CH85451A - Hydraulic machine. - Google Patents

Hydraulic machine.

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CH85451A
CH85451A CH85451DA CH85451A CH 85451 A CH85451 A CH 85451A CH 85451D A CH85451D A CH 85451DA CH 85451 A CH85451 A CH 85451A
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CH
Switzerland
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cylinders
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hydraulic machine
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Application number
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French (fr)
Inventor
Hele-Shaw Henry Selby
Martineau Francis Leigh
Beacham Thomas Edward
Original Assignee
Henry Selby Hele Shaw
Martineau Francis Leigh
Beacham Thomas Edward
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0452Distribution members, e.g. valves
    • F04B1/0456Cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
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    • F04B1/047Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders

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Description

  

  Machine     hydraulique.       L'objet de la présente invention est une  machine hydraulique. Comme d'autres     machi-          ties    hydrauliques connues, il comporte plu  sieurs cylindres     radiaux        dans    lesquels se  meuvent des pistons, mais il s'en     distingue     en ce qu'il est établi de     manière        que,    s'il  tourne à une vitesse régulière; l'écoulement  du     liquide    en lui soit aussi régulier.  



  Les dessins annexés représentent, à titre  d'exemples, plusieurs formes d'exécution de  cette machine.  



  La     fig.    1 se rapporte à la construction  d'une partie     d'titre        première    forme d'exécu  tion;  Les     fig.    2 et 3 sont une coupe longitudi  nale et une vue de face, partie en coupe, de  cette première forme d'exécution;  Les     fig.    4 et 5 sont une coupe longitu  dinale et     titre    vue de face avec arrachement  partiel d'une seconde forme d'exécution;  Les     fig.    6 et 7 montrent des détails de  celle-ci ;  La     fig.    8 est     titre    coupe longitudinale d'une  troisième forme d'exécution;

      Les     fig.    J-12 sont des schémas relatifs  à deux autres formes     d'exécution;     La     fig.    13 se rapporte à une sixième     for-          nie    d'exécution ;  Les     fig.    14 et<B>1.5</B> sont deux vues partie       cri    coupe de deus faces opposées d'une der  nière forme d'exécution;  lia     fig.    16 est une coupe horizontale par  tielle de celle-ci;  Les     fig.    17-21 se rapportent au calcul       graphique    de certaines valeurs nécessaires à.  l'établissement de ces     formes    d'exécution.  



  La     première    forme d'exécution comporte       titi    corps rotatif cylindrique 11 muni sur l'une  (le ses faces     d'un    manchon 12 sur lequel est  boulonnée une bride 14 d'un arbre moteur 13.  II est logé dans une enveloppe étanche<B>111</B>  à     hintéricur    de laquelle son manchon 12 prend  appui par     l'intermédiaire    d'un palier à billes  15. En lui sont ménagés six cylindres radiaux       équidistants        11=        (laits        chacun    desquels se       ruent        titi    piston 16.

   Celui-ci porte un axe 17       pourvu    à ses deux extrémités de galets 18  montés sur billes et roulant chacun sur deux  chemins de guidage<B>19,</B> intérieur et extérieur,      que présente l'enveloppe et qui commandent  le mouvement de va-et-vient du     piston;    ces  chemins ont une forme se rapprochant de  celle d'une ellipse.  



  L'axe 17 n'empêche pas ce mouvement  grâce à des coulisses 20 ménagées dans les  parois du cylindre     11 .     



  L'une des faces de l'enveloppe 111 porte  une pièce 5 à laquelle est assujettie par un  écrou 6 un     distributeur    fixe 4 qui commande  l'arrivée du liquide aux cylindres 112 et sa  sortie de ceux-ci. A cet effet, la pièce 5 pré  sente deux canaux 7 dont un seul est visible  à la     fig.    2 et qui sont séparément reliés par  des lumières     S    à des canaux longitudinaux 9       pratiqués    dans le distributeur 4 et aboutissant  à des lumières 10. Celles-ci viennent en com  munication au cours de la rotation du corps  11 avec des lumières 113 des cylindres 11=  et produisent l'admission et l'échappement  du liquide.

   Chaque piston 16     effectue    deux  doubles     course-    pendant que le corps 11 fait  un tour. Les lumières 10 sont par suite au  nombre de quatre et elles sont disposées de       façon    que la lumière 113 de l'un quelconque  des cylindres 112 passe d'une lumière 10  d'échappement à une lumière 10 d'admission  ou réciproquement chaque fois que le piston  16 correspondant se trouve à l'un de ses  points morts.  



  Le fonctionnement du moteur de cette  forme d'exécution est semblable à celui d'au  tres moteurs hydrauliques connus à cylindres  tournants, mais, tant que sa vitesse est régu  lière, l'écoulement du fluide moteur est aussi  très sensiblement régulier en elle, ce qui est  dû à la forme particulière des chemins de  roulement 19 commandant le mouvement  alternatif des pistons 16.  



  Cette forme est établie en tenant compte  des considérations théoriques suivantes:  Admettons que le moteur comporte n cy  lindres égaux, équidistants et dont 'les pis  tons effectuent m doubles courses pour un  tour du corps     I1.    Désignons, d'autre part,  la relation entre la course x d'un piston 16  à un moment quelconque et l'angle dont    tourne ce piston autour de l'axe du moteur,  à partir d'une position initiale correspondant  à un point mort dudit piston, par  x     =    f     f).     



