilibre angulaire statique de la bague 8, étant donnée la symétrie des efforts appliqués à cette bague par les ressorts, par rapport à la ligne droite des axes O et I.
A noter que llon retrouve une autre position dléqui-libre angulaire statique lorsque l'arbre 2 a effectué une demi-rotation par rapport au carter 1, c'est-à-dire que le centre I
de la portée excentrée 7 se trouve au dessous du point 0, dans la position de-symétrie par rapport au point O, de celle qulil `. occupe sur la figure 1.
Ceci étant valable pour les autres ressorts 80b à 80e, on en déduit que la bague 8, en l'absence de sollicitation autre ` de celle des ressorts, se trouve être dans un état d'équilibre angulaire (statique) chaque fois qu'un couple de points d'encrage 43/45 vient dans l'alignement de la droite des centres OI lors de la rotation relative de l'arbre 2 et du carter I. Un système du type de celui qui vient d'être décrit et comprenant n ressorts se trouve donc être en état d'équilibre angulaire statique 2n fois par tour de rotation de l'arbre 2.
Bien évidemment ce raisonnement reste valable si l'on remplace les ressorts de traction de la figure 1 par des ressorts de compression, moyennant un ancrage adéquat.
Par ailleurs, le système conserve ses caractéristiques quelle que soit la valeur de l'excentration de la portée 7 de l'arbre 2, à condition bien s~r que la flèche admissible par les ressorts soit compatible avec l'excentration maximum choisie de la portée 7.
Si maintenant on applique ce système ~ une machine du type de celle qui est décrite dans le brevet principal, dans ; - 4 -laquelle la bague 8, soit fait office de bague de distribution, réalisant ainsi avec la portée excentrée 7 un distributeur, cy-lindrique central, ou soit est associée à un distributeur plan du type à mouvement de translation circulaire, on disposera les ressorts de rappel de la bague 8 de telle sorte que cette bague 8 soit en état dléquilibre angulaire statique chaque fois qu'un des pistons de la machine passe par une position de point mort haut ou bas, position devant obligatoirement correspondre à la phase de commutation de la distribution pour le piston, et le cylindre concernés.
,. .
Il en résulte que, pour que la phase de commutation de la distribution d'une machine à n cylindres soit assurée cor-rectement pour chacun des cylindres, il sera souhaitable, d'une part de disposer autour de la bague 8 un nombre de ressorts égal à celui des cylindres de la machine, ou à un multiple de ce nombre, et d'autre part de synchroniser la course de chaque ressort avec celle du piston qui lui correspond.
En dehors des phases de commutation de la distribution, qui correspondent à l'état d'équilibre angulaire statique de la bague 8, cette bague, sollicitée en rappel par les ressorts 80a à 80e, pourra prendre une position angulaire différente de celle - que lui imposeraient des organes rotatifs rigides du type de ceux qui ont été décrits dans le brevet principal, sans que cela nuise au bon fonctionnement de la machine. En d~autres termes, le mouvement de la bague 8 pourra être différent de la translation circulaire évoquée dans le brevet principal sans que cela nuise au bon fonctionnement de la machine, à condition que ce mouvement rejoigne la translation circulaire initiale à chaque instant de commutation de la distribution pour l'un quelconque des cylindres.
La description de l'invention ne saurait toutefois être complète si l~on n'examinait dans le détail l'effet des charges appliquées sur la bague 8 par les ressorts de rappel lors de la 1066~33 rotation relative de l'arbre ~ ~t du carter l. Pour cela on se - reportera ~ la figure l sur laquelle on a décomposé l~effort appliqué par chacun des ressorts en un effort N normal à l'axe de la bague 8 et un effort T tangentiel à cette bague. L'effort appliqué par le ressort 80a étant normal à la bague, la compo-sante tangentielle est nulle.
Lors de la rotation de l'arbre 2 par rapport au carter l, représentée sur la figure l par la rotation du point I autour du point O dans le sens de la flèche, la portée excentrée 7 de l'arbre 2 a tendance à entrainer la bague 8 du fait du frottement qui se développe entre ces deux pièces.
