<Desc/Clms Page number 1>
"Pompe réversible'.
La présente invention 'a pour objet des pompes du type à cylindres tournants agencés pour fonctionner sans soupape et pouvant permettre une marche réversible.
Les pompes suivant l'invention sont montées à l'intérieur d'une roue. d'entraînement tournant autour d'un axe rixe oreux, et elles sont caractérisées en ce qu'elles oomprennent en combinaison des cylindres solidaires de la dite roue, des pistons dans les cylindres, un mécanisme de commande de pistons calé sur le dit axe fixe, des tubu- lures latérales sur opaque cylindre, l'aspiration et le refoulement se faisant aux deux extrémités du dit axe fixe, un cloisonnement dans le dit axe fixe séparant.l'aspiration . et le refoulement et coopérant avec des orifices dans le dit axe fixe, devant lesquels défilent au cours de la rotation les débouchés des dites tubulures latérales des cylindres.
<Desc/Clms Page number 2>
Dans un mode d e réalisation particulier, l'appareil comporte un piston double entraîné dans un double cylindre formant le corps de la pompe soit par pignon à denture interrompue et crémaillères soit par galet monté sur une bielle. Le corps de'la pompe est fixé sur un élément rota- tif formant à la fois volant et poulie d'entraînement.
La pompe ainsi réalisée ne comporte ni joint ni soupape ce qui simplifie sa construction, et facilite son montage et démontage. Elle est réversible, c'est-à-dire que, en inversant le sens de rotation du volant on obtient l'inversion de l'aspiration et du refoulement ou inversement.
Elle peut donc aussi fonctionner comme moteur actionné par du fluide sous pression, en inversant son alimentation ou le sens de sa rotation.
Suivant un autre mode de réalisation le rotor comporte deux corps de pompe décalés de 90 sur l'axe de rotation et de diamètres différents, le refoulement de l'une alimentant.l'aspiration de l'autre, les deux corps de pompe tournant solidairement autour de l'axe fixe.
On'réalise ainsi l'expansion ou la compression à deux étages.
Suivant un autre mode de réalisation des cylindres en nombre supérieur ou égal à trois sont montés en étoile sur un carter contenant l'huile de lubrification et renfer- mant le mécanisme de commande des pistons.
Cette disposition assure la continuité de l'action du groupe et un meilleur équilibre des réactions autour de l'axe de rotation.
La roue portant les cylindres de la pompe peut jouer à la fois le rôle de roue d'entraînement et de volant.
Elle peut être également une roue de véhicule, plus spécia- lement de tracteur,ou une roue d'aube ou à pales.
<Desc/Clms Page number 3>
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de divers modes de réalisation de l'invention choisis à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: 'la figure 1 est une vue en c oup e longitudinale de la pomper la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne III-III de la figure 1 ; la figure 4 est une autre coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la figure 1 ; la figure 5 est une coupe transversale d'une Variante de réalisation; la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5;
la figure 7 représente un autre mode de réalisation en coupe longitudinale suivant la ligne VII-VII de la figure 8; la figure 8 est une coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 représente un autre mode de réalisation en coupe longitudinale suivant 1a ligne IX-IX de la figure 10; la figure 10 est une coupe transversale suivant la ligne X-X de la figure 9; la figure 11 représente un autre 'mode de réalisa- tion-en coupe longitudinale suivant la ligne XI-XI de la figure 12; la figure 12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11; la figure l3représente un autre mode de réalisa- tion an coupe longitudinale suivant la,ligne XIII-XIII de la figure 14 ;
<Desc/Clms Page number 4>
la figure 14 estune coupe transversale suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13;
la figure 15 représente un autre mode de réalisa- tion en coupe longitudinale suivant la ligne XV-XV de la figure 16 ; la figure 16 est une coupe transversale suivant la ligne XVI-XVI de la figure 15.
Suivant le mode de réalisation des'figures 1 à 4 la pompe se compose essentiellement d'un cylindre 1 dans lequel se déplace un piston double 2. A l'intérieur du piston est prévue une double crémaillère 3-31. Sur le cylindre est montée une tubulure latérale 4 communiquant avec le cylindre 1 à ses deux extrémités.
