Moteur rotatif. La présente invention est relative à un moteur rotatif comportant, d'une part, un cylindre fixe contre la paroi intérieure duquel est disposé excentriquement un rotor calé sur un arbre creux qui constitue l'arbre du mo teur et dans lequel son- engagées, par l'inter médiaire d'articulations, des pales en contact avec les parois du cylindre fixe et montées folles sur un arbre concentrique à ce cylindre fixe, de façon à pouvoir faire des angles va riables entre elles et, d'autre part, des con duites, dont une qui est mise en communica tion avec une source de gaz sous pression,
aboutit au cylindre fixe sur une longueur comprise entre deux pales successives dont celle en arrière de l'autre passe par la ligne de contact du rotor avec le cylindre fixe, tandis qu'une autre de ces conduites, qui est mise en communication avec l'échappement, aboutit au cylindre fixe sur une longueur comprise entre deux pales successives dont celle en avant de l'autre passe par la ligne de contact du rotor avec le cylindre fixe, une lumière d'échappement.
étant en outre prévue à l'endroit qu'une des pales dépasse au mo ment où la pale suivante commence à se rap- proeher d'elle.
Le moteur suivant l'invention est caracté risé par un obturateur de position variable qui peut obturer progressivement dans le sens. circonférentiel du cylindre fixe une partie variable de la section de sortie dans le cylin dre fixe de la conduite qui est en communi cation avec une source de gaz sous pression.
Il en résulte qu'aussitôt qu'une pale a dé passé la section de sortie libre de la conduite d'admission, l'admission du gaz sous pression dans l'espace croissant en avant de cette pale est supprimée. On peut donc, en déplaçant l'obturateur, faire varier le degré d'admis sion du gaz. sous pression..
Suivant une forme d'exécution particuliè rement avantageuse de l'invention, entre, l'ob turateur susdit et le cylindre fixe, la conduite d'admission susdite est divisée en conduite répartis dans le sens ciroonférentiel du cylin- dre fige et que l'obturateur susdit peut ob turer.
Le moteur peut aussi être construit polir marcher dans les deux sens.
Dans le cas où, d'une part, de chaque côté de sa partie qui limite l'espace maximum entre deux pales successives, le cylindre fixe est en communication avec une conduite d'échappement par une lumière en regard de laquelle se trouve une de ces pales au moment où cet espace maximum est réalisé, chacune de ces conduites d'échappement étant pourvue d'une soupape qui peut être fermée pendant que la soupape dans l'autre conduite d'échap pement est ouverte et vice versa, et dans lequel, d'autre part, ledit cylindre fixe est en communication avec deux autres conduites qui peuvent être mises, l'une en communica tion avec une source de gaz sous pression et l'autre avec l'échappement ou inversement,
le moteur peut être en outre caractérisé par des obturateurs de position variable qui se trou vent dans ces deux dernières conduites et qui sont déplacés sous la commande d'une came commune dont le profil est tel qu'ils puissent occuper simultanément tous les deux la posi tion pour laquelle ils obturent tous les con duits correspondants et que celui d'entre eux qui se trouve dans la conduite servant à l'échappement soit déjà dans la position pour laquelle il découvre une partie des conduits qui lui correspondent avant que l'autre ser vant d'obturateur d'admission ait pu décou vrir un seul des conduits qui lui correspon dent.
Le dessin annexé représente schématique ment, et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe transversale sui vant la ligne I-I de la fig. 2; La fig. 2 est une coupe longitudinale sui vant la ligne II-II de la fig. 1; La fig. â représente le dispositif de ma- naeuvre des obturateurs servant à faire varier le degré d'admission;
La fig. 4 est le développement d'une partie de la paroi périphérique du cylindre fixe, montrant une répartition avantageuse des orifices des conduits ménagés entre les obturateurs et le cylindre fige; La fig. 5 représente, en perspective, un dispositif de commande du levier de manceu- vre du distributeur et du levier de manoeuvre de la came.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Aux fig. 1 et 2, on a représenté un cylin dre fixe 2 contre la paroi intérieure duquel est disposé excentriquement un rotor 5. La paroi périphérique de celui-ci est traversée par des pales 6, 7, 8, 9 et 41. Ces pales sont montées librement par l'intermédiaire de rou lements 10 tels que des roulements à billes sur un arbre fixe 11 concentrique au cylindre fixe 2. Elles peuvent coulisser dans des arti culations 12 montées dans le rotor à égales distances les unes des autres. Si on fait tour ner le rotor 5 en agissant sur une des pales, la distance angulaire entre deux pales suc cessives varie. Les pales sont représentées en traits pleins dans une de leurs positions rela tive et en traits interrompus dans une autre position relative.