  Cette course est évidemment proportion  nelle au volume momentané du cylindre  puisqu'il suffit de la multiplier par la section  constante de celui-ci pour obtenir ce volume.  



  Nous avons à tout instant pour ce piston  que nous appellerons N  1       x1    = f  et pour les suivants  
EMI0002.0014     
    un instant quelconque,     certains    des  cylindres sont en relation avec le canal d'ad  mission de la pièce 5, d'autres avec le canal  d'échappement de celle-ci. Pour l'établisse  ment de la formule nous     admettons    qu'un  cylindre     quelconque    demeure en communica  tion avec l'un de ces canaux jusqu'à ce qu'il  se trouve au milieu du pont séparant deux  des lumières 10 et que dès ce moment-là il  est en relation avec l'autre canal. II suffit  de considérer     l'écoulement    du liquide dans  l'un de ces canaux, parce que les chemins  de roulement sont les mêmes pour tous les  cylindres 112.

   Nous pouvons prendre par  exemple le canal avec lequel le cylindre n  1  est en relation     quand        r)    est compris entre o  et     \@    et que nous appellerons canal n  1.  m  Les divers cylindres 112 sont reliés au  canal n  1 quand leur écart angulaire à par  tir de la position initiale du cylindre     n     1  est compris entre les valeurs suivantes  
EMI0002.0023     
    
EMI0003.0001     
    La somme des déplacements de tous les       pistons        communiquant    avec le tuyau     n     1 est  
EMI0003.0005     
    Dans cette somme     r9    peut avoir une va  leur quelconque entre o et
EMI0003.0007  
   D'autre part    <RTI  

   ID="0003.0008">   @        r   <I>ô</I>     .i        e        p   <I>o</I> sont des nombres entiers tels  que, pour le valeur particulière considérée de<B>0,</B>  
EMI0003.0013     
    Le volume momentané des cylindres com  muniquant avec ce canal est proportionnel à  cette somme.  



  Si nous voulons que l'écoulement du  liquide dans le canal considéré soit régulier,  il faut que ce volume ou cette somme croisse  ou décroisse proportionnellement à l'augmen  tation de l'angle     t9;    nous posons donc       lx=A        0+B     où A et B sont des constantes.

   A est la  relation constante existant entre la variation  de     .:'    x et 0 et est égale     ait    volume balayé  par tous les pistons au cours     d'titi    tour de  la machine pendant une simple course, divisé    par la surface de chaque piston et de     \.',        r..     B est une constante et doit être     redéterininée     chaque fois qu'un cylindre passe de la     com-          nninication    avec un canal à la coin     intinicatio        ii     avec l'autre canal ;

   quand  
EMI0003.0027     
    Lorsque 0 croit, la valeur de B diminue  de
EMI0003.0028  
    La solution de cette     équation        petit    être  trouvée par le calcul pour certaines     valeurs     de m et de     n,    mais il est plus facile dans  bien des cas de la rechercher     graphiquement    ;  cette méthode graphique peut d'ailleurs être  appliquée aux     combinaisons    de valeurs     quel-          conques    de m et de n.  



  Nous     commençons    par établir la valeur de  
EMI0003.0038     
    c'est-à-dire de la dérivée de f     (zÎ),    dérivée       qui    représente la vitesse des pistons par  rapport à     J.    Supposons, par exemple, que       n        =    7,  in = 2.  



  Dans ces conditions, la     fig.    17     représente          approximativement    la valeur  
EMI0003.0047     
    dans un système de coordonnées rectangu  laires. Les points oit la courbe rejoint l'axe  des abscisses sont déterminés par la largeur  des ponts séparant les lumières du distri  buteur.      8i     maintenant    nous dérivons 'l'équation  en question,     nous    avons  
EMI0004.0003     
    où C est une contante. Cela signifie que .les  valeurs des     dériv(ss    de    en     s'a,ivutairt        d,>ivent        donne],    une     somme     constante.

   Ces valeurs sont indiquées     gra-          phiquenient    à la     fig.    18 qui représente les  courbe, de vitesse de tous les pistons par  rapport. à     J    disposées dans un     système    de       coordonnées    recta     nzulaires    et se trouvant en  relation directe     les    unes avec les autres.

    Nous nous rendons compte     que    l'ensemble de  ces courbes n'est     que    la répétition continuelle  des parties qui se trouvent entre les lignes       .E-F    et     I'-F        parallèles    à l'axe des ordon  nées et     qui    sont représentées à plus grande  échelle à la     fig.    19.

   8i nous nous arrangeons  pour     que    les ordonnées correspondantes des  trois     sections    de courbes     G-11,        H-I    et  <I>1-</I>K, additionnée, donnent une ligne droite,  la     condition    indiquée plus haut est remplie,  car la somme des dérivées est bien alors  une     contante.    Pour cela     G-I,    plus deux  fois     I-L,    doit être égal à deux fois     H--h;

       les     tangentes        aux        eourbes    cri H doivent avoir  la même inclinaison sur l'horizontale, de  même     que    les tangentes aux courbes en I;  nous devons enfin tracer par tâtonnement les  parties des courbes situées entre les points       G-H,        H-I,    de façon que la somme  des     ord@ïnnées    en     uni    point quelconque     inter-          médiaire    entre     Ii    et L soit égale à la     soin-          nie    de ces     ordonn,'es    en L.

