CH208609A - Machine à pistons libres. - Google Patents

Description

      Machine    à pistons libres.    L'invention a pour objet une machine à  pistons libres, comprenant au moins un appa  reil auxiliaire à mouvement rotatif.  



  Dans les machines connues de     ce    genre, il  est difficile d'entraîner directement le ou les  appareils auxiliaires par l'un des équipages       alternatifs.        Cette    difficulté est due au fait  que les équipages     alternatifs    d'une machine  à     pistons    libres, servant à comprimer des  gaz, atteignent le régime de vitesse normale  presque instantanément du fait de l'absence  de volant, tandis que lesdits appareils auxi  liaires à mouvement rotatif ont besoin d'un       certain    temps pour     atteindre    leur régime nor  mal.  



  Dans le but d'éliminer cette difficulté, la  machine à pistons libres suivant l'invention,  comporte une transmission hydraulique assu  rant l'entraînement de l'appareil auxiliaire,  cette transmission hydraulique comportant au  moins une pompe, et au moins un élément  tournant entraînant l'appareil auxiliaire et    mis en mouvement par le liquide fourni par  la pompe.  



  Le dessin ci-annexé représente, à titre  d'exemple, deux formes d'exécution de 'l'objet  de l'invention, ainsi que plusieurs variantes  <B>dé</B> détails.  



  La     fig.    1 représente, de façon schématique  et en coupe axiale, une machine à pistons  libres constituant la première forme d'exécu  tion.  



  La     fig.    2 montre une variante de     détail    de  la transmission hydraulique de cette     machine.     La     fig.    3 montre une autre machine à pis  tons libres constituant la deuxième forme  d'exécution.  



  La     fig.    4 est une coupe de<B>l</B>a transmission  hydraulique de la machine suivant la     fig.    3.  La     fig.    5 est une coupe d'une variante de  la transmission hydraulique de     cette    ma  chine.  



  Les     fig.    6 et 7 montrent, en coupe, une  autre variante de la transmission     hydraulique     de la machine suivant la     fig.    3.      La     fig.    8 montre une     variante    de la pompe  de la deuxième forme d'exécution et la     fig.    9  une variante de     celle    de la première forme.  



  La machine à pistons libres suivant la       fig.    1, comporte, deux     équipages-piston    oppo  sés dont chacun présente un piston moteur a  se déplaçant dans un cylindre moteur     b    et un       piston    compresseur c se déplaçant dans un cy  lindre compresseur d.  



  Les équipages alternatifs a. c sont reliés  l'un à l'autre par des dispositifs de synchro  nisation comprenant chacun un levier 6 os  cillant autour d'un axe fixe 5 et des bielles  6a     reliant    les extrémités du levier 6 aux équi  pages alternatifs a, c.  



  Cette machine à pistons libres est munie  d'un ou de plusieurs appareils auxiliaires à  mouvement rotatif, tels, par exemple, qu'une  pompe à. eau, une pompe de graissage. ou un  ventilateur.  



  Pour l'entraînement de     cet    ou de ces appa  reils la. machine comporte une transmission  hydraulique comprenant une pompe présen  tant un piston 9 travaillant à, double effet,  dans un cylindre 10, la     distribution    étant  assurée par des clapets d'aspiration 11 et par  des clapets de refoulement 12. Le piston 9  est attelé directement à l'équipage alterna  tif a, c 4 à l'aide d'une tige de liaison 13 qui  contribue en outre à guider les déplacements  dudit piston 9. La transmission hydraulique  comporte un accumulateur d'énergie branché  sur le conduit. de refoulement 28 de la pompe.

    Cet accumulateur comporte un matelas d'air  et est     constitué    par une cloche étanche 29  dans laquelle le liquide peut s'accumuler mo  mentanément lorsque le débit de la pompe  est supérieur à la faculté d'absorption immé  diate du dispositif 7 entraînant des appareils  auxiliaires.  



  Un     réservoir    38 branché sur la conduite  d'aspiration de la pompe sert à mettre le  liquide aspiré par celle-ci sous pression.  



  Dans une variante de     cette    machine repré  sentée à la     fig.    2, l'accumulateur d'énergie  comprend un piston 30 soumis, d'une part, à  la pression de refoulement et, d'autre     part,    à    un ressort 31, ce piston 30 se déplaçant dans  un cylindre 32 monté en dérivation sur le  conduit de refoulement 28. Un conduit de  dérivation 33, intercalé entre l'aspiration et  le refoulement et débouchant dans le susdit  cylindre 32 est     démasqué    par le piston 30  lorsqu'une certaine pression     limite    est atteinte  au refoulement.  



