Machine rotative. La présente invention a pour objet une machine rotative pouvant être, par exemple, une pompe, un compresseur ou un moteur, et comprenant deux pièces rotatives princi pales, solidaires en rotation et tournant au tour d'axes parallèles, la distance entre ces axes étant réglable.
Cette machine est carac térisée en ce que les deux pièces rotatives principales sont rendues solidaires en rotation par un mécanisme comprenant une pièce rota tive intermédiaire montée de manière que son axe soit toujours situé à une distance cons tante. de chacun des axes des deux pièces rotatives principales, cette pièce intermé diaire étant reliée à chacune des pièces prin cipales par un accouplement homocinétique.
Cette machine pourrait être, par exemple, une pompe du genre de celles comportant un bloc-cylindres, constituant l'une des pièces rotatives principales et pourvu de cylindres radiaux dans lesquels sont montés des pis tons sur lesquels agit, par l'intermédiaire d'organes d'entraînement, une couronne cons tituant l'autre organe rotatif principal, et dans laquelle on fait varier le débit en fai sant varier la distance séparant les axes parallèles du bloc-cylindres et de la couronne.
On connaît<B>déjà</B> des machines de ce genre dans lesquelles le bloc-cylindres et la cou ronne sont rendus directement solidaires en rotation au moyen des pistons. Ceci entraîne dans ces machines un frottement considérable entre les pistons et leurs cylindres, ce qui diminue considérablement l'intérêt de tels appareils.
On connaît également des machines du genre cité dans lesquelles un accouplement mécanique rend le bloc-cylindres et la cou ronne solidaires en rotation et évite ainsi les frottements dus à la transmission du cou ple par les pistons. Mais cet avântage est plus que compensé par les pertes par les frotte ments engendrés dans les accouplements mé caniques utilisés dans ces machines connues.
L'invention permet d'éliminer ces inconvé nients dans le cas d'une machine telle que la pompe citée à titre d'exemple, car les accou plements homocinétiques reliant les deux pièces rotatives principales à la pièce rota tive intermédiaire peuvent être établis de façon à transmettre les couples avec un mi nimum de frottement.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'inven tion.
La fig. 1 est une coupe verticale longi tudinale de la première forme d'exécution constituée par une pompe.
La partie de gauche de la fig. 2 corres pond à une coupe verticale transversale sui vant la ligne 2a-2a de la fig. 1, tandis que la partie de droite correspond à une coupe suivant la ligne 2b-2b de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe verticale transversale correspondant à la position de la fig. 2 et faite suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est un schéma explicatif relatif à la deuxième forme d'exécution.
La fig. 5 est une vue en bout correspon dant à la fig. 4.
La fig. 6 est une vue en coupe verticale axiale de la seconde forme d'exécution cons tituée également par une pompe.
La partie de gauche de la fig. 7 est une vue en coupe verticale établie suivant la ligne C-D de la fig. 6, tandis que la partie de droite est une vue en coupe établie suivant la ligne E-L de la même figure.
La fig. 8 est une vue analogue à celle de la fig. 7, les diverses parties étant représen tées dans des positions relatives différentes, la partie de gauche étant une coupe suivant <B><I>C</I></B> -D de la fig. 6, tandis que la moitié droite de la figure est une coupe suivant la ligne <I>E</I> F-G-H-g <I>L</I> de la fig. 6.
La fig. 9 est une vue partielle représen tant un levier de commande de la pompe des fig. 6 à 8.
La fig. 10 est une vue en coupe suivant la ligne A-B de la fig. 6, et la fig. 11 est une vue en coupe suivant la ligne J-1 de la même figure.
Dans les fig. 1, 2 et 3, on voit en 1 le bâti de la pompe et en 2 l'arbre moteur, d'axe X-X, qui tourne dans les paliers 3 et 4 portés par le bâti 1.
Les deux pièces rotatives principales de cette pompe sont le bloc-cylindres J et la couronne H. Le bloc-cylindres J est porté par une pièce mobile par rapport au bâti 1, et montée de façon que l'axe Z-Z de ce bloc- cylindres reste toujours à une distance cons tante de l'axe X -X. Quant à l'axe Y-Y de la couronne H, il est fixe dans l'espace et non confondu avec l'axe X-X. A cet effet, la couronne H est montée dans le bâti 1 sur des paliers 15 et 16.
La distance. entre les axes parallèles X-X et Y-Y est égale au rayon du cylin dre décrit par Z-Z autour de X-X, de telle manière que, dans une certaine position, l'axe Z-Z puisse être amené à coïncider avec l'axe Y-Y.
Le bloc-cylindres J est percé d'une série de cylindres radiaux dans lesquels coulissent des pistons F,, F2, Fs, <I>F4,</I> F," etc., portant des galets Il, 1_, <I>13, 14,</I> 1,, etc., respective ment, ces galets roulant chacun sur une face d'une surface intérieure prismatique de la couronne H, cette surface ayant pour base un polygone régulier dont le nombre de côtés est égal au nombre de pistons.