    



  Nous obtenons ainsi la courbe représentée  développée à la     fig.    20 qui donne
EMI0004.0048  
    Cette courbe est intégrée de la manière  usuelle au     moyen        d'uiri        planimètre    et fournit  la courbe de la     fig.    21, courbe qui représente       correcteanent    la     fonction     <I>f (cl)</I>  en     coordonnées        rectangulaires.    La hauteur  X-0 étant égale à la course de chacun des  
EMI0004.0057     
    pistons,

   il est facile de déterminer     1à    valeur  du     déplacement    de chaque piston pour une  valeur     quelconque    de     ?3.    Nous reportons     alui-s     ces valeurs en fonction (le     d,    sous forme de  coordonnées polaires, comme la     fig.    1 le  montre, entre les points     .1    et     B,    ce (lui  donne la section de courbe en pointillé;

   à cette  section se     rattachent        deux    autres sections       B-.D    et     .1-C    qui sont constituées par des  arcs de cercle     ayant    des ratons     dif@rents,     mais le     même    centre 0 et     correspuuclent    aux  ponts du distributeur;

       pendant    que les cylin  dres passent sur des ponts et ne sont en       communication    ni avec l'un ni avec l'autre  des canaux, les pistons ne doivent     naturelle-          ment    pas     effectuer    (le     mouvement.    Le     quart     de     courbe    obtenu a ainsi la.     forme    d'un quart  d'ellipse. La courbe de la<B>fi-. 1</B> correspond  d'ailleurs à     d'autres    valeurs<B>du</B>     ni    et (le n  que les     fig.    1î-21.  



  Une fois cette courbe     1-B-D-C    éta  blie, nous traçons les deux chemins de rou  lement extérieur et     intérieur    19 en     choisissant     sur elle des points 1 desquels nous     décrivons     des cercles 2 ayant le même rayon due les  galets 16 et en     menant    ensuite les envelop  pantes de ces cercles.

   Nous obtenons de la  sorte les courbes 3 desdits chemins. y  Selon les<U>fi*</U> 4 et 5, le corps 20', dan  lequel sont ménagé,; les cylindres, ne tourne       pat;    il est     immobilisé    à.     haide    d'un     prolon-          gement    conique<B>22</B> logé dans une pièce     file          213    dans laquelle il est assujetti par; un     écrou     24 et empêché de tourner par une clavette  25.

   Les pistons 34 sont munis     comme        aupa-          ravant    d'axes 36 portant les galets     .37    se       déplaçant    entre les chemins de     roulement        3#1     dont la forme est établie selon la     formule     indiquée.

   Ces chemins sont solidaires des  deux joues 28, 31 de l'enveloppe, que les  pistons obligent à tourner puisque     '_'0'    est  immobile, et qui sont réunies par unie     pince          annulaire    33     sur    laquelle la force produite  est     prise.    Les joues 28, 31 prennent appui  par un palier à billes extérieur     -15    sur le  prolongement     \??    et par un     palier    à billes  intérieur     #151    sur une pièce fixe 23'.

        Le distributeur<B>26</B> présente à l'un de ses  bouts nue portée 27 logée dans     nu        moyeu     de la joue 28, oit il rie peut tourner     grâce     à une clavette 30 et dans lequel il est main  tenu par une vis 29. A sa périphérie sont  ménagées deux rainures circulaires     38,'39     (voir- aussi les     fig.    6 et 7) correspondant  d'une manière constante avec des canaux 44  ménagés dans la pièce 23 et servant à l'ame  née et au départ du liquide moteur. La pre  mière, 38, communique par un canal axial  40 avec un canal diamétral 41 destiné à coïn  cider momentanément avec les lumières des  cylindres.

   De la seconde., 39, partent des       rainures    longitudinales 42 allant jusque     vis-          à-vis    de ces lumières.  



  Les fuites de liquide ayant lieu entre les  cylindres et les pistons sont amenées par  un canal 46 dans l'écrou 24 duquel elles sont  évacuées par un tuyau raccordé en 47.  



  La troisième forme d'exécution     (fig.8)     est     constituée    par une roue motrice de véhi  cule automobile dont la jante 53 est solidaire  de l'une des joues<B>521,</B> 522 de l'enveloppe  rotative 52. Ces joues portent les chemins  de roulement 523 sur- lesquels les galets<B>371</B>  se déplacent et qui sont établis de manière  à obtenir un écoulement régulier du fluide.  L'arbre de ,la roue, immobile, est assujetti  par un écrou 49 dans une pièce 48 du     chàs-          sis    du véhicule et présente des griffes 51  avec lesquelles sont en prise des griffes du  corps 50 dans lequel sont ménagés les cylin  dres; celui-ci ne peut pas tourner non plus.

