Machine rotative. L'objet de la présente invention est une machine rotative comportant un rotor tour nant dans une chambre cylindrique fige au tour d'un axe parallèle à celui de cette cham bre et muni de pales tournant autour d'un arbre ayant même axe que cette chambre et coulissant dans des rotules cylindriques logées dans des évidements du rotor de façon à pou voir osciller autour de leurs axes, chaque ro tule étant composée de deux moitiés disposées de part et d'autre de la pale correspondante.
Dans les machines connues de ce genre, les pales sont montées sur l'arbre ayant même axe que la chambre à l'aide d'un ou de plu sieurs oeillets et les principales difficultés pro viennent des frottements excessifs. Pour ré duire ces frottements, on cale dans chaque oeillet un roulement ou une bague en métal antifriction, par exemple une bague en bronze.
La force centrifuge, agissant sur les pales, provoque l'application sur l'axe d'un secteur de la bague en bronze ou du roule ment, toujours le même. Il en résulte que l'usure se fera toujours en cet endroit et que la pale viendra rapidement frotter contre le stator. Au total, le travail de frottement en gendré en cet endroit et qui se traduit par un échauffement de la machine, est considérable et provoque un abaissement du rendement de la machine.
La machine qui fait l'objet de la présente invention est caractérisée par une douille con tinue montée sur l'arbre ayant même axe que la chambre et sur laquelle les pales sont mon tées par l'intermédiaire d'oeillets de manière à permettre tout mouvement relatif de rota tion entre l'axe et la douille et entre les oeil- lets de certaines des pales au moins et cette douille. Cette machine est caractérisée en outre par des segments d'étanchéité
logés dans des rainures pratiquées dans les faces trans versales du rotor et agencées de façon à ra mener l'huile vers l'axe du rotor afin d'amé liorer le graissage. Selon l'invention des ga lets., portés par des arbres tournant librement dans des paliers, sont en outre disposés de fa- çon à éviter toute tendance au coincement entre les pales et les demi-rotules.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de la. machine se lon l'invention ainsi que des variantes de cette machine.
La fig. 1 représente schématiquement, en perspective, cette forme d'exécution de la machine, et les fig. 2 à 10 se rapportent à des détails de cette forme d'exécution et à des variantes de ceux-ci.
La machine rotative selon la fis. 1 com porte une chambre cylindrique fixe 1 dans laquelle tourne un rotor 2 également cylin drique, tournant autour d'un axe parallèle à celui de cette chambre. Ce rotor a trois pales radiales 7, 8 et 9 présentant chacun des mil lets (tels que 7' pour la pale 7) analogues à des millets de charnières, et tournant autour d'un arbre commun 10 supporté en porte-à faux par un des fonds de la chambre et ayant même axe que celle-ci.
Les pales coulissent dans des rotules cylin driques 11 formées chacune de deux demi- rotules logées dans des évidements cylindri ques 3 du rotor, de part et d'autre de la pale correspondante. Lorsque le rotor 2 tourne, les rotules coulissent radialement par rapport aux pales en oscillant autour de leurs axes pour suivre l'inclinaison des pales, par rapport au rotor. Toute friction entre les rotules et les pales est évitée par les galets de guidage et d'appui 12 montés dans des logements cylin driques de chaque demi-rotule et portés par des arbres 13 qui tournent librement dans des roulements à aiguilles. Les logements renfer mant les galets sont ouverts du côté de la pale.
Entre les demi-rotules et les pales 7. 8 et 9 et sur la tranche périphérique des pales sont montés des segments d'étanchéité 16 et 17.
Le montage des pales s'effectue de la ma nière représentée fig. 2. A cet effet, sur l'ar bre 10, on glisse à frottement doux une douille 20 dont la .longueur correspond sen siblement à la longueur totale des millets des trois pales 7. 8 et 9. Pour rendre la douille continue visible sur une certaine longueur, on a omis à. la fig. ? de montrer la pale 9. La. pale 9 comporte deux millets qui viennent se placer entre l'millet 8' et chacun des millets 7' et 7" de la pale 7.
Les millets peuvent tourner librement par rapport à la douille continue 20 et la douille 20 tourne librement par rapport à. l'arbre 10. De cette façon, on obtient une répartition plus uniforme des frottements, ce qui facilite le graissage.