S'agissant de ressorts de rappel du type ressort de traction, cette tendance à l'entra~nement en rotation de la bague 8 provoque d'une part une augmentation de l1élongation des res-sorts 80a, 80d et 80e, donc une augmentation de l'effort tangen-tiel de rappel qu'ils appliquent à la bague 8, et d'autre part une diminution de l'élongation des ressorts 80b et 80c donc une diminution de l'effort tangentiel tendant à entraSner la bague 8 en rotation dans le sens de la rotation de l'arbre.
On voit donc que la totalité des ressorts accrochés à la bague 8 s'oppose à l'entrainement en rotation de cette bague par la portée excentrée 7 de l'arbre 2.
Il est évident que le comportement du système reste le meme si l'on inverse le sens de rotation de l~arbre 2 par rapport au carter l.
En conclusion il suffit alors de rechercher la meilleure position possible du point d'ancrage des ressorts de rappel par rapport au carter, associée à une flexibilité et une raideur con-~enables de ces ressorts, pour que la distribution du fluide. et en particulier la phase de communication de la distribution soient assurées correctement dans tous les cas d'utilisation de la ma-chine.
-En d~autres termes, l~optimisation du système élastique de rappel de la bague 8 consistera en la recherche d'un compromis entre la raideur tan~entielle de ce système s'opposant à l'en-trainement en rotation de la bague 8 par la portée excentrée 7 de llarbre 2 dans les conditions de fonctionnement de la machine, qui définissent en particulier des conditions de frottement rela-tives de la bague 8 et de la portée 7, et sa flexibilité, lui permettant de s~adapter à la valeur maximum de l'excentration de la portée 7.
. .
-- 10 Il est bien évident que tout ceci reste valable si l'on remplace par exemple les ressorts de traction 80 par des ressorts . de compression que seul ce sens des efforts est inversé et que :- comme précédemment tous les ressorts interviennent dans la rai-. deur tangentielle du système de rappel de la bague 8.
- Sur la figure 2 on a schématisé une disposition parti-culiere de l~invention selon laquelle on a cherché à augmenter .~ les composantes tangentielles de l'effort appliqué par chaque :~ ressort à la bague 8 et doublé le nombre de ressorts pour que, selon cette disposition, la rotation de l~arbre 2 par rapport . 20 au carter 1 puisse se faire indistinctement dans l'un ou l'autre ` sens.
Cette disposition a l'avantage, par rapport à celle de la figure 1, de permettre une réduction de la raideur des ressorts .. et, conjointement, une réduction des contraintes dans le fil de ces ressorts.
Sur les figures 3 et 4 on a donc proposé des variantes de réalisation de llinvention destinées à palier à cette insuf-fisance et dont l~originalité par rapport aux systèmes décrits précédemment réside dans le fait que les organes de maintien en position et de rappel de la bague 8 ne sont plus sollicités que pour une fraction de la valeur de l'excentration de la portée 7 . de l'arbre 2.
:~
l~: t~`t33 Selon la représentation de la figure 3 on a disposé
entre la bague 8 et chaque organe de maintien en position de cette .; bague, en l~occurance le ressort 80 identique à ceux de la figure 1, un levier 85 articulé autour d'un axe 86 fixe par rapport au carter 1 de la machine et comportant, à son extrémité la plus proche de l~axe 86, un taton 87 servant dlancrage au ressort 80e, l~autre ancrage du ressort 80 étant l'axe 45 fixe par rapport au carter, et à son autre extrémité au ajour oblong 88 dans lequel vient s'engager l~axe 43 solidaire de la bague 8, la lon- -: 10 gueur de cet ajour 88 étant adaptée à la variation éventuelle d'excentration de la portée 7 de l'arbre 2.
Lors de la rotation de l'arbre 2 de la machine par rapport au carter 1., llélongation du ressort 80 est ainsi ré-duite dans le rapport des bras du levier 85 et l'on retrouve par ailleurs les caractéristiques des systèmes décrits précé-demment.
La figure 4 représente un autre système destiné à
limiter le débattement des organes de maintien et rappel de la bague 8 à une fraction de la valeur de l'excentration de la por-tée 7 de l'arbre 2.
Selon cette forme de réalisation, chaque axe 43, soli-daire de la bague 8, re~coit une biellette 89 engag~e ~ l~inté-rieur du piston creux 11 qui lui correspond et montée articulée, à son autre extrémité, dans une noix ~0 pouvant coulisser dans l~alésage central du piston 11.