    Par contre; entre l'arbre et le corps 50 se  trouve un c manchon distributeur rotatif 57  entraîné en 58 par l'enveloppe 52 et offrant  des canaux 59 qui servent à mettre en com  munication les lumières des cylindres avec  des rainures périphériques 54 de l'arbre; cel  les-ci sont reliées par des canaux intérieurs  55 avec des canaux 56     amenant    et emme  nant le liquide.  



  Le fluide s'écoulant par suite de fuites  des cylindres dans l'enveloppe est évacué au  dehors par un tuyau<B>59'</B> et un canal 60.  



  Le     distributeur    peut être relié à deux  canaux d'admission du fluide et à deux     canaux       d'échappement. Dans ce cas, on peut mettre  hors de service une paire de ces canaux, ce  qui     petit    être avantageux lorsque la pression  du liquide est faible et la vitesse de la  machine élevée.  



  Selon la     fig.    9, le distributeur 63 présente  deux     lumières    d'admission P et deux lumières  d'échappement E. Les premières sont reliées  à un conduit 61 'se divisant     cri    62 en deux  branches et les secondes à un conduit 64 se  ramifiant en deux en 65. Dans l'une des  branches du conduit 61 est intercalé un robi  net 66. D'autre part, les     lumières    P et T  de droite sont réunies par-     un   <B>conduit</B> renfer  mant une soupape d'aspiration 67.  



  En marche normale, le robinet 66 est  ouvert, de sorte que le liquide arrive aux  lumières P par les deux branches du conduit  61 et quitte les lumières     .E    par les deux  rameaux du conduit 64. La soupape 67 est       maintenue    fermée par-. la     différence    de pres  sion existant entre 61 et 64.  



  Si, par contre, on ferme le robinet 66, le  liquide ne peut plus arriver à la lumière P  inférieure et le distributeur 63 n'est plus  alimenté que par     titre    seule branche. Lorsque  les lumières noir représentées des cylindres  passent sur cette lumière, il se produit une  succion par suite du mouvement des pistons  sous la commande des chemins de roulement,  cette succion aspire à travers la soupape 67  la quantité de liquide voulue pour que ces  pistons     puissent    se mouvoir sans qu'un grand  vide soit créé dans les cylindres correspon  dants.  



  Le schéma de la     fig.    9 se rapporte à une  machine tournant toujours dans le même sens.  La machine     pourrait    cependant devoir fonc  tionner dans les deux sens. Dans ce cas, le  schéma est celui que montrent les     fig.    10 à  12.

   Dans chacun des conduits 74 et 76 qui  correspondent aux lumières supérieures P et       T    du distributeur 71 est intercalée une clé  de robinet 68 présentant deux canaux: L'un;  69, donne libre passage au liquide entre les  deux parties du conduit 74 on 76 entre les  quelles elle se     trouve;    l'autre, 70, sert à  relier la lumière P ou E supérieure, par      l'intermédiaire d'une soupape de retenue 72,  au conduit 75 ou 73 correspondant à la  lumière     E    ou P inférieure.  



  Si le liquide moteur est amené par les       tuyaux    73, 74 quand les deux clés occupent  les     positions    de libre passage     (fig.    12 et po  sition     L'    de la     fig.    10), il traverse les deux       luini(-'i,es    P pour s'échapper ensuite par les  deux lumières     L'.    Au cas où l'on amène la  clé supérieure 68 à la position indiquée aux       fig.        I(>    et 11, le liquide ne     petit    plus arriver  à la lumière supérieure P et le fonctionne  ment est     analogue    à celui qui a été décrit  plus haut.

   En amenant, d'autre part, le liquide  sous pression     aux    conduits 75, 76 quand les  deux clés donnent libre passage     (fig.    12 et  position     X    de la     fig.    10), on intervertit le  sens clé rotation de la machine, puis, en       mancëuvrant        l'une    des clés 68, on fait cesser  l'arrive du liquide sous pression à l'une des  lumières E.  



  Les soupapes 72 servent à     empêcher    le  liquide de passer du côté haute pression au  côté basse pression pendant la     man#uvre     des clés.  



  La     fig.    13 représente schématiquement  une forme d'exécution dans laquelle le nom  bre     des    courses par tour est supérieur aux       nombres    des lumières prévues dans le tiroir  distributeur. En conséquence, il est nécessaire,  avec (les cylindres fixes, d'actionner le dis  tributeur et les chemins de roulement à une       vitess,-    telle que les quatre conduits distri  buent le     fluide    moteur aux cylindres. 77 est  une came     construite    pour fournir sept doubles  courses par tour, et avec laquelle les galets  non représentés des pistons doivent être main  tenus en contact.

   Les vitesses relatives du  tiroir 78 et de la came (qui peuvent être       obtenues    en accouplant les organes par des  engrenages), sont  
EMI0006.0028     
  
    <U>vitesse <SEP> an</U>gu<U>laire <SEP> du <SEP> tiroir</U> <SEP> _ <SEP> 31/2
<tb>  vitesse <SEP> angulaire <SEP> de <SEP> la <SEP> came <SEP> \ <SEP> 1       Les     fig.    14, 15, 16 montrent une autre  forme d'exécution. Les cylindres fixes sont       munis    de pistons dont les galets sont main  tenus en contact, d'une façon que le dessin  ne montre pas, avec une came rotative 80    fixée sur l'arbre 81 et établie suivant la. for  mule.