Les deux fonds du cylindre 1 sont bloqués, au moyen de vis 5, sur les extrémités de bras 6 de section en forme de T; ces taras 6 sont reliés à un élément circulaire 7. Cette partie 7 forme poulie pour l'entraînement de la pompe. L'ensemble 6-7 constitue un volant d'entraînement.
La pompe 1-2 et le volant 6-7 sont montés sur un axe fixe tubulaire 8 monté sur deux supports 9 et 10. Cet arbre tubulaire sert'à l'aspiration par son extrémité droite 11 (fig. 1) présentant une partie filetée pour recevoir un raccord convenable. Il sert également au refoulement par son extrémité gauche 12 également pourvue d'une partie filetée recevant le raccord nécessaire.
L'axe 8 présente vers son milieu, à l'endroit où il traverse le cylindre 1, une 'partie conique 13 et notam- ment deux portées cohiques 14 et 15. Une butée à billes 16 assure le calage du cylindre rotatif sur ces portées 14 et 15. Sur la partie 13 est prévu un engrenage interrompu 17.
<Desc/Clms Page number 5>
L'axe 8 présente au étroit de la tubulure ¯4 deux ouvertures opposées l'une 18 au-dessus, l'autre 19 au- dessous (fig. 3). Entre les deux ouvertures 18 et 19 est disposée à l'intérieur de l'arbre tubulaire 8 une cloison oblique 20. En raison de la présence de cette cloison, l'ou- verture 19 et par suite la tubulure4 lorsqu'elle passe de- vant cette ouverture communique avec l'aspiration de la pompe (extrémité 11). De même l'ouverture 18 est en communi- cation avec le refoulement (extrémité 12) et relie celle-ci à la tubulure 4 lorsqu'elle passe devant 18.
Le volant-poulie 7 peut être soutenu, outre les bras opposés 6, par des bras accessoires tels que 22 en nombre quelconque (fig. 4). Le calage de la butée à billes 16 peut être assuré par des vis de réglage 21 se vissant sur le rebord en T des bras 6.
L'ensemble de la pompe est entraîné en rotation par le volant poulie 7 dans le sens de la flèche (fig. 2).
Pendant cette rotation sur l'axe fixe 8, la denture 31 engrène avec la denture 17 fixée sur l'axe 8. Le piston 2 se déplace dans le cylindre dans un sens. Lorsque o'est la seconde denture .3, ¯qui vient en contact avec la denture interrompue 17, le piston se déplace dans l'autre sens. On crée ainsi aux deux extrémités du cylindre 1 des phases successives d'aspiration et de refoulement. Ces extrémités étant en communication avec les tubulures 4, lorsque celles- ci viennent en face des ouvertures 18 et 19 de l'arbre 8, l'aspiration et le refoulement se produisent comme Indiqué schématiquement par les flèohes (fig. 1).
Ce résultat est obtenu sans organes spéciaux tels que soupapes et'ce par la présence de la cloison 20 qui sépare l'admission du refou- lement dans l'arbre tubulaire fixe.
<Desc/Clms Page number 6>
La cloison 20 est conformée, comme indiqué en fig. 3 de façon telle que la communication des tubulures 4 avec les deux parties de l'axe creux 8 se trouve assurée jusqu'à ce que les pistons soient à la fin de -leurs courses et qu'à ce moment toute communication se trouve fermée entre l'aspiration et le refoulement.
En inversant d'ailleurs le sens de rotation, on obtient l'inversion de l'aspiration et du refoulement,, Un résultat analogue pourrait être obtenu en maintenant fixe le corps de pompe et en faisant tourner l'axe 8.
Une variante de réalisation est représentée sur les figures 5 et 6. Dans celle-ci on retrouve le corps de pompe 1 et le piston double 2 montés sur l'axe creux fixe 8, l'aspiration et le refoulement étant séparés par la cloison oblique 20. L'entraînement du piston 2, au lieu d'être assu- ré par les crémaillères 3,31 et le pignon à denture interrom- pue 17, est produit par un galet 21 monté sur la bielle 22 solidaire de l'arbre 8 et fixe.