La lubrification des surfaces interne et, externe de la. douille 20 est réalisée à l'aide d'un canal central dans l'arbre 10 et de pe tits canaux 20a, qui mettent ces deux surfaces en communication. Ces canaux,
en nombre égal à celui des millets des pales traversent la douille chacun eu regard de la partie mé diane d'un #illel. Par suite de la continuité (le la douille 20 qui s'étend d'un bout. à. l'au tre de l'arbre, on assure. d'autre part, une lul>rifieation satisfaisa.n1e aux deux extrémi tés de e4 arbre. parce que de l'huile est re foulée vers ces endroits, entre la douille et l'arbre.
Dans lcss construclions connues où chaque millet est muni d'une bague indivi duelle, l'huile a par contre tendance à s'échap per directement entre les divers millets sans assurer la lubrification aux extrémités de l'arbre et notamment. le long des fonds du stator.
Il importe de remarquer que les mêmes effets que ceux décrits ci-dessus peuvent ap proximativement être obtenus, en calant une des pales sur la douille 20, toutes les autres devant cependant être montées sur la douille de manière à pouvoir librement tourner par rapport -à cette douille. La douille 20 peut être en bronze, par exemple. On pourrait aussi disposer deux séries de roulements, l'une entre l'arbre 10 et cette douille et l'autre entre cette douille et les millets des pales.
Des segments d'étanchéité 18 sont logés dans des rainures pratiquées dans les faces transversales du rotor. Ces segments 18 (fis. 3) présentent chacun une partie. mé diane rectiligne, et ses extrémités sont for mées par des parties également rectilignes, mais recourbées par rapport à la partie mé- diane pour venir en engagement avec des seg ments .d'étanchéité 71 disposés entre les demi- rotules et leurs évidements dans le rotor.
De cette manière, chaque segment 18 balaie une surface annulaire considérablement augmen- tée et on a constaté que par cette disposition le graissage est amélioré du fait que cette disposition ramène vers le centre des fonds du stator l'huile qui est entraînée à. la péri- phérie par la force centrifuge.
Evidemment, .les segments 18 ne doivent pas être rigoureusement rectilignes, mais ils peuvent être légèrement courbés, en vue d'a méliorer l'étanchéité, à condition toutefois que leur courbure soit sensiblement moindre que celle de la périphérie du rotor. Une telle variante est montrée à la fi-. 4. Les meilleurs résultats sont toutefois obtenus lorsque les segments 1.8 sont rectilignes, comme montré en fig. 3. Les segments 18 présentent chacun une face plana 181) en contact avec le fond plat clé la chambre 1 (fig. 5).
La section du segment est trapézoïdale, dont la petite base correspond à la face 18b, et .dont le c & té le plus rapproché de l'axe du rotor, correspon- dant à la.
face 1.8a., est incliné vers cet axe à partir de la petite base. La surface inclinée 18a,du segment et le fond de la chambre re présenté en pointillé à la fig. 5 réalisent un espace en forme de coin 18d, dans lequel, sous l'effet de la force centrifuge, vient se coincer l'huile, ce qui augmente l'étanchéité et, en outre, assure le graissage parfait de la surface 18b, tout en évitant des .frotte ments excessifs, de sorte que par cette dispo sition le rendement de la machine décrite est encore amélioré.
Dans une variante de la machine de la fig. 1, des galets de guidage 30 sont en outre montés dans le rotor de façon à venir en con tact avec les demi-rotules 11 (fig. 6). Ces galets 30 sont montés par paires, les galets de chaque paire étant montés suivant le même axe et une -raire étant disposée à proximité de chacun des bords des évidements du rotor logeant les rotules.
Comme les galets 12, les galets 30 sont portés par des arbres tournant dans des rou- lements à aiguilles, 32.<B>Il</B> en résulte que ces galets ne portent pas contre le fond des cavi tés qui les reçoivent et que les efforts trans mis des rotules au rotor ou inversement le sont par l'intermédiaire de l'arbre portant lesdits galets.
De même, les efforts transmis par les pales aux rotules ou inversement le sont par l'intermédiaire des arbres 13 (fig. 1), les galets 12 ne portant pas contre les fonds des cavités .des rotules dans lesquelles ils sont logés. Par cette disposition des galets 30, ana logue à la disposition des galets 12, on cons tate que l'on évite toute tendance au coince ment des rotules -dans leurs logements ou toute tendance au coincement entre pales et rotules.