Dans cette dernière position, elles sont désignées par 6", 7", 8", 9" et 41". Deux pales successives sont éloignées au maximum l'une de l'autre quand elles occu pent respectivement les positions désignées par 7 et 8 et elles sont rapprochées au maxi mum quand elles occupent les positions dési gnées par 9" et 41".
Dans le cylindre fixe 2 débouche une conduite 21 qui peut être mise en communica tion avec une source de gaz sous pression. Cette conduite débouche dans le cylindre fixe 2 en un endroit entre deux pales successives telles que 41 et 6 qui s'écartent l'une de l'au tre au cours de la rotation du rotor. Dans la conduite 21 est disposé un obturateur 42.
Entre cet obturateur et le cylindre fixe, la conduite 21 est divisée en conduits 2l a qui sont répartis dans le sens circonférentiel du cylindre fixe et que l'obturateur peut obturer. Ces conduits sont répartis sur une longueur s'étendant depuis un endroit voisin de la ligne de contact du rotor 5 et du cylindre fixe 2 jusqu'à la position occupée par la pale 6. L'utilité de ces conduits 21a sera expliquée plus loin.
Dans le cylindre fixe 2 débouche égale ment une conduite 22 qui peut être mise en communication avec un milieu à une pression inférieure à celle du gaz admis par la con duite 21. Cette conduite 22 débouche par exemple dans l'atmosphère ou dans un con densateur suivant que le gaz admis par la conduite 21 est de l'air comprimé ou de la vapeur sous pression. Dans le cas représenté, la conduite 22 communique avec l'atmosphère. Dans la conduite 22 est disposé un obturateur 43. Entre cet obturateur et le cylindre fixe 2, la conduite 22 se présente sous la forme da conduits 22a qui sont répartis dans le sens circonférentiel du cylindre fixe 2 et que l'obturateur 43 peut obturer.
Ces conduits sont répartis sur une longueur s'étendant de puis la pale 9 jusqu'en un endroit voisin de la ligne de contact du rotor 5 avec le cylindre fixe 2. L'utilité de ces conduits sera expli quée plus loin.
L'espace compris entre le cylindre fixe, le rotor et deux pales qui se rapprochent peut être mis en communication avec l'atmosphère (ou avec l'échappement) depuis le début du rapprochement des pales jusqu'à la fin. Cette mise en communication est effectuée par exemple au commencement du rapprochement par une lumière 23 ménagée en .face de la position de la pale 8. Si les pales tournent dans le sens de la flèche Y, aussitôt que la pale 8 a dépassé la lumière 23, c'est-à-dire aussitôt que la pale 7 commence à se rappro cher de la pale 8, l'espace entre les pales 7 et 8 est en communication avec l'atmosphère.
r1 ce moment, la communication avec l'atmo sphère de l'espace entre les pales 8 et 9, qui a cessé d'être établie par la lumière 23, est rétablie par la conduite 22 parce que la pale 9 découvre le premier des conduits 22a. L'es pace entre les pales 9 et 41 est également en communication avec l'atmosphère par la conduite 22. On suppose, bien entendu, qu'à ce moment l'obturateur 43 a découvert les conduits 22a.