   Le distributeur est éloigné du centre  de la machine pour permettre à l'arbre 81  de     traverser    la     machine    de part en part. Il  est actionné par celui-ci à l'aide d'engrenages  82, 83, 84, le pignon 83 étant un pignon  intermédiaire permettant de ne pas     intervertir     le     sens    de     rotation    du     tir(fir.    Le rapport     de     ces engrenages est dans ce cas à égalité.

    Dans le tiroir central 85 sont     iiiéiia-f-es    clés  rainures annulaires 86 qui     reçoivent    le     fiüide     moteur de l'un des tuyaux 87 pénétrant     dans     le bloc 88 dans lequel tourne le tiroir. Ces  rainures aboutissent à des conduits de distri  bution 89 de la manière     précédemment    dé  crite. En pratique,     l'effet    est le même que  dans les machines à cylindres fixes décrites  en regard des     fig.    4-7. Dans le bloc 88  sont ménagés des conduits 90 qui remplacent  les conduits ménagés dans le corps du cylin  dre.

   Ces conduits 90 sont raccordés aux  cylindres 79 par des tuyaux 91 et sont com  mandés par     le-distributeur.  



  Hydraulic machine. The object of the present invention is a hydraulic machine. Like other known hydraulic machines, it has several radial cylinders in which the pistons move, but it differs from it in that it is established so that, if it rotates at a regular speed; the flow of liquid in it is also regular.



  The accompanying drawings show, by way of example, several embodiments of this machine.



  Fig. 1 relates to the construction of part of the first form of execution; Figs. 2 and 3 are a longitudinal section and a front view, partly in section, of this first embodiment; Figs. 4 and 5 are a longitudinal section and title seen from the front with partial cut away of a second embodiment; Figs. 6 and 7 show details thereof; Fig. 8 is a longitudinal section of a third embodiment;

      Figs. J-12 are diagrams relating to two other embodiments; Fig. 13 relates to a sixth form of execution; Figs. 14 and <B> 1.5 </B> are two Cree section views of two opposite sides of a last embodiment; lia fig. 16 is a partial horizontal section thereof; Figs. 17-21 relate to the graphical calculation of certain values necessary to. the establishment of these forms of execution.



  The first embodiment comprises titi cylindrical rotating body 11 provided on one (its sides) with a sleeve 12 on which is bolted a flange 14 of a motor shaft 13. It is housed in a sealed envelope <B> 111 </B> at the hintericur of which its sleeve 12 is supported by means of a ball bearing 15. In it are arranged six equidistant radial cylinders 11 = (milks each of which rush titi piston 16.

   The latter carries an axis 17 provided at its two ends with rollers 18 mounted on balls and each rolling on two guideways <B> 19, </B> inside and outside, which the casing presents and which control the movement of reciprocation of the piston; these paths have a shape resembling that of an ellipse.



  The axis 17 does not prevent this movement thanks to slides 20 provided in the walls of the cylinder 11.



  One of the faces of the casing 111 carries a part 5 to which is secured by a nut 6 a fixed distributor 4 which controls the arrival of liquid to the cylinders 112 and its exit from the latter. To this end, part 5 has two channels 7, only one of which is visible in FIG. 2 and which are separately connected by slots S to longitudinal channels 9 formed in the distributor 4 and leading to slots 10. These come into communication during the rotation of the body 11 with slots 113 of the cylinders 11 = and produce the inlet and outlet of the liquid.

   Each piston 16 performs two double strokes while the body 11 makes one revolution. The ports 10 are therefore four in number and are arranged so that the port 113 of any one of the cylinders 112 passes from an exhaust port 10 to an intake port 10 or vice versa whenever corresponding piston 16 is located at one of its dead points.



  The operation of the motor of this embodiment is similar to that of other known hydraulic motors with rotating cylinders, but, as long as its speed is regular, the flow of the working fluid is also very substantially regular in it, this which is due to the particular shape of the raceways 19 controlling the reciprocating movement of the pistons 16.



  This form is established by taking into account the following theoretical considerations: Let us admit that the motor comprises n equal cylinders, equidistant and of which 'the pis tons perform m double strokes for one revolution of the body I1. Let us denote, on the other hand, the relation between the stroke x of a piston 16 at any time and the angle at which this piston rotates around the axis of the engine, from an initial position corresponding to a neutral point of said piston, by x = ff).



  This stroke is obviously proportional to the momentary volume of the cylinder since it suffices to multiply it by the constant section of the latter to obtain this volume.



  We have at any time for this piston that we will call N 1 x1 = f and for the following ones
EMI0002.0014
    at any time, some of the cylinders are in connection with the inlet channel of part 5, others with the exhaust channel of the latter. For the establishment of the formula we assume that any cylinder remains in communication with one of these channels until it is in the middle of the bridge separating two of the ports 10 and that from that moment there it is in relation with the other channel. It suffices to consider the flow of the liquid in one of these channels, because the raceways are the same for all the cylinders 112.