Les pistons se déplacent radialement vers l'intérieur de leurs cylindres respectifs sous l'action de la couronne H sur les galets h, 12, etc., et dans le sens opposé sous l'action de la force centrifuge, en produisant alors l'aspi ration du liquide à l'intérieur des cylindres.
Un disque U constituant un organe rotatif intermédiaire entre le bloc-cylindres J et la couronne H est claveté sur l'arbre moteur 2 d'axe X-X. Ce disque U est percé de deux séries de trous circulaires. La première série comporte trois trous 7 équidistants de l'axe X-X et dont les centres sont décalés: de 120 les uns par rapport aux autres. La deuxième série comporte trois trous 10, dont les centres sont décalés dé 120 et également situés tous trois à la même distance radiale de l'axe X-X, cette distance étant toutefois supé rieure à celle des centres des trous 7 à l'axe X-X.
Le bloc-cylindres J porte trois doigts 5 munis de roulements à billes dont les cages extérieures 6 sont appliquées sur la périphé rie des trous 7. D'une manière analogue, la couronne H porte trois doigts 8 munis de roulements à billes dont les cages extérieures 9 portent contre la paroi des trous 10. Les doigts 5 sont équidistants de l'axe Z-Z et décalés de 120 et les trois doigts 8 sont équidistants de l'axe Y-Y et également dé calés de 120 .
Il s'ensuit que le bloc-cylindres J et la couronne II sont tous deux entraînés à la même vitesse par l'arbre moteur 2 sans que, les pistons'Fï, F=, etë. aient à transmettre de couple'entre les pièces<I>J</I> et<I>H.</I> L'accouple ment entre le disque U et chacune des deux pièces rotatives principales, bloc-cylindres J et couronne H est homocinétique et il est aisé de voir que la transmission du disque U à la couronne H et au blôc-cylindres J s'effectue avec le minimum de friction.
On pourrait aussi, dans une variante, ac coupler chacun des organes<I>J</I> et<I>H</I> au disque (r au moyen de biellettes d'une longueur égale à l'excentricité de chacun de ces or ganes par rapport. à l'axe X-X.
L'arrivée et l'échappement du liquide sont assurés par un distributeur P, compre nant une partie cylindrique servant de tou rillon au bloc-cylindres et, par conséquent, d'axe Z-Z. Ce distributeur P est muni de quatre canaux longitudinaux Q dont deux dé bouchent dans une ouverture 20 amenant le liquide aux cylindres, tandis que les deux autres communiquent avec une ouverture 21 emmenant le liquide refoulé. Les deux ouver tures 20 et 21 sont séparées par une cloison diamétrale Pl par rapport au plan médian de laquelle ces ouvertures sont disposées symé triquement.
Le liquide est amené aux deux premiers conduits Q par une ouverture 18a et il sort des deux autres conduits par une ouverture 18b. Les ouvertures 18a et 18b sont reliées au circuit de circulation du liquide par des conduits souples non représentés.
Afin de permettre à, l'axe commun Z-Z du bloc-cylindres J et de la partie cylindri que du distributeur P de tourner autour de l'axe X-X, cette partie cylindrique du dis tributeur P est montée excentriquement dans une douille L montée dans le bâti 1 de ma nière à tourner sur elle-même autour de son axe qui coïncide avec l'axe X-X (fig. 3). La douille L peut être déplacée angulairement au moyen d'un levier 17.
Il est nécessaire que, chaque fois que l'axe Z-Z de rotation du bloc-cylindres est déplacé par rapport à l'axe X-X; le distri buteur P soit maintenu dans la position angu laire convenable par rapport au bloc-cylin dres. Pour que ceci ait lieu, le plan de symé trie du distributeur séparant l'ouverture 20 de l'ouverture 21 devra toujours coïncider avec le plan déterminé par les axes parallèles Y-Y et Z-Z, c'est-à-dire que le plan per pendiculaire à ce plan de symétrie et passant par l'axe Z-Z du distributeur devra passer constamment par une droite symétrique de l'axe Y-Y par rapport à l'axe X-X.
A cet effet, l'extrémité R du distributeur qui est de section carrée, porte, sur sa tranche, une rainure S dont le plan médian passe par l'axe Z-Z et est perpendiculaire au plan mé dian de la cloison de séparation Pl, qui est le plan de symétrie mentionné.
Dans cette rainure s'engage un ergot 19 porté par le bâti 1 de la pompe et dont l'axe W-W est symétrique de Y-Y par rapport à X-X. Dans ces conditions, si on considère une sec tion droite telle que celle de la fig. 3, on voit que, puisque le point Z décrit un cercle de centre X et de diamètre Y-W, le triangle TV- Z-Y est un triangle rectangle et la droite W-Z, qui se trouve dans le plan mé dian de la rainure S,
est toujours perpendicu laire au plan de symétrie du distributeur sé parant les ouvertures 20 et 21.