  Dans la machine à pistons libres suivant  la     fig.    3.     la    pompe de la transmission hydrau  lique     comporte    deux pistons creux 14 et 15,  solidaires l'un de l'autre et de même diamètre,  se déplaçant respectivement dans des cylin  dres opposés 16 et 17. Le fond de chaque     pis-          Ion    est muni d'un clapet d'aspiration 11', de  sorte que l'aspiration se fait par l'intérieur  des pistons et le fond de chaque cylindre  comporte un clapet de refoulement 12'.

   La  machine est pourvue d'un dispositif de syn  chronisation identique à.     celui    de la machine  selon la     fig.    1, les pistons de la     pompe    étant  entraînés par le levier oscillant 6 de     ce    dis  positif par l'intermédiaire d'un arbre mani  velle 5a qui participe au mouvement oscillant  du levier 6 et traverse une paroi du     carter    dans  lequel est     disposée    la transmission hydrauli  que.

   La manivelle 18     (fig.    4) de cet arbre est  engagée dans un     coulisseau    à quatre pans 19  se     déplaçant    dans une glissière     20    ména  gée dans le corps central     commun    des pistons  14 et 15, un ergot 21     coulissant    dans une rai  nure 22 du corps     central    du piston est     prévu     pour éviter un     coincement    possible du susdit  coulisseau 19 dans la susdite glissière 20.

    L'arbre 5a traverse la paroi du     carter    dans  un palier 23 et présente une     collerette    24, une  garniture 25 étant     interposée    entre cette colle  rette et la paroi du carter. Un     ressort    à bou  din 26 maintient la collerette     appliquée        contre     la garniture 25 et assure ainsi l'étanchéité  du joint entre l'arbre 5a et la paroi du     carter.     



  Dans la variante suivant la     fig.    5, l'arbre  à manivelle 5a est relié au levier oscillant 6  au moyen d'un ressort, à. lame 2 7 qui, en  même temps, joue le rôle du ressort 26 de la       fig.    4 et     assure    l'étanchéité du joint entre  l'arbre manivelle 5a et la paroi du     carter    de  la transmission. Cet agencement présente      l'avantage de ne pas nécessiter un montage  si précis du carter de la transmission sur la  machine.  



  La machine des     fig.    3 -et 4 constitue un       auto-compresseur    dont le carter 37 est main  tenu constamment sous pression. La transmis  sion est, par suite, pourvue d'une purge d'air  et, pour compenser les     fuites    éventuelles de  liquide et les différences de dilatation entre  ce dernier et le métal, d'un réservoir 38 bran  ché sur l'aspiration de la pompe à l'aide d'un  conduit qui peut     servir    en outre à assurer la  susdite purge d'air.  



  Il y a .lieu de     noter,    à ce sujet, que l'on  peut utiliser comme fluide moteur le     lubré-          fiant    de la machine à pistons libres, comme  dans la variante de la     fig.    5. Dans cette va  riante, il est prévu à cet effet une dérivation  39 sur le refoulement de la pompe de grais  sage 2 pour alimenter le susdit réservoir 38.  



  Dans le     cas    où le liquide de la transmis  sion est de l'huile lubrifiante, la pompe de  la transmission pourrait refouler une partie  de cette huile vers certains au moins des  organes de la machine pour lubrifier ceux-ci,  ou bien une partie de l'huile mise sous pres  sion par la pompe de transmission peut servir  à commander des organes accessoires de la  machine, tels que des soupapes ou valves de  distribution.  



  Le carter dans lequel la transmission de  la machine     des.fig.    3 et 4 et de la variante  de la     fig.    5 est disposé est muni d'ailettes de  refroidissement 40 disposées dans la zone  d'action du     ventilateur    3 entraîné par cette  transmission.  



       Les        fig.    6 -et 7 représentent une autre va  riante de la transmission - de la machine de  la     fig.    3. Cette transmission comprend une  pompe identique à celle de la machine de la       fig.    3 et un accumulateur     d'énergie    compre  nant un piston différentiel 30, présentant un  conduit longitudinal 34 à travers lequel s'é  coule le refoulement du piston 15 de la  pompe.     Chaque    piston de la pompe refoule  dans un compartiment distinct, la pression  régnant dans chaque compartiment agissant  sur l'une des faces frontales du piston 30,    qui est soumis à l'action d'un ressort de rap  pel.

   Des rainures longitudinales de     court-          circuitage    35 sont ménagées dans la jupe 36 du  piston 30 et disposées de façon     telle    que lors  qu'une pression de refoulement     limite    est       atteinte        (fig.    7), elles soient découvertes, met  tant alors en court-circuit l'aspiration et le       refoulement    du corps de pompe 17, afin d'é  viter les!     surpressions.     