Dans sa partie haute, la noix 90 comprime un ressort 91 qui prend appui sur un épaulement de l~alésage central du pis-ton 11, provoquant ainsi ].~appui du pied 16 du piston 11 sur l~extérieur de la bague 8.
Par ailleurs, conformément à la description faite dans le brevet principal, le piston 11 est monté coulissant à l'inté-rieur dlun cylindre 10 lui-même monté oscillant à l'intérieur du 1066~33 carter 1 de la machine.
Comme sur le schéma de la figure 1 on a représenté
llun des ensembles biellette 89 noix 90, piston 11, ressort 91, dans l'alignement des centres 0 et I représentant respec-tivement l'axe de l'arbxe 2 de la machine et l'axe de la portée excentrée 7 de cet arbre. Cette position particulière corres-- pond à la position de point mort haut du piston 11 et à la phase de commutation de la distribution pour le cylindre cor-respondant.
Simultanément. les autres ensembles cylindrés 10 -piston 11 ont pris une certaine inclinaison par rapport au carter 1 de la machine et par ailleurs chaque biellette 89 a pris une inclinaison propre par rapport au piston 11 qui lui correspond, comprimant ainsi le ressort 91 par suite du cou-lissement de la noix 90 à l'intérieur du piston 11.
Il en résulte un certain état de charge de la bague 8 par les ressorts 91. possédant par construction une symétrie.
comme dans le cas de la figure 1, par rapport à la ligne droite des axes 0 et I, tous les ressorts 91 étant identiques. On en ~ 20 déduit que dans cette configuration, et en l'absence de charge autre que celle des ressorts, la bague 8 se trouve 8tre dans un état d'équilibre angulaire stable qui garantit la synchronisa-tion de la commutation de la distribution avec le point mort haut du piston.
Cet état d'équilibre en rotation de la bague se re-trouve également lorsque le piston est à son point mort bas, et ceci est valable pour chaque piston de la machine.
Quant à la course de compression du ressort 91, elle est égale à la flèche de l'arc décrit par l'articulation de la biellette ~39 avec la noix 90 dans sa rotation partielle centrée sur l'axe 43. Cette course est fonction de la géométrie des différentes pièces du système et en particulier de la longueur _ g _ ~066133 dlentraxe de la biellette 89, et pratiquement très faible en comparaison de l'excentration maximum de la port~e excentr~e 7 de l'arbre 2.
Lorsque la machine est en fonctionnement, donc que son arbre 2 tourne par rapport au carter 1 et que la portée excentrée 7 tend à entrainer la bague 8, comme dans le cas de la figure 1, une dissymétrie des charges appliquées par les ressorts 91 à la bague 8 apparait, qui tend à rappeler la bague 8 dans sa position initiale.
; 10 Selon cette forme de réalisation les ressorts 91 ne sont plus ancrés au carter 1 ou à une pièce fixe par rapport à
ce carter. mais aux pistons 11 et de ce fait, la composante tangentielle à la bague de l'effort de traction dans la biel-lette 89 est reprise au contact du piston 11 avec le cylindre 10. Mais dans la pratique, il s~agit d~un effort de faible intensité, sans conséquence fâcheuse sur le comportement des pièces en contact.
Par ailleurs, le ressort 91 sert également à garantir le contact du piston 11 sur llextérieur de la bague 8 et de ce fait à assurer l'étanchéité entre ces pièces. La charge de contact qu'il impose aux deux pièces peut toutefois être sans conséquence facheuse pour leur comportement car il suffit de la compenser par une augmentation du champ d0 pression sous le pied 16 du piston 11.
.
:
à fluide sous pression du genre à pistons radiaux.
Dan~ la demande 256,691 déposée le 9 juillet 1976, on a décrit une machine tournante ~ fluide sous pression du genre à piston~ radiaux, cylindres oscillants, et arbre portant une came excentrique ayant un mouvement rotatif relativement au carter.