   We can take for example the channel with which the cylinder n 1 is in relation when r) is between o and \ @ and which we will call channel n 1. m The various cylinders 112 are connected to the channel n 1 when their angular difference at per shot from the initial position of cylinder n 1 is between the following values
EMI0002.0023
    
EMI0003.0001
    The sum of the displacements of all the pistons communicating with the pipe n 1 is
EMI0003.0005
    In this sum r9 can have any value between o and
EMI0003.0007
   On the other hand <RTI

   ID = "0003.0008"> @ r <I> ô </I> .i e p <I> o </I> are integers such that, for the particular considered value of <B> 0, </B>
EMI0003.0013
    The momentary volume of the cylinders communicating with this channel is proportional to this sum.



  If we want the flow of liquid in the channel considered to be regular, this volume or this sum must increase or decrease in proportion to the increase in the angle t9; we therefore set lx = A 0 + B where A and B are constants.

   A is the constant relation existing between the variation of.: 'X and 0 and is equal to the volume swept by all the pistons during one revolution of the machine during a single stroke, divided by the area of each piston and \ . ', r .. B is a constant and must be redeterinated each time a cylinder passes from communication with one channel to the wedge intinicatio ii with the other channel;

   when
EMI0003.0027
    When 0 increases, the value of B decreases by
EMI0003.0028
    The solution of this equation can be found by calculating for some values of m and n, but it is easier in many cases to find it graphically; this graphical method can also be applied to combinations of any values of m and n.



  We start by establishing the value of
EMI0003.0038
    that is, the derivative of f (zÎ), a derivative which represents the speed of the pistons with respect to J. Suppose, for example, that n = 7, in = 2.



  Under these conditions, FIG. 17 approximately represents the value
EMI0003.0047
    in a rectangular coordinate system. The points where the curve meets the abscissa axis are determined by the width of the bridges separating the lights from the distributor. 8i now we derive 'the equation in question, we have
EMI0004.0003
    where C is a constant. This means that the values of the derivatives (ss de en a, ivutairt d,> ivent gives], a constant sum.

   These values are shown graphically in fig. 18 which represents the curve, speed of all pistons compared. to J arranged in a rectangular coordinate system and in direct relation to each other.

    We realize that the set of these curves is only the continual repetition of the parts which lie between the lines .EF and I'-F parallel to the ordinate axis and which are represented on a larger scale at fig. 19.

   8If we arrange that the corresponding ordinates of the three sections of curves G-11, HI and <I> 1- </I> K, added together, give a straight line, the condition indicated above is fulfilled, because the sum of derivatives is then a constant. For this G-I, plus twice I-L, must be equal to twice H - h;

       the tangents to the curves cri H must have the same inclination on the horizontal, as well as the tangents to the curves in I; we must finally trace by trial and error the parts of the curves located between the points GH, HI, so that the sum of the ordinates at any intermediate point between Ii and L is equal to the care of these ordinates, ' es in L.

    



  We thus obtain the curve shown developed in fig. 20 which gives
EMI0004.0048
    This curve is integrated in the usual way by means of urii planimeter and provides the curve of FIG. 21, curve which correctly represents the function <I> f (cl) </I> in rectangular coordinates. The height X-0 being equal to the stroke of each of the
EMI0004.0057
    pistons,

   it is easy to determine the value of the displacement of each piston for any value of? 3. We report alui-s these values as a function (the d, in the form of polar coordinates, as fig. 1 shows, between points .1 and B, this (gives it the dotted curve section;

   to this section are attached two other sections B-.D and .1-C which are formed by arcs of a circle having different outlines, but the same center 0 and correspond to the distributor bridges;

       while the cylinders pass over bridges and are not in communication with either of the channels, the pistons should of course not perform the movement. The quarter-curve obtained thus has the form. of a quarter of an ellipse.The curve of the <B> fi-. 1 </B> corresponds moreover to other values <B> of </B> ni and (the n as in fig. 1î -21.



  Once this 1-BDC curve has been established, we trace the two outer and inner rolling paths 19 by choosing points 1 on it from which we describe circles 2 having the same radius due to the rollers 16 and then driving the envelopes of these circles.

   We thus obtain the curves 3 of said paths. y According to <U> fi * </U> 4 and 5, the body 20 ', in which are provided ,; the cylinders, do not spin; it is immobilized at. supported by a conical extension <B> 22 </B> housed in a row piece 213 in which it is secured by; a nut 24 and prevented from turning by a key 25.

   The pistons 34 are provided as before with pins 36 carrying the rollers .37 moving between the raceways 3 # 1, the shape of which is established according to the formula indicated.

   These paths are integral with the two cheeks 28, 31 of the casing, which the pistons force to turn since '_'0' is stationary, and which are joined by a united annular clamp 33 on which the force produced is taken. The cheeks 28, 31 are supported by an external ball bearing -15 on the extension \ ?? and by an interior ball bearing # 151 on a fixed part 23 '.

        The distributor <B> 26 </B> has at one of its bare ends worn 27 housed in the hub of the cheek 28, where it can turn thanks to a key 30 and in which it is hand held by a screw 29. At its periphery are formed two circular grooves 38, '39 (see also Figs. 6 and 7) corresponding in a constant manner with channels 44 formed in the part 23 and serving for the soul born and at the start. motor liquid. The first, 38, communicates by an axial channel 40 with a diametral channel 41 intended to coincide momentarily with the lights of the cylinders.