  Le fonctionnement des machines à pistons  libres     décrites,    dont la     transmission        comporte     un     accumulateur    d'énergie, est le     suivant    pen  dant le démarrage.  



  Pendant le temps que les     appareils    auxi  liaires mettent à     atteindre    leur régime nor  mal, le liquide s'accumule dans l'accumula  teur d'énergie et la pression au refoulement  de la pompe croît, ce qui a pour effet de faci  liter le démarrage des susdits appareils.  



  On pourrait     agencer    les     machines    décrites  de façon que l'on puisse utiliser la pompe de  la transmission comme dispositif     moteur    pour  déplacer les équipages alternatifs et notam  ment amener     ceux-ci    à prendre leur position  la plus favorable au démarrage.  



  Les machines décrites présentent, entre       autres    avantages, celui d'être d'une réalisa  tion simple et     par    suite d'un fonctionnement  sûr, celui de permettre un     démarrage    progres  sif des appareils auxiliaires,     celui    de fonc  tionner avec un excellent rendement, et     celui,     surtout, de ne pas nécessiter l'emploi d'un  moteur     auxiliaire        distinct    pour entraîner les  divers appareils auxiliaires dont il vient  d'être question.  



  On sait que dans les machines à pistons  libres .la course d'aller des équipages alterna  tifs est généralement- plus rapide que leur  course de retour. Il peut en     .résulter,    dans la  transmission hydraulique des machines dé  crites, des à-coups périodiques préjudiciables  au rendement de la transmission et au bon  fonctionnement des appareils     auxiliaires.     Afin de remédier à     cet        inconvénient,    la va  riante de la machine     représentée        partiellement     à la     fig.    8 présente une transmission dont la  pompe comporte deux pistons de section dif-           férente    14' et 15',

   les sections de     ces    pistons  étant choisies dans un rapport inverse des vi  tesses moyennes d'aller et de retour des équi  pages alternatifs, de façon que     ce    soit. le petit  piston 14' qui refoule pendant les courses  d'aller et le grand piston 15' pendant les  courses de     retour.     



  Cette disposition permet d'obtenir des dé  bits instantanés moyens ayant sensiblement  la même valeur pour les courses d'aller et de  retour des susdits équipages alternatifs et par  suite produit une amélioration sensible du  rendement de l'ensemble de la transmission.  



  On pourrait bien entendu dimensionner  différemment. les susdits pistons, notamment  si l'on voulait entraîner un appareil auxi  liaire dont la vitesse devrait être variable se  lon une même période que     celles    des équi  pages alternatifs.  



  La     fig.    9 représente la. pompe de la. trans  mission d'une variante de la. première forme  d'exécution de la machine, cette pompe étant  agencée de façon à assurer le freinage en fin  de course des équipages alternatifs de la ma  chine, pour les courses trop longues de  ceux-ci.  



  Cette pompe comporte un     piston    9 tra  vaillant à double effet dans un cylindre     1(l.     La paroi latérale de ce cylindre est. percée  à ses extrémités     d'orifices    de refoulement  commandés par les soupapes de refoulement,  de façon que chacune des parties d'extrémité  <B>du</B> cylindre fonctionne comme     dash    pot dés  que le piston a dépassé     l'orifice    de refoule  ment correspondant, le liquide s'échappant  alors du cylindre par un conduit d'étrangle  ment 41, respectivement 41', reliant l'inté  rieur du cylindre au conduit de refoulement,  ce qui a pour effet d'assurer un freinage effi  cace et progressif des équipages     alternatifs.     



  On notera, enfin, qu'il serait aussi possi  ble de maintenir sous pression l'aspiration de  la. pompe de la transmission, par exemple, à  l'aide d'une pompe additionnelle servant. en  outre à     compenser    les     fuites,    ce qui permet  trait d'utiliser des pressions     élevées    et de ré  duire l'encombrement de     l'installation.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Machine à pistons libres, comprenant au moins un appareil auxiliaire à mouvement rotatif, caractérisée par le fait que l'entraîne ment de l'appareil auxiliaire est assuré par une transmission hydraulique comportant au moins une pompe et au moins un élément tournant entraînant l'appareil auxiliaire et mis en mouvement par le liquide fourni par la pompe. SOUS-REVENDICATIONS 1 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisée par le fait que la pompe comprend un piston solidaire de l'un des équipages alternatifs de la ma chine et travaillant. à double effet.

   2 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisée par le fait que la pompe comporte deux pistons reliés de fa çon rigide et se déplaçant respectivement dans deux cylindres opposés, les fonds des dits pistons étant munis d'un clapet d'as piration, de sorte que l'aspiration se fait par l'intérieur desdits pistons.

