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B R E V E T D' I N V E N T I 0 N Machine rotative à rotor excentré
La présente invention concerne des perfectionnements aux machines rotatives , motrices ou réceptrices , comportant , dans un stator cylindrique, un rotor excentré muni de pales qui sont montées radialement sur un axe concentrique au stator et qui traversent la paroi du rotor dans des rotules en forme de segments de cylindre où elles peuvent coulisser en transmettant l'effort du rotor , ou inversement ,
Dans les machines de ce genre les principales difficultés rencontrées dans la réalisation pratique proviennent des frottements excessifs .
Dans de telles machines , comportant par exemple trois pales , cellesci sont montées sur l'axe concentrique au stator , chacune à l'aide d'un ou de plusieurs oeillets ,
Suivant la pratique usuelle en la matière , pour réduire les frottements, on cale dans chaque oeillet un roulement ou une bague en métal anti-friction telle que, 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 roulement , 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.
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D'autre part la force centrifuge augmentant avec le carré de la vitesse de rotation , les charges unitaires maximum seront vite dépassées.
Au total , le travail de frottement engendré en cet endroit et qui se traduit par un échauffement de la machine , est considérable et provoque un abaissement du rendement de la machine
Suivant la présente invention , on a trouvé que l'on peut , dans une machine du genre spécifié , remédier à cet inconvénient par une disposition particulière.
A cet effet , au lieu de munir chaque oeillet d'une bague en métal antifriction calée dans cet oeillet , on monte sur l'axe concentrique au stator , un manchon ou une douille continue s'étendant sur toute la longueur de l'axe embrassée par les oeillets des pales et celà à frottement doux , c'est-à-dire en réalisant une surface cylindrique à lubrifier entre la douille et l'axe , les oeillets étant , d'autre part , montés sur la dite douille également à frottement doux , c'est-à-dire en réalisant une autre surface cylind@coue à lubrifier , entre les oeillets des pales et la dite douille ce qui permet des mouvements relatifs de rotation , aussi bien entre l'axe et la douille qu'entre la douille et les oeillets.
De cette manière les forces centrifuges dues aux trois pales donneront une composante presque nulle sur l'axe. La douille étant ainsi pratiquement équilibrée et entrainée par les pales dans leur mouvement de rotation , il en résulte que les frottements entre la douille et l'axe seront considérablement réduits, bien que les chemins relatifs , parcourus , soiept considérables , les efforts étant toutefois réduits dans des proportions considérables .
D'autre part , le travail d'oscillation des pales Qui est maintenant transmis à l'extérieur du susdit manchon continu , résulte d'un mouvement d'oscilla- tion d'amplitnde très réduit - quelques 20 à 40 , pour un effort considérable et non écuilibré.
Le travail qui en résulte et qui se traduit encore une fois par un échauffement , est ainsi considérablement réduit.
Au total , on constate que par le dispositif objet de la présente invention , le rendement de @a machina est augmenté dans des proportions inattendues , et que l'usure et normalement répartis sur les suffaces.
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Pour apprécier ce résultat ,il ne faut pas perdre de vue que la douille continue comporte deux surfaces lubrifiées , d'une part , intérieurement entre elle et l'axe concentrique au stator et , d'autre part , extérieurement entre elle et les oeillets des pales .
Il est évident qu'au lieu d'utiliser un manchon en métal antifriction , on pourrait également prévoir un manchon en métal quelconque comportant deux séries de roulements , c'est-à-dire une série entre ce manchon et l'arbre et une série entre ce manchon et les oeillets des pales.
Suivant une autre particularité de l'invention , on prévoit d'améliorer l'é- tanchéité le long des faces planes latérales du rotor , en regard des fonds plats du stator.
Dans les machines de ce genre , il est connu de loger des segments d'étanchéité courbes dans des rainunes courbes pratiquées dans les faces plcnes latérales du rotor , en regard des fonds plats du stator , pour assurer l'étanchéité le long des dits fonds , entre les pales. Ces segments d'étanchéité se composent de plusieurs segments concentriques par rapport au rotor . Lors du fonctionnement de la machine , chaque segment balaie donc une surface annulaire dont l'épaisseur est égale à celle du segment.
Cette disposition connue donne des résultats satisfaisants au point de vue étanchéité , mais on a constaté que , dans certains cas , elle présente des difficultés au point de vue lubrification , ce qui peut avoir pour résultat un échauffement.anormal de la machine , en ces endroits.