Des barrettes d'étanchéité 33 sont dispo sées dans l'espace entre les faces courbes des rotules et les- faces courbes des évidements. Dans une autre variante, au lieu de monter les galets 30 dans des cavités des évidements comme représenté, on peut les monter dans des cavités pratiquées dans les demi-rotules de façon à faire saillie sur les faces courbes de celle-ci. On pourrait aussi prévoir, dans une variante de la machine de la fig. 1,
en outre des galets 12 des demi-rotules, des files de galets montés dans le rotor et en contact avec les demi-.rotules et d'autres files de ga lets montés dans des logements cylindriques des demi-rotules et faisant saillie sur .les faces courbes de celle-ci de façon à venir en con tact avec les faces des évidements. Tous ces galets sont portés par des arbres tournant librement dans des paliers, à aiguilles par exemple.
Cette dernière disposition conduit cependant à augmenter de façon indésirable les dimensions des demi-rotules.
Les fig. 7 à 10 montrent une variante de la machine de la fig. 1 dans laquelle odes sé ries de galets prenant appui les uns sur la pale, les autres sur les surfaces d'appui de l'évidement du rotor sont portées chacune par un arbre commun tournant librement dans des paliers de la demi-rotule. Dans cette va riante, chaque demi-rotule 44 (fig. 7) pré- sente des logements 45 pour deux arbres 46 portant les galets. Ces arbres 46 tournent librement dans des roulements à aiguilles 49.
disposés dans ces logements 45. Sur chaque arbre sont montés, d'une part, au moyen d'un roulement à aiguille 50, un galet médian 47 sur lequel prend appui la pale 43 et, d'autre part, deux galets 48 de moindre diamètre pre nant appui sur une surface d'appui de l'évi dement du rotor. L n chemin de dégagement 1 ménagé dans l'évidement du rotor au droit du galet 47 permet aux galets 4 7 et 48 de tourner indépendamment les uns des autres sur l'arbre 46.
Comme pendant la rotation de la machine, la demi-rotule 44 pivote dans l'évidement du rotor 42, la, voie de dégagement 51 embrasse toute la face concave correspondante de l'évi dement. .fin d'éviter que cette voie de dé gagement puisse entrainer des fuites, la partie convexe de la. demi-rotule, située entre les deux jeux de galets. est profilée de manière à. épouser les contours de cette voie de déga gement.
Des barrettes d'étanchéité :5\_? logées dans la. demi-rotule assurent l'étanchéité entre celle-ci et la. pale et entre celle-ci et la face de l'évidement. Les barrettes 52 disposées entre la demi-rotule et la. face de l'évidement. sont profilées de façon à épouser les contours du chemin de dégagement 51.
Dans cette variante, le galet 47 prenant appui sur la, pale pourrait être de plus petit diamètre que les galets 48. Dans ce cas, ce serait dans la. pale que l'on ménagerait des chemins de dégagement air droit des galets 48 pour permettre l'indépendance de la rota tion des galets. Ces chemins de dégagement seraient aussi nécessaires si l'on rapprochait l'axe 46 vers la, pale. Dans le cas de chemins de dégagements ménagés dans la pale, les bar rettes d'éta.nchéité correspondantes seront pro filées de manière à épouser ces chemins de dégagement dans la pale.
On peut d'ailleurs ménager de tels chemins de dégagements dans la pale et dans l'évidement à la, fois.
On pourrait faire porter abaque galet par un arbre individuel tournant librement dans des paliers de la demi-rotule.
La machine selon l'invention pourrait être réceptrice ou constituer un moteur, à fluide compressible. à explosion ou il vapeur par exemple.
Rotary machine. The object of the present invention is a rotary machine comprising a rotating rotor entering a cylindrical chamber fixed around an axis parallel to that of this chamber and provided with blades rotating around a shaft having the same axis as this chamber. and sliding in cylindrical ball joints housed in recesses of the rotor so as to be able to oscillate about their axes, each roller being composed of two halves arranged on either side of the corresponding blade.
In known machines of this type, the blades are mounted on the shaft having the same axis as the chamber using one or more eyelets and the main difficulties arise from excessive friction. To reduce this friction, a bearing or an anti-friction metal ring, for example a bronze ring, is wedged in each eyelet.
The centrifugal force, acting on the blades, causes the application on the axis of a sector of the bronze ring or of the bearing, always the same. As a result, wear will always occur in this location and the blade will quickly rub against the stator. All in all, the frictional work generated in this place and which results in the heating of the machine, is considerable and causes a lowering of the efficiency of the machine.