Supposons que les pales soient dans les positions 6, 7, 8, 9 et 41 et que les obturateurs 42 et 43 découvrent respectivement tous les conduits 21a et tous les conduits 22a. Si un réservoir à air comprimé est raccordé à une tubulure 24, cet air comprimé pénètre, en pas sant par la conduite 21, entre les pales 41 et 6 et, en se détendant, fait tourner les pale dans le sens de la flèche Y. Cette admission a lieu jusqu'au moment où la pale 41 a dé passé le dernier conduit 21a, c'est-à-dire le conduit le plus à gauche dans la fig. 1. L'air comprimé entre les pales 6 et 41 continue à se détendre jusqu'au moment où la pale 6 a atteint la position actuelle de la pale 8 et la pale 41, la position actuelle de la pale 7.
Pen dant cette nouvelle détente, de l'air comprimé est admis entre les pales 41 et 9, tandis que l'air qui était compris entre les pales 7 et 8 s'est échappé par la lumière 23 et celui com pris entre les pales 8 et 9 par la conduite 22. La rotation des pales dans le sens de la flèche Y a provoqué la rotation du rotor 5 autour de son axe dans le sens de la flèche X.
Pour faire tourner le rotor en sens inverse de la flèche X, il suffit de déplacer un distri buteur tel que la conduite 22, au lieu d'être en communication avec l'atmosphère, soit en communication avec la tubulure 24 et que la conduite 21, au lieu d'être en communication avec la tubulure 24, soit en communication avec l'atmosphère. Ce changement de con nexion peut être effectué en déplaçant un piston double 25 dans le sens de la flèche Z (fig. 2) jusqu'à fond de course dans le cylin dre 26 qui le contient et dont les deux extré mités 26a et 26b communiquent avec l'atmo sphère.
Pour cette nouvelle position du piston double 25, la tête 25a de celui-ci se trouve entre l'extrémité 26a et la conduite 22, tandis que la tête 25b se trouve entre le raccord 24 et la conduite 21.
Supposons que les pales soient encore dans la position représentée en 6, 7, 8, 9 et 41. L'air comprimé admis par la conduite 22 dans la partie de droite du cylindre fixe 2 à la fig. 1 ne doit plus pouvoir s'échapper dans l'atmosphère par la lumière 23. Pour obturer la communication entre la lumière 23 et l'atmosphère, il suffit d'appliquer sur son siège une soupape 28 disposée dans une con duite 29. Pour que l'air compris entre les pales 7 et 8 puisse s'échapper, il est ménagé en regard de la position de la pale 7 une lumière 27 identique à la lumière 23 décrite plus haut.
Cette lumière 27 est en communication avec l'atmosphère quand une soupape 30, dis posée dans une conduite 3'1, est éloignée de son siège.
Le déplacement des soupapes 28 et 30 peut être réalisé automatiquement en même temps que l'air comprimé est admis dans le cylindre par l'une ou l'autre des conduites 21 ou 22 par le fait que ces soupapes sont soli daires d'un piston auxiliaire désigné respec tivement par 32 et 33 et dont les positions dépendent des pressions régnant dans les con duits 21 et 22. Ces pistons 32 et 33 détermi nent avec les cylindres qui les contiennent, respectivement 34 et 35, deux chambres 34a et 34b pour le cylindre 34 et deux chambres 35a et<I>35b</I> pour le cylindre 35. La chambre 34a est en communication avec la conduite 22 par un canal 36. L n canal 37, qui aboutit à la chambre 34b, débouche dans la conduite 21.
De même, un canal 38, qui-débouche dans la conduite 21, met la chambre 35a en -com munication avec cette conduite et un canal 39, qui débouche dans la conduite 22, met la chambre 35b en communication avec cette conduite.
Par suite de la présence des canaux 30 et 38 ainsi que des canaux 37 et 39, lorsqu'on admet l'air comprimé par la conduite 22, le piston 32 est soulevé jusqu'au moment où la soupape 28 est appliquée sur son siège, tandis que le piston 33 est abaissé jusqu'au moment où la soupape 30 vient appuyer sur le fond du cylindre 35.