Conformément à l'une des formes plus particulièrement décrite dans la demande de brevet Canadienne 256,691, déposée le 9 juillet 1976, les pistons prennent appui sur la came par l'intermédiaire d'une bague, rapportée Rur cette came, et la ; bague est assujettie ~ suivre un mouvement de translation circulaire par rapport au carter, en relation avec la rotation relative de l'arbre et du carter, llamplitude de cette translation circulaire, æen~iblement égale, au double de l'excentration de la came, étant obtenue au moyen d'une pluralit~ d'or~anes ro-tatifs assurant chacun la liaison entre un point de la bague et un point fixe par rapport au carter, ces organe~ ayant de pré-férence une certaine élasticité pour compenser les écarts éventuels de di~tance entre les axes de tourillonnement, résultant par exemple des tolérances de fabrication des diffé-rentes pièces.
Toutefois, malgré leur élasticité, la géométrie de ces orqanes de maintien en position de la bague reste propre à chaque valeur de l'excentration de la came.
Si on désire modifier la valeur de l'excentration de la came, par exemple pour modifier la valeur de la cylindrée de la machine et réaliser ainsi une nouvelle machine de cylin-drée différente de la première en conservant un maximum de pièces communes, il est nécessaire d'adapter de nouveaux moyens de maintient en position de la bague possédant un entraxe de tourillonnement correspondant ~ la nouvelle valeur de l'excen-tration de la came.
lOfi~33 On voit donc que, du fait de leur faible élasticité, ces moyens de maintien de la bague sont à fortiori inadaptés dans le cas de machines à pistons radiaux, came intérieure et cylindrée variable par commande de variation de l'excentration de la came.
La présente invention a pour objet une variante de réalisation des moyens de maintien en position de la bague engagée sur la came, selon laquelle la bague est maintenue , dans la position angulaire souhaitée au moyens dlorganes pou-vant s~adapter à différentes valeurs de l'e~centration de la came.
Les caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, donnée à titre dfexem-ple et sans caractère limitatif, en référence aux dessins sché-matiques annexés, dans lesquels:
La Figure 1 est un schéma illustrant le principe de llinvention ':
Les Figures 2, 3 sont également des schémas illustrant chacun les avantages d~une disposition particulière selon l'in-vention, La Figure 4 est un dessin, en coupe partielle, illus-trant une disposition particulière selon l'invention, adaptée à
la commande de distribution d~une machine hydraulique à pistons radiaux et distributeur cylindrique central.
Sur cette figure on reconnait une machine du type de celle décrite dans le brevet principal.
L'insuffisance des moyeux rotatifs d'arrêt en rotation de la bague 8 par rapport au carter 1 apparait lorsqu~on sou-haite modifier la cylindrée de la machine en intervenant sur la ; 30 valeur de l'excentration de la portée 7 de l'arbre 2, l'élasti-cité (conseillée) de ces moyeux d'arr8t étant insuffisante pour leur permettre de suivre les variations d'excentration de la ~066133 pOrtée 7.
La présente invention a pour but de compenser cette insuffisance en permettant aux moyeux d'arrêt en rotation de la bague 8 par rappor~ au carter 1 de s'adapter aux différentes valeurs d'excentration de la portée 7 comprises à l'intérieur dlune plage déterminée de variation.
Le principe de l'invention est schématisé sur la fi-gure 1 sur laquelle on reconnait la bague 8 engagée sur la por-- tée excentrée 7 de l~arbre 2 dans une représentation suivant une vue en bout.
Le point 0 schématise l'axe de l'arbre 2 et le point I
celui de sa portée excentrée 7.
- En différents points de la bague, sur le schéma en 5 points. mais le nombre peut être différent, on a accroché au res-sort 80 qui par son autre extrémité est solidaire d'un point fixe :
par rapport au carter, chacun des ressorts est repéré par une lettre, de a à e.
Pour simplifier le raisonnement on peut supposer, comme cela est représenté sur la figure 1, que les 5 ressorts sont ; 20 identiques et que, d'une part les 5 points d~accrochage sur la ` bague 8 sont situés sur un même cercle centré sur l'axe de cette bague, et équidistants, et d'autre part les points d'accrochage sur le carter 1, ou sur une pi~ce solidaire de ce carter, sont situés sur un meme cercle centré sur l~axe de l'arbre 2 et équi-distants.
On a par ailleurs représenté le ressort 80a dans l'ali-gnement des centres 0 et I ce qui correspond pour ce ressort à
un état d~élongation minimum ou maximum selon la position rela-tive des centres 0 et I. Sur la figure 1 le ressort 800 est en position d'élongation minimum.
