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
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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
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La somme des déplacements de tous les pistons communiquant avec le tuyau n 1 est
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Dans cette somme r9 peut avoir une va leur quelconque entre o et
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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>
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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
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Lorsque 0 croit, la valeur de B diminue de
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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<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.