A l'intérieur du piston 2 sont ménagées des rai- nures 23 dans lesquelles coulisse le galet 21, lorsque l'en- semble 1-2,entraîné par le volant-poulie 6-7, tourne autour de l'axe (ou inversement) le galet fixe 21 assure le mou- vement alternatif du piston 2. Celui-ci agissant en combinai- son avec la tubulure latérale 4 et avec l'axe creux 8 provo- que successivement par les deux faces du piston 2 1'aspira- tion et le refoulement, comme Indiqué précédemment, ces opé- rations pouvant être d'ailleurs inversées si l'on change le sens de rotation.
Pour augmenter la course totale du piston il suffit d'augmenter la distance de l'axe du galet 21 par rapport à l'axe de l'axe 8, à cet effet on peut ménager au milieu du cylindre 1 un évidement 25 de profondeur convena- ble permettant le passage dudit galet 21. Dans cette réali- sation, le cylindre 1 est additionné d'un élément 26 vissé,
<Desc/Clms Page number 7>
'soudéou ajusté de façon/usuelle quelconque,
Avec les dispositions décrites, on voit que la pompe fonctionne sans soupape, et ne nécessite aucun joint ce qui simplifie sa construction, son montage et démontage.
Suivant une variante représentée sur les figures 7 et 8 un corps de pompe 1 analogue à celui des figures 1 ou 5 est monté sur un axe 8 et se trouve maintenu à l'in- térieur d'un élément rotatif 33 formant à la fois volant et poulie d'entraînement au moyen de quatre vis de pression réglables 34 à l'aide d'écrous 35, Ces vis-sont logées dans les parties tubulaires 36 ménagées dans l'armature du volant 33 et disposées dans l'axe transversale et longitudinal de la pompe. Ces vis sont maintenues par, l'intermédiaire d'un ergot 37 qui pénètre dans une lumière'38 pratiquée dans la vis afin d'empêcher la vis de tourner tout en la faisant coulisser à l'intérieur de la partie tubulaire du volant.
Ce montage tout en simplifiant la construction du volant permet de réduire la longueur de l'axe 8 qui reposa comme précédemment sur les supports 9 et 10 disposés de chaque coté duvolant.
La description qui précède concerne une pompe à un corps de pompe unique. Il est évident que la,disposition suivant l'invention peut être appliquée à des pompes à cylindres multiples. On peut en effet utiliser deux Corps de pompe jumelés et parallèles montés sur le même axe , avec tubulure d'aspiration .et de refoulement commun.
Suivant un mode 'de réalisation représenté d'une façon simplifiée par les figures 9 et 10 le rotor comporte deux corps de pompe 39 et 40 de diamètres différents et disposés,à 90 . Chaque corps .est monté sur un élément d'axe respectif 41 et 42 qui sont rendus solidaires au moyen d'une. bague filetée 43.
<Desc/Clms Page number 8>
Chacun de ces élémentest muni d'une cloison (41a et 42a) similaire à la cloison 20 des figures 1 et 3 et les deux éléments coopèrent de sorte que le refoulement d'une pompe alimente l'aspiration de l'autre.
Chaque corps de pompe est maintenu fixe au moyen de quatre vis de pression réglables 34, identiques à celles représentées en figure 7. Ces vis sont logées à l'intérieur de deux disques: 44 pour le corps de pompe 39, et 45 pour le corps de pompe 40, les vis coulissent à l'intérieur de ces deux disques par l'intermédiaire d'un ergot 37 logé dans une lumière 38 pratiquée sur chaque disque. Ces disques sont disposés et portés de part et d'autre d'un volant d'en- traînement 46 au moyen de tiges 47 filetées à une extrémité pour recevoir un écrou 48 dans le but de maintenir rigide et réglable l'écartement entre les disques 44 et 45.