Enfin, sur cette même figure 1, on a représenté des ressorts de traction, chacun étant articulé, à ses extrémités, 106~133 au moyen de boucles engagées respectivement sur un axe 43 soli-daire de la bague 8 et sur un axe 45 solidaire du carter 1 ou d 'une pièce elle-meme solidaire du carter.
On a aussi dé~ini sur le schéma de la figure l une position dléquilibre angulaire statique de la bague 8, étant donnée la symétrie des efforts appliqués à cette bague par les ressorts, par rapport à la ligne droite des axes O et I.
A noter que llon retrouve une autre position dléqui-libre angulaire statique lorsque l'arbre 2 a effectué une demi-rotation par rapport au carter 1, c'est-à-dire que le centre I
de la portée excentrée 7 se trouve au dessous du point 0, dans la position de-symétrie par rapport au point O, de celle qulil `. occupe sur la figure 1.
Ceci étant valable pour les autres ressorts 80b à 80e, on en déduit que la bague 8, en l'absence de sollicitation autre ` de celle des ressorts, se trouve être dans un état d'équilibre angulaire (statique) chaque fois qu'un couple de points d'encrage 43/45 vient dans l'alignement de la droite des centres OI lors de la rotation relative de l'arbre 2 et du carter I. Un système du type de celui qui vient d'être décrit et comprenant n ressorts se trouve donc être en état d'équilibre angulaire statique 2n fois par tour de rotation de l'arbre 2.
Bien évidemment ce raisonnement reste valable si l'on remplace les ressorts de traction de la figure 1 par des ressorts de compression, moyennant un ancrage adéquat.
Par ailleurs, le système conserve ses caractéristiques quelle que soit la valeur de l'excentration de la portée 7 de l'arbre 2, à condition bien s~r que la flèche admissible par les ressorts soit compatible avec l'excentration maximum choisie de la portée 7.
Si maintenant on applique ce système ~ une machine du type de celle qui est décrite dans le brevet principal, dans ; - 4 -laquelle la bague 8, soit fait office de bague de distribution, réalisant ainsi avec la portée excentrée 7 un distributeur, cy-lindrique central, ou soit est associée à un distributeur plan du type à mouvement de translation circulaire, on disposera les ressorts de rappel de la bague 8 de telle sorte que cette bague 8 soit en état dléquilibre angulaire statique chaque fois qu'un des pistons de la machine passe par une position de point mort haut ou bas, position devant obligatoirement correspondre à la phase de commutation de la distribution pour le piston, et le cylindre concernés.
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Il en résulte que, pour que la phase de commutation de la distribution d'une machine à n cylindres soit assurée cor-rectement pour chacun des cylindres, il sera souhaitable, d'une part de disposer autour de la bague 8 un nombre de ressorts égal à celui des cylindres de la machine, ou à un multiple de ce nombre, et d'autre part de synchroniser la course de chaque ressort avec celle du piston qui lui correspond.
En dehors des phases de commutation de la distribution, qui correspondent à l'état d'équilibre angulaire statique de la bague 8, cette bague, sollicitée en rappel par les ressorts 80a à 80e, pourra prendre une position angulaire différente de celle - que lui imposeraient des organes rotatifs rigides du type de ceux qui ont été décrits dans le brevet principal, sans que cela nuise au bon fonctionnement de la machine. En d~autres termes, le mouvement de la bague 8 pourra être différent de la translation circulaire évoquée dans le brevet principal sans que cela nuise au bon fonctionnement de la machine, à condition que ce mouvement rejoigne la translation circulaire initiale à chaque instant de commutation de la distribution pour l'un quelconque des cylindres.
La description de l'invention ne saurait toutefois être complète si l~on n'examinait dans le détail l'effet des charges appliquées sur la bague 8 par les ressorts de rappel lors de la 1066~33 rotation relative de l'arbre ~ ~t du carter l. Pour cela on se - reportera ~ la figure l sur laquelle on a décomposé l~effort appliqué par chacun des ressorts en un effort N normal à l'axe de la bague 8 et un effort T tangentiel à cette bague. L'effort appliqué par le ressort 80a étant normal à la bague, la compo-sante tangentielle est nulle.
Lors de la rotation de l'arbre 2 par rapport au carter l, représentée sur la figure l par la rotation du point I autour du point O dans le sens de la flèche, la portée excentrée 7 de l'arbre 2 a tendance à entrainer la bague 8 du fait du frottement qui se développe entre ces deux pièces.