   3 Machine selon la revendication, à deux pistons libres opposés, comportant au moins un dispositif de synchronisation comprenant un levier oscillant. tournant autour d'un axe fixe et des bielles reliant les extrémités de ce levier oscillant. aux équipages alternatifs," caractérisée par le fait que la pompe présente un piston à mouvement alternatif entraîné par le le vier oscillant du dispositif de synchroni sation.

   4 Machine à pistons libres selon la revendi cation et la sous-revendication 3, caracté risée par le fait que la transmission hy draulique est disposée dans un carter, le piston de la pompe étant entraîné par l'intermédiaire d'un arbre manivelle, tra versant l'une des parois de ce carter et relié audit levier par l'intermédiaire d'un ressort à lame, lequel assure en même temps l'étanchéité d'un joint entre cet arbre manivelle et ladite paroi.

   5 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisée par un conduit de dé- rivation intercalé entre le refoulement et l'aspiration de la pompe en parallèle avec l'élément tournant, ce conduit restant fermé aussi longtemps que la pression de refoulement reste inférieure à une certaine pression limite. 6 Machine à pistons libres selon la revendi cation et la sous-revendication 5, caracté risée par le fait que le conduit. de dériva tion est fermé par un piston soumis, d'une part, à la pression de refoulement et, d'au tre part, à un ressort de rappel.

   7 Machine à pistons selon la revendication, caractérisée par le fait que la transmission hydraulique comporte un accumulateur d'énergie, destiné à emmagasiner et à res tituer l'énergie en excès transmise à la pompe. 8 Machine à pistons libres selon la revendi cation et la sous-revendication 7, caracté risée par le fait que l'accumulateur com porte un matelas d'air. 9 Machine à pistons libres selon la revendi cation et la sous-revendication 7, caracté risée par le fait que l'accumulateur com porte un ressort.

   10 Machine à pistons libres, selon la .revendi cation et les sous-revendications 2 et 7, ca ractérisée par le fait que l'accumulateur d'énergie comprend un piston différentiel, se déplaçant à l'encontre de l'action d'un ressort, et présentant deux faces frontales sur lesquelles agissent respectivement les pressions régnant dans deux comparti ments dans lesquels les deux pistons de la pompe refoulent respectivement le liquide. 11 Machine à pistons libres selon la revendi cation et les sous-revendications 2, 7 et 10, caractérisée par le fait que le piston dif- férentiel est muni d'un conduit à travers lequel l'un des deux pistons de la, pompe refoule le liquide.

   12 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisée par le fait que le li quide de la transmission hydraulique est de l'huile lubrifiante, la pompe refoulant une partie de cette huile vers certains organes de la machine pour lubrifier ceux-ci. 13 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisé par le fait que le liquide de la transmission est de l'huile lubrifiante, une partie de cette huile, mise sous pression par la pompe servant à com mander des soupapes de la machine.

   14 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisé par le fait que la trans mission hydraulique présente un disposi tif servant à mettre sous pression le li quide aspiré par la pompe. 15 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisée par le fait que la pompe comporte deux pistons de dia mètres différents.

   16 Machine à pistons libres selon la revendi cation et la sous-revendication 15, caracté risée par le fait que les pistons de la pompe sont entraînés de façon que ce soit celui de plus grand diamètre qui .refoule pendant la course de retour des équipages alternatifs, le tout dans le but que la quantité de liquide refoulée dans l'unité de temps pendant la course d'aller de ces équipages. soit au moins .sensiblement égale à celle refoulée dans l'unité de temps pendant la course de retour.

   17 Machine à pistons libres selon la revendi cation, caractérisée par le fait que la la transmission hydraulique exerce une action de freinage sur les équipages. alter natifs à la fin de leur course. 18 Machine à pistons libres selon la revendi cation et la sous-revendication 17, caracté risée par le fait que la transmission hy draulique comporte une pompe présentant un piston à double effet, des dispositifs amortisseurs étant disposés aux extrémi tés du cylindre de cette pompe et des ori fices, commandés par des soupapes de re foulement étant pratiqués dans la paroi latérale du cylindre à ses extrémités,

   cha que dispositif amortisseur entrant en ac tion pour freiner le mouvement du piston dès que celui-ci a dépassé l'orifice de re- feulement de l'extrémité correspondante du cylindre. 19 Machine à pistons libres selon la revendi cation et les sous-revendications 17 et 18, caractérisée par le fait que lesdits dispo sitifs amortisseurs comportent chacun un conduit d'étranglement, reliant l'intérieur du cylindre au conduit de refoulement de la pompe.