Suivant un autre mode de réalisation représenté par les figures 11 et 12, la pompe comprend quatre cylindres à savoir deux cylindrées opposés 50 et deux cylindres égale- ment opposés 51 de diamètre plus grand, montés en étoile sur un carter 52 contenant l'huile de lubrification et le méca- nisme de commande des pistons qui est constitué par une came 53 en forme de coeur rendue solidaire par une clavette
54 de l'axe creux fixe allant de l'orifice d'aspiration 55 à l'orifice de refoulement 56 les rôles de ces orifices pouvant être inversés).Des bielles57,58 s'appuyant par des galets tels que 59 sur la came 53 actionnent respectivement les pistons 62 et 63 et les bielles opposées sont réunies entre elles par des fourches 60,61 coulissant sur l'axe
55-56.
Les canalisations latérales des cylindres 50 sont raccordées d'une façon étanche avec leurs prolongements
<Desc/Clms Page number 9>
64 sur là face extérie ure du carter 52 et communiquent au moment voulu avec des orifices de distribution percés sur l'arbre creux et séparés par une cloison oblique 65.
Des canalisations similaires visibles sur les dessins partent des cylindres. ,51 pour aboutir à des orifices de distribution similaires séparés par une cloison oblique
66.
La paire de cylindres 50 travaille en série avec la paire de cylindres 51, la paire de cylindres 50 de petite cylindrée assurant par exemple une. première détente et la paire de cylindres 51 de plus grande cylindrée assurant la deuxième détente, ou inversement pour la compression.
Il est clair que les deux groupes,de cylindres qui assurent respectivement les deux phases de la-compression ou de la détente, au lieu de comporter chacun deux cylindres, peuvent--comporter dans la disposition en étoile un nombre quelconque 'de paires de cylindres. Les cylindres chargés de la première phase auront en général un diamètre différent de ceux chargés de la deuxième phase et les paires opposées des premiers alterneront sur la périphérie du rotor avec ,les paires opposées des seconds.
Les canalisations latérales des cylindres du premier groupe défileront devant les orifi- ces de distribution associés à une,première cloison oblique comme la cloison 65 de la figure 12 et celles des cylindres du second groupe défileront devant une seconde' cloison obli- que comme celle 66 de la même-figure.
La disposition en étoile permet en effet de , multiplier - suivant une technique oonnue- les cylindres, sans difficulté particulière. Ainsi a-t-on représenté sur les figures 13 et 14 une variante de pompe suivant ltinven- tion, oomportant six cylindres en étoile, mais travaillant dans ce cas à une seule phase de compression ou de détente.
<Desc/Clms Page number 10>
Six cylindres identiques 70 sont associés à un carter 71 et rendus solidaires d'une janbo de roue 73 au moyen d'ergots 72,-Cette jante est équipée dans le cas de la figure d'une monture 74 pouvant recevoir un bandage pneumatique.
Le mécanisme de commande est constitué par un plateau excentré 75 claveté sur l'axe 76 portant des billes 77 sur lesquelles roule une couronne 78 portant articulées les bielles 79 reliées aux pistons 80 des cylindres 70.
Un autre mode de réalisation représenté dans les figures 15 et 16, montre un groupe de cylindres 81 montés on* étoile et fixés par leur partie supérieure à une jante 82 au moyen de crampons 83, la partie inférieure des cylindres étant fixée sur un carter 84 comprenant à l'intérieur le mécanisme de commande constitué par une came 85 formée de deux disques juxtaposés en forme de coeur et présentant sur leur face interne des rainures 86 dans lesquelles roulent des galet. 87 portant les bielles 88 montées sur les pistons 89. Des galets 90 sont montés sur le carter à la partie inférieure des cylindres dans le but de guider les bielles dans leur mouvement alternatif.
La jante '82 peut être divisée en deux parties reliées entre elles au moyen de deux boulons de serrage 91.
Entre chaque paire de cylindres adjacents une monture 92 portant des crampons est fixée sur le carter dans le but de donner plus de rigidité à l'ensemble.
La disposition en étoile des cylindres présente l'avantage d'assurer une continuité de l'action et un équi- librage d'autant meilleurs que le nombre de,cylindres est plus grand. Dans le cas de l'expansion (ou aspiration) à un étage trois pistons peuvent suffire à assurer une continuité de l'action;: dans le cas de l'expansion (ou aspiration) à deux étages le nombre minimum de cylindres est évidemment égal à quatre.