S'agissant de ressorts de rappel du type ressort de traction, cette tendance à l'entra~nement en rotation de la bague 8 provoque d'une part une augmentation de l1élongation des res-sorts 80a, 80d et 80e, donc une augmentation de l'effort tangen-tiel de rappel qu'ils appliquent à la bague 8, et d'autre part une diminution de l'élongation des ressorts 80b et 80c donc une diminution de l'effort tangentiel tendant à entraSner la bague 8 en rotation dans le sens de la rotation de l'arbre.
On voit donc que la totalité des ressorts accrochés à la bague 8 s'oppose à l'entrainement en rotation de cette bague par la portée excentrée 7 de l'arbre 2.
Il est évident que le comportement du système reste le meme si l'on inverse le sens de rotation de l~arbre 2 par rapport au carter l.
En conclusion il suffit alors de rechercher la meilleure position possible du point d'ancrage des ressorts de rappel par rapport au carter, associée à une flexibilité et une raideur con-~enables de ces ressorts, pour que la distribution du fluide. et en particulier la phase de communication de la distribution soient assurées correctement dans tous les cas d'utilisation de la ma-chine.
-En d~autres termes, l~optimisation du système élastique de rappel de la bague 8 consistera en la recherche d'un compromis entre la raideur tan~entielle de ce système s'opposant à l'en-trainement en rotation de la bague 8 par la portée excentrée 7 de llarbre 2 dans les conditions de fonctionnement de la machine, qui définissent en particulier des conditions de frottement rela-tives de la bague 8 et de la portée 7, et sa flexibilité, lui permettant de s~adapter à la valeur maximum de l'excentration de la portée 7.
. .
-- 10 Il est bien évident que tout ceci reste valable si l'on remplace par exemple les ressorts de traction 80 par des ressorts . de compression que seul ce sens des efforts est inversé et que :- comme précédemment tous les ressorts interviennent dans la rai-. deur tangentielle du système de rappel de la bague 8.
- Sur la figure 2 on a schématisé une disposition parti-culiere de l~invention selon laquelle on a cherché à augmenter .~ les composantes tangentielles de l'effort appliqué par chaque :~ ressort à la bague 8 et doublé le nombre de ressorts pour que, selon cette disposition, la rotation de l~arbre 2 par rapport . 20 au carter 1 puisse se faire indistinctement dans l'un ou l'autre ` sens.
Cette disposition a l'avantage, par rapport à celle de la figure 1, de permettre une réduction de la raideur des ressorts .. et, conjointement, une réduction des contraintes dans le fil de ces ressorts.
Sur les figures 3 et 4 on a donc proposé des variantes de réalisation de llinvention destinées à palier à cette insuf-fisance et dont l~originalité par rapport aux systèmes décrits précédemment réside dans le fait que les organes de maintien en position et de rappel de la bague 8 ne sont plus sollicités que pour une fraction de la valeur de l'excentration de la portée 7 . de l'arbre 2.
:~
l~: t~`t33 Selon la représentation de la figure 3 on a disposé
entre la bague 8 et chaque organe de maintien en position de cette .; bague, en l~occurance le ressort 80 identique à ceux de la figure 1, un levier 85 articulé autour d'un axe 86 fixe par rapport au carter 1 de la machine et comportant, à son extrémité la plus proche de l~axe 86, un taton 87 servant dlancrage au ressort 80e, l~autre ancrage du ressort 80 étant l'axe 45 fixe par rapport au carter, et à son autre extrémité au ajour oblong 88 dans lequel vient s'engager l~axe 43 solidaire de la bague 8, la lon- -: 10 gueur de cet ajour 88 étant adaptée à la variation éventuelle d'excentration de la portée 7 de l'arbre 2.
Lors de la rotation de l'arbre 2 de la machine par rapport au carter 1., llélongation du ressort 80 est ainsi ré-duite dans le rapport des bras du levier 85 et l'on retrouve par ailleurs les caractéristiques des systèmes décrits précé-demment.
La figure 4 représente un autre système destiné à
limiter le débattement des organes de maintien et rappel de la bague 8 à une fraction de la valeur de l'excentration de la por-tée 7 de l'arbre 2.