Suivant la présente invention , on prévoit de remédier à cet ihconvénient , tout en assurant l'étanchéité de manière aussi satisfaisante ,mais en permettant , en outre , une lubrification suffisante de manière à éviter tout échauffe ment anormal.
A cet effet, suivant l'invention , au lieu d'être concentrique au rotor , les dits segments ont une oourbure très sensiblement moindre et suivant une forme de réalisation préférée , ils sont formés de segments rectilignes.
De cette manière, chaque segment balaie une surface annulaire considérablement augmentée et on a constaté que par cette disposition la lubrification est satisfaisante et que l'échauffement anormal est supprimé.
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D'autre part une telle disposition ramène vers le centre des fonds du stator l'huile qui est entrainée à la périphérie par la force centrifuge.
Suivant une autre particularité de l'inventionion prévoit également d'assurer cette étanchéité par une forme particulière des susdits segments d'étanchéité courbes ou rectilignes.
A cet effet on prévoit de donner à la section droite des dits segments une forme partiellement en biseau , c'est-à-dire dont un pan est incliné par rapport à l'autre , sur une partie de sa hauteur et ce , du côté des segments destinée à venir en regard des fonds du stator.
On a constaté que par cette disposition , on réduit considérablement les frottementse entre les segments et le stator tout en augmentant l'étanchéité , par suite de la création de chambres en forme de coin , dans lesquelles vient se caler de la matière lubrifiante , ce qui concourt à assurer l'étanchéité d'une manière parfaite.
Suivant encore une autre particularité de l'invention , on prévoit de munir les évidements du rotor dans lesquels sont logées les rotules , de galets ou rouleaux de guidage et d'appui montés dans chaque évidement et portés par des axes 13 , qui tourillonnent dans des portées anti-friction telles que ,de préférence , des roulements à aiguilles. De cette manière on évite toute tendance au coincement entre les demi-rotules et le rotor qu entre pa- le,et rotule
Ces galets ou rouleaux sont montés en deux étages c'est-à-dire en deux alignements , un à proximité de chaque bec des évidements.
Au lieu de les monter dans les dits évidements du rotor , ces galets ou rouleaux peuvent être montés dans les faces courbes des rotules destinées à être logées dans ces évidements.
De même/un alignement de galets peut être prévu dans le logement,tandis que l'autre alignement est prévu dans la face courbe de la rotule correspondante .
D'autres détails et particularités de l'invention apparaitront au cours de la description des dessins annexés qui représente à titre d'exemple seulement , diverses formes de ré@@@@@@stion de l'invention.
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La figure I, représente en perspective une machine rotative à rotor excen- tré , d'un genre connu , dans -laquelle on a enlevé à l'avant , le fond plat du stator , pour rendre visible les éléments essentiels de la machine.
La figure 2 représente l'axe des pales , les pales et le mode de montage de ces pales sur leur axe ,conformément à la présente invention.
Les figures 1 et 4 montrent schématiquement deua formes de réalisation d'une autre particulatcté de l'invention.
La figure 5 montre,µ grande échelle,une forme de réalisation d'une troisié- me particularité de la présente invention .
La figure 6 illustre avec brisure partielleencore une autre particularité de l'invention.
Les mêmes chiffres;de référence désignant les éléments correspondants dans les diverses figures .
La machine d'un genre connu représenté figure 1 comporte essentiellement un stator cylindirque I dans lequel tourne un rotor 2 également cylindrique, mon- té excentriquement par rapport au stator . Elle comprenden outre des pales radiales , 7 ,8 et 9 ,au nombre de trois , dont les moyeux tels que le moyen 7' de la pale 7 . analogues à des oeillets de charnières , sont montés indivi- duellement sur un axe commun I0 qui est supporté en porte-à-faux par un des fonds du stator , concentriquement au stator I.
Les pales traversent le rotor dans des rotules II formés chacune de deux demi-rotules en forme de segments de cylindre , logés dans des évidements cy- lindriques 3 du rotor , de part et d'autre de la pale correspondante. s
On comprend que loue le rotor excentré tourne ,'les rotules coulissent radialement par rapport aux pales en oscillant dans leurs logements pour sui- vre l'inclinaison des pales , par rapport au rotor excentré.
Toute friction entre les rotules et les pales est évitée par les galets ou rouleaux de guidage et d'appui 12 montés dans chaque demi-rotule et portés à cet effet par des axes 13 qui tourillonnent dans des portées anti-friction telles que ,de préférence , des roulements à aiguilles . Les logements ren- fermant les galets sont ouverts du côté de la pale.