The machine which is the object of the present invention is characterized by a continuous bush mounted on the shaft having the same axis as the chamber and on which the blades are mounted by means of eyelets so as to allow any movement. relative rotation between the axis and the sleeve and between the eyes of at least some of the blades and this sleeve. This machine is further characterized by sealing segments
housed in grooves made in the transverse faces of the rotor and arranged so as to lead the oil towards the axis of the rotor in order to improve lubrication. According to the invention, gaets., Carried by shafts rotating freely in bearings, are also arranged so as to avoid any tendency to jam between the blades and the half-ball joints.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the. machine according to the invention as well as variants of this machine.
Fig. 1 schematically shows, in perspective, this embodiment of the machine, and FIGS. 2 to 10 relate to details of this embodiment and to variations thereof.
The rotary machine according to the fis. 1 com carries a fixed cylindrical chamber 1 in which rotates a rotor 2, also cylindrical, rotating about an axis parallel to that of this chamber. This rotor has three radial blades 7, 8 and 9 each having millets (such as 7 'for the blade 7) similar to hinge millets, and rotating around a common shaft 10 supported in cantilever by a funds of the chamber and having the same axis as this one.
The blades slide in cylindrical ball joints 11 each formed from two half ball joints housed in cylindrical recesses 3 of the rotor, on either side of the corresponding blade. When the rotor 2 turns, the ball joints slide radially with respect to the blades, oscillating about their axes to follow the inclination of the blades, with respect to the rotor. Any friction between the ball joints and the blades is avoided by the guide and support rollers 12 mounted in cylindrical housings of each half-ball joint and carried by shafts 13 which rotate freely in needle bearings. The housings containing the rollers are open on the side of the blade.
Between the half-ball joints and the blades 7. 8 and 9 and on the peripheral edge of the blades are mounted sealing segments 16 and 17.
The blades are assembled as shown in fig. 2. For this purpose, on the shaft 10, a bush 20 is slid with gentle friction, the length of which corresponds appreciably to the total length of the millets of the three blades 7. 8 and 9. To make the continuous bush visible on a certain length, we omitted to. fig. ? to show the blade 9. The blade 9 has two millets which are placed between the millets 8 'and each of the millets 7' and 7 "of the blade 7.
The millets can rotate freely with respect to the continuous bush 20 and the bush 20 rotates freely with respect to. shaft 10. In this way, a more uniform distribution of friction is obtained, which facilitates lubrication.
Lubrication of the internal and external surfaces of the. sleeve 20 is produced using a central channel in the shaft 10 and small channels 20a, which put these two surfaces in communication. These channels,
in number equal to that of the millets of the blades pass through the sleeve, each looking at the middle part of a #illel. As a result of the continuity (the sleeve 20 which extends from one end to the other of the shaft, on the other hand, a satisfactory flow is ensured at the two ends of the shaft. e4 shaft, because oil is being re-trodden towards these places, between the sleeve and the shaft.
In known constructions where each millet is provided with an individual ring, the oil has a tendency, on the other hand, to escape directly between the various millets without providing lubrication at the ends of the shaft and in particular. along the bottoms of the stator.
It is important to note that the same effects as those described above can approximatively be obtained by wedging one of the blades on the sleeve 20, all the others having, however, to be mounted on the sleeve so as to be able to rotate freely with respect to this socket. The socket 20 can be made of bronze, for example. We could also have two series of bearings, one between the shaft 10 and this bush and the other between this bush and the millets of the blades.
Sealing segments 18 are housed in grooves made in the transverse faces of the rotor. These segments 18 (fis. 3) each have a part. rectilinear median, and its ends are formed by equally rectilinear parts, but curved with respect to the median part to come into engagement with sealing segments 71 arranged between the half-ball joints and their recesses in the rotor.
In this way, each segment 18 sweeps a considerably increased annular surface and it has been found that by this arrangement the lubrication is improved because this arrangement brings back towards the center of the bottoms of the stator the oil which is entrained in. the periphery by centrifugal force.
Obviously, the segments 18 do not have to be strictly rectilinear, but they can be slightly curved, in order to improve the seal, provided however that their curvature is appreciably less than that of the periphery of the rotor. Such a variant is shown in fi-. 4. The best results are however obtained when the segments 1.8 are rectilinear, as shown in fig. 3. The segments 18 each have a flat face 181) in contact with the flat bottom key chamber 1 (fig. 5).