Selon cette forme de réalisation, chaque axe 43, soli-daire de la bague 8, re~coit une biellette 89 engag~e ~ l~inté-rieur du piston creux 11 qui lui correspond et montée articulée, à son autre extrémité, dans une noix ~0 pouvant coulisser dans l~alésage central du piston 11.
Dans sa partie haute, la noix 90 comprime un ressort 91 qui prend appui sur un épaulement de l~alésage central du pis-ton 11, provoquant ainsi ].~appui du pied 16 du piston 11 sur l~extérieur de la bague 8.
Par ailleurs, conformément à la description faite dans le brevet principal, le piston 11 est monté coulissant à l'inté-rieur dlun cylindre 10 lui-même monté oscillant à l'intérieur du 1066~33 carter 1 de la machine.
Comme sur le schéma de la figure 1 on a représenté
llun des ensembles biellette 89 noix 90, piston 11, ressort 91, dans l'alignement des centres 0 et I représentant respec-tivement l'axe de l'arbxe 2 de la machine et l'axe de la portée excentrée 7 de cet arbre. Cette position particulière corres-- pond à la position de point mort haut du piston 11 et à la phase de commutation de la distribution pour le cylindre cor-respondant.
Simultanément. les autres ensembles cylindrés 10 -piston 11 ont pris une certaine inclinaison par rapport au carter 1 de la machine et par ailleurs chaque biellette 89 a pris une inclinaison propre par rapport au piston 11 qui lui correspond, comprimant ainsi le ressort 91 par suite du cou-lissement de la noix 90 à l'intérieur du piston 11.
Il en résulte un certain état de charge de la bague 8 par les ressorts 91. possédant par construction une symétrie.
comme dans le cas de la figure 1, par rapport à la ligne droite des axes 0 et I, tous les ressorts 91 étant identiques. On en ~ 20 déduit que dans cette configuration, et en l'absence de charge autre que celle des ressorts, la bague 8 se trouve 8tre dans un état d'équilibre angulaire stable qui garantit la synchronisa-tion de la commutation de la distribution avec le point mort haut du piston.
Cet état d'équilibre en rotation de la bague se re-trouve également lorsque le piston est à son point mort bas, et ceci est valable pour chaque piston de la machine.
Quant à la course de compression du ressort 91, elle est égale à la flèche de l'arc décrit par l'articulation de la biellette ~39 avec la noix 90 dans sa rotation partielle centrée sur l'axe 43. Cette course est fonction de la géométrie des différentes pièces du système et en particulier de la longueur _ g _ ~066133 dlentraxe de la biellette 89, et pratiquement très faible en comparaison de l'excentration maximum de la port~e excentr~e 7 de l'arbre 2.
Lorsque la machine est en fonctionnement, donc que son arbre 2 tourne par rapport au carter 1 et que la portée excentrée 7 tend à entrainer la bague 8, comme dans le cas de la figure 1, une dissymétrie des charges appliquées par les ressorts 91 à la bague 8 apparait, qui tend à rappeler la bague 8 dans sa position initiale.
; 10 Selon cette forme de réalisation les ressorts 91 ne sont plus ancrés au carter 1 ou à une pièce fixe par rapport à
ce carter. mais aux pistons 11 et de ce fait, la composante tangentielle à la bague de l'effort de traction dans la biel-lette 89 est reprise au contact du piston 11 avec le cylindre 10. Mais dans la pratique, il s~agit d~un effort de faible intensité, sans conséquence fâcheuse sur le comportement des pièces en contact.
Par ailleurs, le ressort 91 sert également à garantir le contact du piston 11 sur llextérieur de la bague 8 et de ce fait à assurer l'étanchéité entre ces pièces. La charge de contact qu'il impose aux deux pièces peut toutefois être sans conséquence facheuse pour leur comportement car il suffit de la compenser par une augmentation du champ d0 pression sous le pied 16 du piston 11.