Entre les demi-rotules et les pales et sur la tranche périphérique des pales on prévoit , de manière connue , des segments d'étanchéité 16 et 17.
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Au lieu de caler dans chaque oeillet des pales , une bague en matière anti-friction , on prévoit de réaliser le montage de la manière représentée fig. 2.
A cet effet sur l'axe 10 des pales , on-glisse à frottement deux un manchon 20 dont la longueur correspond sensiblement à la longueur totale des oeillets des trois pales 7 , 8 et 9.
A la figure 2 , pour rendre le manchon continu visible sur une certaine longueur , on a omis de monter sur l'axe une des trois pales. Seules les pales 7 et 8 ont été mises en place . La pale 9 omise comporte deux oeillets qui viennent se placer entre l'oeillet 8' de la pale 8 et chacun des oeillets 7' et 7" de la pale 7.
Par frottement doux il faut entendre , dans le présent cas , un montage tel que les éléments dont les surfaces sont en contact puissent tourner l'un par rapport à l'autre , c'est-à-dire , d'une part , le manchon par rapport à l'axe et ,d'autre part, les oeillets des pales par rapport au manchon , Par la disposition représentée , on a constaté que lors du fonctionnement de la machine on annule pratiquement toute tendance à échauffement exagéré, Celà résulte de ce que pendant la rotation des pales le manchon 20 suit les pales dns leur mouvement de rotation , à vitesse relativement considérable, mais en étant équilibré par les trois pales tandis que le mouvement d'oscillation des pales , d'amplitude très réduite ,
mais qui entraine des efforts plus considérables , a pour effet un déplacement relatif des oeillets sur le manchon.
Il en résulte que le travail de frottement est fortement réduit ce qui a pour effet une augmentation du rendement de le. machine ,
La lubrification des surfaces intérieure et extérieure du manchon 20 est réalisée à l'aide d'un canal central dans l'axe et de petits canaux 20a qui mettent ces deux surfaces en communication . Ces canaux débouchent à proximité de la partie du manchon en regard du milieu des divers oeillets.
Par suite de la continuité du manchon 20 qui s'étend d'un bout à l'autre de l'axe , on assure ,d'autre part , une lubrification satisfaisante aux deux extrémités de l'axe , parce que de la matière lubrifiante est refoulée vers ces endroits , entre le manchon et l'axe , alors que lorsque chaque oeillet est muni d'une bague individuelle , la matière lubrifiante
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à tendance à s'échapper directement entre les divers oeillets sans assurer la lubrification aux extrémités de l'axe et notamment le long des fonds du stator.
Il importe de remarquer que les mêmes effets que ceux décrits ci-dessus peuvent approximativement être obtenus,en calant une des pales sur le manchon 20 , toutes les autres devant cependant être montées sur ce manchon de manière à pouvoir librement tourner par rapport au manchon. Il est évident que le manchon 20 peut être réaliser en n'importe quelle matière capable d'assurer les rotations relatives susmentionnées sans grippage et en tenant compte de la nature de la matière constitutive de l'axe et des oeillets. On peut notamment utiliser du bronze ou analogue.
Toutefois,au lieu d'utiliser une bague en une telle matière on peut prévoit une bague en un métal quelconque à condition de prévoir deux séries de roulements, l'une entre l'axe 10 et cotte bague et l'äutre entre la bague et les oeillets des pales.
Il est connu dans des machines du genre décrit, de placer des segments d'étanchéité courbes 18 (figurai) concentriques à la surface cylindrique extérieure du rotor ,dans des logements courbes de courbure correspondante , et pratiqués dans les faces planes latérales du rotor , comme visible figure I.
Ces segments sont sollicités contre les fonds plans du stator par exemple par des ressorts non représentés. '
De manière connue , ces segments 18 sont de préférence taillés en@@@ (fig. I) de manière à épouser la courbure des demi-rotules ou bien , si on prévoit des segments d'étanchéité entre les demi-rotules et leurs logements, les segments 18 et ces derniers segments sont imbriqués , c'est-à-dire qu'ils pénétrent les uns dans les autres de préférence les segments 18 dans les dits derniers segments , ainsi qu'expliqué ci-après.