<Desc/Clms Page number 11>
-- Dans les applications nombreuses de l'appareil, la disposition en étoile des cylindres constituant le bloc moteur parait idéale pour'la construction d'une roue motri- ce. En effet, celle-ci peut être montée, soit dans une jante avec ou sans bandages pneumatiques, figures 13 et 14, soit dans une roue dentée pour commande de pignons ou crémaillè- res, ou bien le fond des cylindres est muni de crampons, par exemple pour des tracteurs, figures 15 et 16 ou bien d'aubages nécessaires pour la navigation ou par des pales d'hélices en usage dans l'aviation.
La disposition suivant les figures 11 et 12 peut se monter sur une bicyclette dont le cadre est tubulaire, les pédales actionnant une pompe à air, la transmission étant assurée par une simple conduite d'air comprimé.
L'admission et l'échappement sont reliés à un inverseur qui est, dans ce cas, le principal organe de commande.
Dans l'application sur une automobile, l'appareil peut être utilisé avec des réservoirs d'air comprimé intégrés dans le châssis et pouvant constituer des compartiments à pressions différentes; les commandes se réduisent alors à de simples vannes et Inverseurs placés sur les conduites r d'air comprimé. Cette disposition supprime ainsi tout le dispositif' rigide de commande et de transmission actuel, par exemple, changement de vitesse, embrayage, arbre de transmission, différentiels, etc... les accumulateurs n'au- ront à assurer que l'éclairage et la signalisation grâce à la suppression du démarreur.
En outre, pour un tracteur, le corps de l'appa- reil étant constitué par un cylindre à un ou plusieurs compartiments à pressions différentes permettra par sa marche réversible d'accumuler lui-même sa charge d'air comprimé au moyen d'une énergie sédentaire par exemple l'électricité.
<Desc/Clms Page number 12>
Une autre application peut être réalisée comme dispositif de freinage, par exemple, dans les chemins de fer, l'appareil permettant de réduire considérablement les frais de traction grâce à sa faculté de récupération par le freinage.
Par l'aménagement approprié des portes d'écluses et en ce qui concerne la navigation sur rivières ou canaux à biefs l'appareil peut utiliser uniquement la force' du courant' comme énergie propulsive.
Dans la navigation maritime, l'appareil présente' par rapport aux turbines ou autres machines à vapeur les avantages d'une lubrification parfaite, la réversibilité de sa marche et l'étanchéité de son expansion.
Le-application de' l'appareil dans l'aviation et notamment celle de tourisme permet de remplacer le moteur à explosion avec pour avantage d'annuler les risques d'in- cendie, l*hélice propulsive étant actionnée à l'air comprimé.
L'invention présente des avantages marqués pour la locomotion de tout mobile se déplaçant dans un fluide et dont l'effort de marche ost irrégulier: véhicule circulant sur une route comportant des côtes et descentes, bateaux circulant sur des voies d'eau au cours Irrégulier, etc..,, ou bien pour les véhicules dont l'itinéraire comporte de nombreux arrêts et départs: métro, taxis, ascenseur, etc...
Bien entendu les modes de réalisation ci-dessus décrits ainsi que les applications énumérées n'ont été donnés qu'à titre d'exemples, l'appareil pouvant recevoir d'autres applications notamment comme servo-moteur pour commandée fluides, moteurs éoliens, etc.. sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
<Desc/Clms Page number 13>
1 - pompe rotative réversible sans soupape montée à l'intérieur d'une roue d'entraînement tournant autour d'un axe fixe, comportant des cylindres solidaires de la dite roue et des pistons dans les cylindres, caractérisée en'oe que le dit axe fixe est tubulaire et que l'admission et le refoule- ment s'effectuent respectivement aux deux extrémités du dit axe fixe, un cloisonnement dans cet axe séparant l'admission dû refoulement .