Le piston double 25 constituant le distri buteur unique par lequel on commande simul tanément l'admission de gaz sous pression et l'écb2ppement du gaz. détendu peut être maintenu dans une position entre celles<I>envi-</I> sagées plus haut et pour laquelle les têtes 25c et 25b suppriment toute communication entre la, source de gaz sous pression et les deux conduites 21 et 22. Celles-ci sont alors simul tanément en communication avec l'atmo sphère par les extrémités 26a et 26b du cylin dre 26.
Le distributeur 25 peut être maintenu dans cette position intermédiaire par exemple par une bille engagée dans une rainure cir culaire de la tige 40, sous l'action d'un ressort.
L'obturateur 42 peut occuper différentes positions de façon à faire varier le nombre de conduits 21a qu'il découvre. Il en est de même de l'obturateur 43 par rapport aux con duits 22a.
Comme l'admission entre deux pales est supprimée aussitôt que la pale postérieure a dépassé tous les conduits non obturés par l'obturateur, on dispose, par la manoeuvre de l'obturateur, d'un moyen très simple pour faire varier dans de larges limites le degré d'admission du gaz sous pression.
Les obturateurs pourraient évidemment être manoeuvrés séparément. On a cependant prévu de les manoeuvrer simultanément. En outre, la disposition constructive adoptée per met, d'après le sens de déplacement de l'or gane de commande,- de découvrir tous les con duits obturés par un obturateur avant qu'un seul des conduits obturés par l'autre obtura teur soit découvert.
A cet effet, les deux obturateurs 42 et 43 sont déplacés sous la commande d'une came commune 44 (fig. 3) contre laquelle deux leviers 45 et 46, pivotant respectivement en 45a et 46a, appuient par exemple par l'inter médiaire de galets 47 et 48 sous l'action d'un ressort 49 qui les réunit. Le levier 45 porte un secteur dents 45b qui engrène avec un engrenage 50, calé sur le pivot de l'obtura teur 42. De même, le levier 46 porte un sec teur denté 46b qui engrène avec un engrenage 51 calé sur le pivot de l'obturateur 43.
Lorsque la came 44 est dans la position représentée, les deux obturateurs 42 et 43 ob turent tous les conduits 21a et<I>22a.</I> Si on la fait tourner dans le sens de la flèche U, pour l'amener dans la position représentée en traits interrompus, la partie 44c, de la came étant concentrique à l'axe de pivotement de celle-ci, le levier 45 et l'obturateur 42 restent immo biles. Mais, sous l'action du ressort 49, le galet 48 se maintient au contact de la partie 44b et le levier 46 se déplace en entraînant l'obturateur 43 dans une position pour laquelle tous les conduits 22a sont décou verts.
Si on déplace la came 44 dans le sens de la flèche LT au delà de la position repré sentée en traits interrompus, une partie 44d de la came déplace de plus en plus le levier 45 qui entraîne l'obturateur 42 de façon que celui-ci découvre de plus en plus les conduits 21a. Pendant ce temps, le levier 46 et l'obtu- ra.teur 43 restent immobiles parce que le galet 48 est en contact avec une partie 44f concen trique à l'axe de pivotement de la came.
La came 44 est constituée de deux moitiés symétriques par rapport à leur plan de sépa ration de façon que lorsqu'on la déplace en sens inverse de la flèche U, à partir de la: position en trait plein, les obturateurs 42 et 43 soient déplacés de la même façon que res pectivement les obturateurs 43 et 42 sont dé placés quand on déplace la came dans le sens de la flèche U, à partir de la position repré sentée en trait plein.
Les orifices des conduits 21a sont, de pré férence, répartis comme représentés à la fi-. 4. Au lieu d'être disposés uniquement dans le sens circonférentiel du cylindre fixe 2, comme nous l'avons supposé jusqu'à présent; les orifices de tous les conduits, à l'exception des derniers qui sont dépassés par les pales se déplaçant dans le sens de la flèche Y, sont disposés suivant des hélices de façon à réali ser une variation plus progressive du degré d'admission.
Les derniers orifices dépassés par les pales mobiles dans le sens de la flèche Y sont disposés suivant une génératrice du cylindre fixe 2 de façon que l'admission maximum prévue puisse se faire le plus com plètement possible jusqu'au dernier moment où elle peut avoir lieu.