Suivant l'invention , on prévoit de remplacer les segments 18 de la figu@ re I , courbes et concentriques à l'axe du rotor ,par les segments 18 représentés figure 3 et composés essentiellement d'une partie centrale rectiligne prolongée , le cas échéant, par des petits'segments également rectilignes mais courbés pour venir s'engager et coopérer avec des segments d'étanchéité 71 logés entre les demi-rotules et leurs évidemonts dans le rotor.
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De cette,manière , on peut assurer , de manière simple , la lubrifica tion des segments 18 tout en assurant l'étanchéité voulue , mais sans provoquer d'échauffement anormal.
Evidemment , les segments 18 ne doivent pas être rigoureusement rectili- gnes ,mais ils peuvent être légérement courbés , en vue d'anéliorer l'étanchéité , à condition toutefois que,leur courbure soient sensiblement moindre que celle de la périphérie du rotor , ou en d'autres mots , que leur rayon de courbure soit sensiblement plus grand que le rayon du rotor . Une telle variante est schématisée figure 4.
Les meilleurs résultats sont toutefois obtenus lorsque les segments 18 sont re@tilignes , c'est-à-dire,lorsque leur rayon de courbure est infini.
On a constaté que l'étanchéité est considérablement augmentée par une conformationn particulière des segments 18, en coupe transversale . Jusqu'à présent ces segments présentaient une section droite de forme carrée ou rectangulaire . Suivant la nouvelle disposition représentée figure 5 , on donne au dit segment une forme en biseau , sur une partie de sa hauteur , à savoir sur la hauteur du pan incliné I8a et ce , du côté destiné à venir en regard des fonds du stator , de sorte que le segment ne sera plus en contact avec les dits fonds que par la surface réduite I8b .
La surface inclinée I8a et le fond du stator représenté en pointillé réalise un espace en forme de coin I8d , dans lequel sous l'effet de la force centrifuge , vient se coincer du lubrifiant , ce qui augmente l'étanchéité et en outre , assure la lubrification parfaite de la surface I8b , tout en évitant des frottements excessifs , de sorte que par cette disposition le rendement de la machine est encore amélioré. Su@vant une autre particularité de l'invention on prévoit de monter , dans les évidements cylindriques 3 du rotor , destinés à recevoir les demi-rotules II , des galets30 de guidage ou d'appui pour les dites demi-rotules. Cette disposition est représentée figure 6.
Ces galets 30 sont montés , de préférence , en deux étages ou alignements ,un a pro@i- mité de chacun de deux becs ou extrémité des évidements.
Comme dans le cas des galets 12 , les galets 30 ne sont pas logés simplement dans des cavités pratiqués dans les dits évidements , mais au contrai-
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re , ces galets 30 sont montés sur un axe 31 ou sont portés par deux pivots qui tourillonnent dans des portées anti-friction telles que , de préférence:, des roulements à aiguilles 32. Il en résulte que ces galets ne portent pas contre le fond des cavités qui les reçoivent et que les efforts transmis des rotules au rotor ou inversement, le sont par l'intermédiaire de l'axe ou des pivots sur lesquels sont montés les dits galets. De même , les efforts transmis par les pales aux rotules ou inversement , le sont par l'intermédiaire des pivots ou axes 13 (figure I ) les galets 12 ne portant pas contre les fonds des cavités des rotules dans lesquelles ils sont logés.
Par cette disposition des galets 30 , analogue à la disposition des galets 12, on constate que l'on évite toute tendance au coincement des rotules dans leurs logements ou toute tendance au coincement entre pales et rotules
Avec une disposition de ce genre on prévoit de loger des barrettes d'étanchéité 33 dans l'espace entre les faces courbes des rotules et les faces courbes des évidements. Bien entendu , au lieu de monter les galets 30 dans des cavités des évidements comme représenté, on pout les monter dans des cavités pratiquées dans la face courbe des rotules.correspondantes, ou bien , un étage ou alignement de galets peut-être prévu dans l'évidement et l'autre étage peut être monté dans la face courbe de ,la rotule.
Il est évident que l'invention est applicable à toutes les machines rotatives à rotor excentré du genre décrit, quels que soient les perfectionè nements autres que ceux décrits qui y sont prévus. D'autre part, l'invention n'est pas limitée à une constitution ou application particulière de la machine en cause qui peut-être réceptrice ou motrice , à fluide compressible à explosion, à vapeur ou autre , sans pour celà sortir du cadre de l'invention telle que précisée par les revendications qui suivent.
Revendications.
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