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:
Claims (4)
sont définies comme il suit:-
1. Machine tournante à fluide sous pression du genre comprenant un carter, des pistons disposés radialement dans le carter, un arbre portant une came excentrique ayant un mouvement rotatif relativement au carter, la came recevant une bague sur l'extérieur de laquelle prennent appui les pistons, disposés radialement, chaque piston étant monté coulissant à
l'intérieur d'un cylindre, ladite bague, associée à la fonction distribution de la machine, étant immobilisée en rotation par rapport au carter et assujettie à suivre sensiblement par rapport à celui-ci un mouvement de translation circulaire en combinaison avec la rotation relative de l'arbre et du carter, caractérisée par le fait que les moyens de maintien en position de la bague sont constitués par une pluralité d'organes élastiques reliant chacun un point de la bague à un ancrage distinct de l'arbre, cette pluralité d'organes présentant, d'une part une raideur suffisante pour s'opposer à l'entraînement en rotation de la bague par la came lors de la rotation relative de l'arbre et du carter, et d'autre part une élasticité suffisante pour s'adapter aux variations éventuelles de l'excentration de la came, destinées par exemple à faire varier la valeur de la cylindrée de la machine.
l'intérieur d'un cylindre, ladite bague, associée à la fonction distribution de la machine, étant immobilisée en rotation par rapport au carter et assujettie à suivre sensiblement par rapport à celui-ci un mouvement de translation circulaire en combinaison avec la rotation relative de l'arbre et du carter, caractérisée par le fait que les moyens de maintien en position de la bague sont constitués par une pluralité d'organes élastiques reliant chacun un point de la bague à un ancrage distinct de l'arbre, cette pluralité d'organes présentant, d'une part une raideur suffisante pour s'opposer à l'entraînement en rotation de la bague par la came lors de la rotation relative de l'arbre et du carter, et d'autre part une élasticité suffisante pour s'adapter aux variations éventuelles de l'excentration de la came, destinées par exemple à faire varier la valeur de la cylindrée de la machine.
2. Machine tournante à fluide sous pression suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que chacun des organes élastiques est constitué par un ressort hélicoïdal reliant la bague à un point d'ancrage fixe par rapport au carter.
3. Machine tournante à fluide sous pression suivant la revendication 2 caractérisée par la présence, entre chaque ressort ancré au carter et la bague, d'un levier rotatif à
axe fixe par rapport au carter, dont la dissymétrie des bras est destinée à limiter la flèche du ressort à une fraction de la valeur de l'excentration de la came.
axe fixe par rapport au carter, dont la dissymétrie des bras est destinée à limiter la flèche du ressort à une fraction de la valeur de l'excentration de la came.
4. Machine tournante à fluide sous pression suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que les organes élastiques, en nombre égal à celui des pistons, sont constitués chacun par un ressort disposé à l'intérieur d'un piston et assurent la liaison élastique de la bague avec chacun desdits pistons, disposition permettant de limiter leur course élastique, lors de la rotation relative de l'arbre et du carter, donc lors du mouvement de translation circulaire de la bague par rapport au carter, à une fraction faible de l'excentration de la came.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/917,569 US4270439A (en) | 1977-06-24 | 1978-06-21 | Fluid rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7719378A FR2395392A2 (fr) | 1977-06-24 | 1977-06-24 | Machine tournante a fluide sous pression |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1066133A true CA1066133A (fr) | 1979-11-13 |
Family
ID=9192513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA281,419A Expired CA1066133A (fr) | 1977-06-24 | 1977-06-27 | Machine tournante a fluide sous pression |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1066133A (fr) |
| FR (1) | FR2395392A2 (fr) |
| GB (1) | GB2000832B (fr) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3168006A (en) * | 1963-04-08 | 1965-02-02 | Oilgear Co | Hydraulic engine |
| GB1215572A (en) * | 1966-10-11 | 1970-12-09 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to hydraulic reciprocating motors |
| US3663124A (en) * | 1970-03-02 | 1972-05-16 | Houdaille Industries Inc | Dual crossover relief and case surge valve for hydraulic motors and pumps |
| FR2281509A1 (fr) * | 1974-08-08 | 1976-03-05 | Ferodo Sa | Machine tournante hydraulique |
-
1977
- 1977-06-24 FR FR7719378A patent/FR2395392A2/fr active Granted
- 1977-06-27 CA CA281,419A patent/CA1066133A/fr not_active Expired
-
1978
- 1978-06-23 GB GB7827727A patent/GB2000832B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2000832A (en) | 1979-01-17 |
| FR2395392B2 (fr) | 1982-03-26 |
| FR2395392A2 (fr) | 1979-01-19 |
| GB2000832B (en) | 1982-01-13 |
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