2 - Modes de réalisation de la pompe suivant 1 , remarquable notamment par les points suivants séparés ou en combinaison : a) chaque cylindre est muni de tubulures latérales qui défilent devant des orifices coopérant avec le dit cloisonnement sur le dit axe fixe; b) un mécanisme d'entraînement des pistons est solidaire du dit axe fixe ; c) la pompe comporte un corps de pompe formant un double cylindre, un piston double étant prévu dans ce double cylindre, le mécanisme d'entraînement du double pis- ton étant disposé à l'intérieur de ce double'piston; d) le dit,mécanisme d'entraînement du double pis ton comprend un pignon solidaire de l'axe fixe portant une denture sur une fraction seulement de sa périphérie et attaquant alternativement deux crémaillères disposées face à face à l'intérieur du dit piston double;
e) le dit mécanisme d'entraînement comprend une bielle solidaire de l'axe fixe et agissant par l'intermé- diaire d'un galet sur des rainures pratiquées dans le dit piston double ; f) le corps de pompe suivant c) est centré par quatre vis de blocage à l'intérieur de la dite roue d'en- tratnement;
<Desc/Clms Page number 14>
g) la pompe comprend deux corps de pompe décalés de 90 l'un par rapport à l'autre, travaillant en série, le refoulement du premier corps de pompe alimentant l'admis- sion de l'autre,une première cloison dans l'axe fixe coo- pérant avec deux orifices devant lesquels défilent les tubu- lures latérales de l'un des corps de pompe et une seconde cloison coopérant avec deux autres orifices devant lesquels défilent les tubulures latérales de l'autre corps de pompe;
h) les deux corps de pompe suivant g) sont portés respectivement par deux disques disposés de part et d'autre de la roue d'entraînement et solidaires de celle-ci; i) la pompe comporte des cylindres en étoile, les pistons de ces cylindres étant actionnés par bielles, et un carter renferme l'huile de lubrification, ainsi que le mécanisme d'entraînement des bielles; j) les tubulures latérales des cylindres sont prolongées sur. l'une ou les deux faces latérales du dit carter; k) les cylindres disposés en étoile sont divisés en deux groupes, chaque groupe comprenant un nombre pair de cylindres, des paires diamétralement opposées des cylindres du premier groupe alternant sur la périphérie avec les pai- res diamétralement opposées des cylindres du second groupe, les deux groupes assurant en série deux phases successives du fonctionnement;
1) dans la disposition suivant k) les tubulures latérales du premier groupe de cylindres sont prolongées sur une face latérale du carter et les tubulures latérales du second groupe de cylindres sont prolongées sur l'autre face latérale du carter, une première cloison dans l'axe fixe coopérant avec des orifices devant lesquels défilent les conduites latérales des cylindres du premier groupe, et une
<Desc/Clms Page number 15>
seconde cloison oblique dans l'axe fixe coopérant avec des orifices devant lesquels défilent les tubulures latérales du second groupe de cylindres;
m) le mécanisme d'entraînement des bielles compor- te une came en forme de coeur sur laquelle -prennent appui des galets portés par les bi'elles; n) le mécanisme d'entraînement des bielles com - prend un plateau excentrique, une couronne roulant sur ce plateau par billes, les bielles actionnant les pistons étant articulées sur cette couronne; o) le mécanisme de commande des bielles comprend une came en forme- de' coeur formée de deux plateaux j juxta- posés boulonnés l'un à l'autre, des rainures suivant la périphérie Interne de chacun, de. ces plateaux, des galets portés par des bielles roulant dans ces rainures et d'au- tres galets guidant le mouvement des dites bielles;
p) la roue à l'intérieur de laquelle se trouve montée la pompe constitue à la fois volant et poulie d'en- traînement; q) la dite roue d'entraînement constitue une roue notrice de véhicule et comporte une monture pouvant recevoir un bandage pneumatique ; r) la dite roue d'entraînement est une roue de tracteur et comporte des crampons, certains de ces crampons étant portés par le fond même des cylindres; s) la dite roue d'entraînement comporte des aubages pour la navigation;., t) la dite roue d'entraînement porte des hélices pour l'aviation.