The section of the segment is trapezoidal, the small base of which corresponds to the face 18b, and of which the side closest to the axis of the rotor, corresponding to the.
face 1.8a., is inclined towards this axis from the small base. The inclined surface 18a of the segment and the bottom of the chamber shown in dotted lines in FIG. 5 provide a wedge-shaped space 18d, in which, under the effect of centrifugal force, the oil gets stuck, which increases the tightness and, in addition, ensures perfect lubrication of the surface 18b, all by avoiding excessive friction, so that by this arrangement the efficiency of the machine described is further improved.
In a variant of the machine of FIG. 1, guide rollers 30 are also mounted in the rotor so as to come into contact with the half-ball joints 11 (FIG. 6). These rollers 30 are mounted in pairs, the rollers of each pair being mounted along the same axis and a -raire being disposed near each of the edges of the recesses of the rotor housing the ball joints.
Like the rollers 12, the rollers 30 are carried by shafts rotating in needle bearings, 32. It follows that these rollers do not bear against the bottom of the cavities which receive them and that the forces transmitted from the ball joints to the rotor or vice versa are transmitted by means of the shaft carrying said rollers.
Likewise, the forces transmitted by the blades to the ball joints or vice versa are transmitted via the shafts 13 (FIG. 1), the rollers 12 not bearing against the bottoms of the cavities .des ball joints in which they are housed. By this arrangement of the rollers 30, analogous to the arrangement of the rollers 12, it can be seen that any tendency for the ball joints to jam -in their housings or any tendency to jam between the blades and ball joints to be avoided.
Sealing strips 33 are arranged in the space between the curved faces of the ball joints and the curved faces of the recesses. In another variant, instead of mounting the rollers 30 in cavities of the recesses as shown, they can be mounted in cavities formed in the half-ball joints so as to protrude on the curved faces thereof. One could also provide, in a variant of the machine of FIG. 1,
in addition rollers 12 of the half-ball joints, rows of rollers mounted in the rotor and in contact with the half-rotules and other rows of gaets mounted in cylindrical housings of the half-ball joints and projecting on .les. curved faces thereof so as to come into contact with the faces of the recesses. All these rollers are carried by shafts rotating freely in bearings, needle bearings for example.
This latter arrangement, however, leads to an undesirable increase in the dimensions of the half-ball joints.
Figs. 7 to 10 show a variant of the machine of FIG. 1 in which odes series of rollers bearing one on the blade, the other on the bearing surfaces of the recess of the rotor are each carried by a common shaft rotating freely in bearings of the half-ball joint. In this variant, each half-ball 44 (FIG. 7) has housings 45 for two shafts 46 carrying the rollers. These shafts 46 rotate freely in needle bearings 49.
arranged in these housings 45. On each shaft are mounted, on the one hand, by means of a needle bearing 50, a middle roller 47 on which the blade 43 rests and, on the other hand, two smaller rollers 48. diameter bearing on a bearing surface of the rotor recess. The clearance path 1 formed in the recess of the rotor in line with the roller 47 allows the rollers 47 and 48 to rotate independently of one another on the shaft 46.
As during the rotation of the machine, the half-ball 44 pivots in the recess of the rotor 42, the clearance path 51 embraces the entire corresponding concave face of the recess. .in order to prevent this clearance path from causing leaks, the convex part of the. half-ball joint, located between the two sets of rollers. is profiled so as to. follow the contours of this clearance route.
Sealing strips: 5 \ _? housed in the. half-ball seal between the latter and the. blade and between it and the face of the recess. The bars 52 arranged between the half-ball and the. face of the recess. are profiled so as to follow the contours of the clearance path 51.
In this variant, the roller 47 bearing on the, blade could be of smaller diameter than the rollers 48. In this case, it would be in the. blade which would be provided with straight air clearance paths for the rollers 48 to allow independence of the rotation of the rollers. These clearance paths would also be necessary if the axis 46 was brought closer to the blade. In the case of clearance paths formed in the blade, the corresponding éta.nchéité bars will be profiled so as to match these clearance paths in the blade.
It is also possible to provide such clearance paths in the blade and in the recess at the same time.
The roller abacus could be carried by an individual shaft rotating freely in the bearings of the ball joint.
The machine according to the invention could be a receiver or constitute a motor, with compressible fluid. explosion or vapor for example.