Le déplacement de la came 44 peut évi demment être effectué au moyen d'un levier de manceuvre différent de celui par lequel on déplace le distributeur 25. Toutefois, étant donné que l'obturateur qui obture les conduits destinés à assurer l'échappement découvre tous ces conduits avant le commencement de l'admission par les autres conduits, il faut veiller à ne pas man#uvrer la came 44 de façon qu'elle provoque d'abord l'ouverture de tous les conduits du côté oâ l'admission doit être effectuée.
Pour éviter une fausse manoeuvre de ce genre, il est utile de réaliser un enclenchement entre le levier de manoeu- vre du distributeur et le levier de manaeuvre de la came.
Cet enclenchement peut être réalisé aisé ment quand on emploie un seul levier de ma- nceuvre pour déplacer le distributeur et la came. Dans ce cas, la tige 40 du distributeur est connectée à un levier 52 (fig. 5) dont le pivot 52a est porté par un étrier 53 qui peut pivoter dans des paliers 54 dont un est tra versé par 1a tige 40. Un des pivots 53a de l'étrier 53 porte la came 44. Le levier 52 est guidé dans un guide 55 présentant aux extré mités deux parties 55a et 55b perpendiculaires à une partie médiane 54 mais situées l'une d'un côté et l'autre de l'autre côté de cette partie médiane.
La rotation de la came 44 dans le sens de la flèche U, à partir de la position moyenne, ne peut être effectuée qu'en déplaçant le levier 52 vers l'extrémité de la partie 55b. -Pour atteindre la partie 55b, le levier 52a a dîi être déplacé dans la partie 55d.. de façon que le distributeur 25 provoque l'admission par la conduite 21 et l'échappe ment par la conduite 22.
La rotation de la came 44 en sens inverse de la flèche U, à par tir de la position moyenne ne peut être effec tuée que par le déplacement du levier 52 dans la partie 55a, consécutif au déplacement sui vant la partie 55d dans le sens qui provoque le déplacement du distributeur assurant l'ad mission par la conduite 22 et l'échappement par la conduite 21.
L'étanchéité entre les pales 6, 7, 8, 9 et 41 et le cylindre fixe 2 peut être assurée au moyen de barrettes d'étanchéité disposées dans les pales. De préférence, les barrettes d'étanchéité destinées à venir en contact avec la paroi cylindrique du cylindre sont de très faible masse et sont soumises à l'action de ressorts de traction agissant en sens inverse de la force centrifuge afin de pouvoir faire tourner les pales à grande vitesse sans que les barrettes d'étanchéité exercent un frotte ment important sur la paroi cylindrique du cylindre fixe 2.
Les barrettes latérales desti nées à assurer l'étanchéité entre les pales et les fonds 2a du cylindre fixe 2 sont simple ment pressées contre ces fonds par des res sorts.
Le graissage des roulements 10 servant à supporter les pales est effectué par exemple par l'intermédiaire d'un canal longitudinal lla et de canaux radiaux llb ménagés dans l'arbre fixe 11. L'étanchéité entre les extré mités du rotor 5 et les fonds 2a du cylindre \3 est assurée au moyen d'anneaux 18, 14 et 15.
L'anneau 13, qui est fixe, est relié à l'an neau 14 par un ressort 16, de façon que cet anneau 14 soit pressé contre l'anneau 15 rendu solidaire du rotor 5. Celui-ci est soli daire d'un arbre creux 17 porté par le bâti 18 par l'intermédiaire de roulements 19 et porte deux engrenages 20 par lesquels le cou ple moteur est transmis aux machines à entraiuer.
Le moteur suivant l'invention peut notam ment servir comme moteur de commande de treuil dans les mines mais son emploi est spécialement avantageux comme moteur de voiture automotrice pour chemins de fer, à cause du couple de démarrage relativement important qu'il peut produire grâce à la va riation du degré d'admission. Cette particu larité permet de réduire son encombrement et son poids à ceux d'un moteur destiné à déve lopper normalement le couple nécessaire au maintien de la vitesse de marche.