   From the second., 39, start longitudinal grooves 42 going up to vis-à-vis these slots.



  The liquid leaks taking place between the cylinders and the pistons are brought through a channel 46 in the nut 24 from which they are discharged by a pipe connected at 47.



  The third embodiment (fig.8) consists of a motor vehicle driving wheel, the rim 53 of which is integral with one of the cheeks <B> 521, </B> 522 of the rotating casing 52. These cheeks carry the raceways 523 on which the rollers <B> 371 </B> move and which are established so as to obtain a regular flow of the fluid. The shaft of the wheel, stationary, is secured by a nut 49 in a part 48 of the chassis of the vehicle and has claws 51 with which the claws of the body 50 in which the cylinders are formed are engaged; this one cannot turn either.

    On the other hand; between the shaft and the body 50 is a rotary distributor sleeve 57 driven at 58 by the casing 52 and providing channels 59 which serve to communicate the lights of the cylinders with peripheral grooves 54 of the shaft; these are connected by internal channels 55 with channels 56 bringing and carrying the liquid.



  The fluid flowing as a result of leaks from the cylinders in the casing is discharged outside through a pipe <B> 59 '</B> and a channel 60.



  The distributor can be connected to two fluid intake channels and two exhaust channels. In this case, a pair of these channels can be taken out of service, which can be beneficial when the liquid pressure is low and the machine speed is high.



  According to fig. 9, the distributor 63 has two intake ports P and two exhaust ports E. The first are connected to a duct 61 'dividing cry 62 into two branches and the second to a duct 64 branching into two at 65. In one of the branches of the conduit 61 is interposed a robi net 66. On the other hand, the ports P and T on the right are joined by a <B> conduit </B> enclosing a suction valve 67.



  In normal operation, the valve 66 is open, so that the liquid arrives at the ports P through the two branches of the conduit 61 and leaves the ports .E via the two branches of the conduit 64. The valve 67 is kept closed by-. the pressure difference between 61 and 64.



  If, on the other hand, the tap 66 is closed, the liquid can no longer reach the lower port P and the distributor 63 is no longer supplied except by way of single branch. When the black lights represented by the cylinders pass over this light, there is suction as a result of the movement of the pistons under the control of the raceways, this suction sucks through the valve 67 the quantity of liquid desired so that these pistons can be move without creating a large vacuum in the corresponding cylinders.



  The diagram in fig. 9 refers to a machine always turning in the same direction. However, the machine may need to operate in both directions. In this case, the diagram is that shown in Figs. 10 to 12.

   In each of the conduits 74 and 76 which correspond to the upper ports P and T of the distributor 71 is interposed a valve key 68 having two channels: One; 69, gives free passage to the liquid between the two parts of the conduit 74 or 76 between which it is located; the other, 70, serves to connect the upper P or E lumen, via a check valve 72, to the conduit 75 or 73 corresponding to the lower E or P lumen.



  If the motor liquid is brought through the pipes 73, 74 when the two keys are in the free passage positions (fig. 12 and position L 'of fig. 10), it passes through the two luini (-' i, es P to then escape through the two ports L '. If the upper key 68 is brought to the position indicated in fig. I (> and 11, the liquid no longer reaches the upper port P and it operates ment is analogous to that which has been described above.

   By bringing, on the other hand, the liquid under pressure to the conduits 75, 76 when the two keys give free passage (fig. 12 and position X of fig. 10), the key direction of rotation of the machine is reversed, then, by activating one of the keys 68, one stops the arrival of the pressurized liquid to one of the lights E.



  The valves 72 serve to prevent liquid from passing from the high pressure side to the low pressure side during key operation.



  Fig. 13 schematically shows an embodiment in which the number of strokes per revolution is greater than the number of lights provided in the distributor drawer. Accordingly, it is necessary, with (the fixed cylinders, to operate the distributor and the raceways at one speed, - such that the four conduits distribute the working fluid to the cylinders. 77 is a cam constructed to supply seven double strokes per revolution, and with which the rollers (not shown) of the pistons must be kept in contact.

   The relative speeds of the spool 78 and of the cam (which can be obtained by coupling the members by gears), are
EMI0006.0028
  
    <U> speed <SEP> year </U> gu <U> laire <SEP> of the <SEP> drawer </U> <SEP> _ <SEP> 31/2
<tb> angular <SEP> speed <SEP> of <SEP> the <SEP> cam <SEP> \ <SEP> 1 Figs. 14, 15, 16 show another embodiment. The fixed cylinders are provided with pistons the rollers of which are hand held in contact, in a way that the drawing does not show, with a rotary cam 80 fixed on the shaft 81 and established according to the. formula.

   The distributor is moved away from the center of the machine to allow the shaft 81 to pass right through the machine. It is actuated by the latter using gears 82, 83, 84, the pinion 83 being an intermediate pinion making it possible not to reverse the direction of rotation of the shot (fir. The ratio of these gears is in this case tied.

    In the central drawer 85 are iiiéiia-f-es key annular grooves 86 which receive the motor fluid from one of the pipes 87 entering the block 88 in which the drawer turns. These grooves end in distribution conduits 89 in the manner described above. In practice, the effect is the same as in the machines with fixed cylinders described with regard to figs. 4-7. In the block 88 are formed conduits 90 which replace the conduits formed in the body of the cylinder dre.