Dans la forme d'exécution des fig. 4 à. 11, l'axe Xl-Xl de la pièce intermédiaire U est mobile et reste à une distance constante de l'axe fixe Y,-Y, de la couronne Hl au quel il est parallèle (voir les schémas des fig. 4 et b). Quant à l'axe Zl-Zl _ du bloc- cylindres J, il se déplace parallèlement à lui- même dans un plan fixe passant par Y@-Yl.
La fig. 5 représente trois positions diffé rentes de ces axes. On voit que, pour obtenir la position relative voulue des axes Y,7-Y, et Z,-Z, par rapport à l'axe X, Xl .
(qui doit toujours être à la même distance dès axes Yi-Yl et Z,-Z,.), la pièce rotative intermédiaire d'axe Xl Xl est portée par un levier rigide, articulé à une extrémité autour de l'axe Yl-Yl, et portant un ergot a, dont l'axe est symétrique de Yl-Yl par rapport à Xl-Xl et engagé dans une rainure b, mé nagée dans l'organe portant le bloc-cylindres et perpendiculaire au plan dans lequel se déplace l'axe Z,Zl. Le triangle Yl-Zl-X, étant isocèle,
l'axe Xl-Xl reste à égale dis tance des axes Y,--Y,. et Zl-Zl lorsque ce dernier se déplace. La construction du bloc-cylindres J, des pistons F,, F2, F3, etc. et de leurs galets.
I,, <I>12,</I> I3, etc. est analogue à celle de la forme d'exécution des fi-. 1 à 3, et la liaison homo cinétique entre le bloc-cylindres J et l'organe rotatif intermédiaire constitué par le disque U, d'une part, et entre la couronne H, et le disque U, d'autre part, a également lieu de la même façon que dans la pompe des fig. 1 à 3.
L'arbre moteur 2 monté dans le palier 3 tourne autour de l'axe Y,-Y, qui est fixe par rapport au bâti 1 de la pompe, et la cou ronne H,, portée par les paliers 4 et 16, est directement calée sur cet arbre 2. Le disque U constituant l'organe rotatif intermédiaire d'axe X,-X, tourne autour d'un pivot 35 d'axe X,-X, porté par un levier pourvu d'un pivot 36 monté dans l'arbre 2 de façon à pouvoir tourner autour de l'axe Y,-Y, de celui-ci, et de l'ergot a dont l'axe est symé trique de Y,-Y, par rapport à X=X,.
L'ergot<I>a</I> coulisse dans une rainure<I>b</I> mé nagée dans le distributeur P de la pompe. Ce distributeur comprend une partie cylindrique 38 servant de portée au bloc-cylindres J,. une autre partie 39, de section rectangulaire, cou lissant transversalement dans une partie 40 solidaire du bâti de la pompe, et une partie 34, munie de deux alésages horizontaux 41 traversés par des tubes 18 reliés rigidement au bâti 1 de la pompe. La rainure b est per pendiculaire au plan fixe dans lequel se dé place l'axe Z,-Z,.
Les tubes 18 sont reliés respectivement à l'entrée et ' à la sortie du liquide et ils sont pourvus d'une ouverture dans leur partie médiane, de manière à communiquer avec les conduits Q du distributeur qui aboutissent aux ouvertures d'aspiration et de refoulement 20 et 21 respectivement. Le coulissement de ce distributeur P (ainsi que du bloc-cylin dres J porté par ce distributeur) dans le bâti 1 de la pompe est commandé par un levier 17, calé sur un arbre 31 qui porte un disque excentrique 32.
Ce disque est engage entre les deux faces parallèles d'une rainure verti cale 42 ménagée dans la partie 34 du distri- buteur, la largeur de cette rainure étant égale au diamètre du disque 32.
Le fonctionnement de la pompe qui vient d'être décrite est le même que celui de la pompe des fig. 1 à 3. Le réglage du débit a lieu comme suit: Dans la position de point neutre repré sentée par les fig. 6 et 7, l'axe Z,_-Z., coïn cide avec l'axe Le bloc-cylindres J est concentrique à la couronne H et tous les pistons sont situés à la même distance de l'axe Y,-Y,, de sorte qu'ils sont immobiles dans leurs cylindres respectifs.
Lorsque l'on fait tourner le levier 17, de manière à amener, par exemple, le disque 32 dans la position représentée en traits mixtes sur la, fig. 11,1a pièce 34 est déplacée par une translation horizontale dans la posi tion représentée en traits mixtes.
Les parties sont alors dans la position re présentée par la fig. 8 et l'axe Z,-Z, est à une certaine distance de l'axe Y,-Y,. La pompe débite alors le liquide à un taux qui dépend de la distance entre les axes Y,-Y, et Z,-Z,.