   These conduits 90 are connected to the cylinders 79 by pipes 91 and are controlled by the distributor.

 

Claims (1)

REVENDICATION Machine hydraulique comportant plusieurs cylindres radiaux dans lesquels se meuvent des pistons, machine caractérisée en ce qu'elle est établie de manière due, si elle tourne à une vitesse régulière, l'écoulement du fluide en elle soit aussi réguliei.. SOUS-REV I: DIC.: CLAIM Hydraulic machine comprising several radial cylinders in which the pistons move, machine characterized in that it is properly established, if it rotates at a regular speed, the flow of fluid in it is also regular. SUB-REV I: DIC .: @TION 1 Machine hydraulique selon la revendica- tion, caractérisée en ce que le mouvement des pistons est commandé en vue de -l'écoulement régulier du liquide par au moins un organe de guidage établi selon la formule exposée. 2 Machine hydraulique selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caracté risée en ce que les parties de l'organe de guidage établies selon la formule sont séparées par des parties en arcs de cercle correspondant aux points morts des pis tons. @TION 1 A hydraulic machine according to claim, characterized in that the movement of the pistons is controlled with a view to the regular flow of liquid by at least one guide member established according to the formula explained. 2 Hydraulic machine according to claim and sub-claim 1, characterized in that the parts of the guide member established according to the formula are separated by parts in arcs of a circle corresponding to the dead centers of the pis tons. 3 Machine hydraulique selon la revendica tion, caractérisée en ce que le passage du liquide dans les cylindres est commandé par un distributeur situé entre ceux-ci. 1 Machine hydraulique selon la revendica tion, 3 Hydraulic machine according to claim, characterized in that the passage of liquid in the cylinders is controlled by a distributor located between them. 1 Hydraulic machine according to the claim, caractérisée en ce que le passage du liquide dans les cylindres est corn- rnandé par un distributeur ayant une paire de lumières d'échappement et cri ce qu'il comporte des moyens pour mettre hors de service l'une des lumières d'ad mission ainsi que pour permettre à du liquide venant de l'échappement d'arriver à cette lumière. 5 Machine hydraulique selon la revendica tion et la sous-revendication 4, caractérisée en ce que le sens de sa marche peut être interverti. characterized in that the passage of liquid through the cylinders is controlled by a distributor having a pair of exhaust ports and includes means for disabling one of the inlet ports thereby only to allow liquid from the exhaust to reach this light. 5 hydraulic machine according to claim and sub-claim 4, characterized in that the direction of its travel can be reversed. 6 Machine hydraulique selon la revendica tion et la sous-revendication 3, caracté risée en ce que le distributeur, rotatif, se meut à une vitesse angulaire différente de celle à laquelle se déplacent le ou les organes de guidage qui sont mobiles. 7 D'lachine selon la revendication et les sous-revendications 1, 2; 3, en substance telle que décrite en référence aux fig. 1.--3 des dessins annexés. 6 Hydraulic machine according to claim and sub-claim 3, characterized in that the rotary distributor moves at an angular speed different from that at which the guide member or members which are movable move. 7. D'lachine according to claim and sub-claims 1, 2; 3, in substance as described with reference to FIGS. 1 .-- 3 of the accompanying drawings. g Machine selon la revendication et la sous- revendication 3, en substance telle que décrite en référence aux fig. 4-7 des dessins annexés. 9 Machine selon la revendication et la sous revendication 3, eu substance telle que décrite en référence à la fig. S des dessins annexés. 10 Machine selon la revendication et la sous revendication 4, en substance telle que décrite en référence aux fig.9-11 des dessins annexés. A machine according to claim and sub-claim 3, in substance as described with reference to FIGS. 4-7 of the accompanying drawings. 9 Machine according to claim and sub-claim 3, had substance as described with reference to FIG. S of the accompanying drawings. 10 Machine according to claim and sub-claim 4, substantially as described with reference to Figs. 9-11 of the accompanying drawings. 11 Machine selon la revendication et les sous-revendications 4, 5, en substance telle que décrite en référence à la fig. 12 des dessins annexés. 12 Machine selon la revendication et la sous- revendication 6, en substance telle que décrite en référence à la fig. 13 des des sins annexés. 13 Machine selon la revendication, en subs tance telle que décrite en référence aux fig. 14-16 des dessins annexés. 11 Machine according to claim and sub-claims 4, 5, in substance as described with reference to FIG. 12 of the accompanying drawings. 12 Machine according to claim and sub-claim 6, in substance as described with reference to FIG. 13 of the annexed sins. 13 Machine according to claim, in substance as described with reference to FIGS. 14-16 of the accompanying drawings.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1007707B (en) * 1956-06-30 1957-05-02 Kieler Howaldtswerke Ag Liquid radial motor or pump
DE1503301B1 (en) * 1959-11-13 1969-09-11 Poclain Bataille Et Fils Atel Hydraulic motor with a rotatable cylinder block that is firmly seated on the motor shaft and that comprises several radially directed working cylinders

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DE1007707B (en) * 1956-06-30 1957-05-02 Kieler Howaldtswerke Ag Liquid radial motor or pump
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