Machine à pistons. L'invention se rapporte à des machines à pistons sans soupapes du type à cylindres tour nants pouvant être agencé pour fonctionner soit en pompe, soit en moteur.
La machine, objet de l'invention est carac térisée en ce qu'elle comprend des cylindres solidaires d'une roue tournant autour d'un axe creux fixe, des pistons dans ces cylindres, un organe de commande des pistons calé sur ledit axe fixe et une tubulure latérale sur chaque cylindre, l'aspiration et le refoulement se fai sant respectivement aux deux extrémités du- dit axe fixe, un cloisonnement dans ledit axe fixe séparant l'aspiration et le refoulement et coopérant avec des orifices dans ledit axe fixe, devant lesquels défilent. au cours de la rotation les débouchés desdites tubulures latérales des cylindres.
La description qui va suivre se rapporte à diverses formes de réalisation de l'invention choisies, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La fig. 1 est une vue en coupe longitudi nale de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe transversale sui vant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe partielle suivant la ligne 11I-III de la fig. 1.
La fig. 4 est. une autre coupe partielle sui vant la ligne IV-IV de la fig. 1.
La fig. 5 est une coupe transversale d'une variante de réalisation. La<U>fi-.</U> 6 est. une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 représente un autre mode de réa lisation en coupe longitudinale suivant la ligne VII-VII de la fig. S.
La fi- . g est une coupe transversale sui vant. la ligne VIII-VIII de la fig. 7.
La fig. 9 représente un autre mode de réa lisation en coupe longitudinale suivant la ligne IX-IX de la fig. 10.
La fig. 10 est une coupe transversale sui vant la ligne X-X de la fig. 9.
La fig. 11 représente uni autre mode de réa lisation en coupe longitudinale suivant. la ligne XI-XI de la fig. 12.
La fig. 13 est une coupe suivant la ligne XII-XII<B>de</B> la fig. 11.
La fig. 13 représente un autre mode de réalisation en coupe longitudinale suivant la ligne XIII-XIII de la fig. 14.
La fit. 14 est. une coupe transversale sui vant la ligne XIV-XIV de la fi-. 13.
La fi-. 15 représente un autre mode de réalisation en coupe longitudinale suivant. la ligne XV-XV de la fig. 16.
La fig. 16 est une coupe transversale sui vant la ligne XVI-XVI de la fig. 1.5. Suivant le mode de réalisation des fig. 1 à 4, la machine jouant le rôle de pompe se compose essentiellement d'un cylindre 1 dans lequel se déplace un piston double 2. A l'inté rieur du piston est prévue une double crémail lère 3-31. Sur le cylindre. est montée une tu- bultire latérale 4 communiquant avec le cy lindre 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<B>T;</B> ces bras 6 sont reliés à un élément circulaire 7. Cette partie 7 forme poulie pour l'entraînement clé la machine. L'ensemble 6-7 constitue un volant d'entraî nement.
La machine 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 re cevoir un raccord convenable. Il sert égale ment au refoulement par son extrémité gauche 12 également pourvue d'une partie filetée rece vant le raccord nécessaire.
L'axe 8 présente vers son milieu, à l'en droit où il traverse le cylindre 1, une partie conique 13 et notamment deux portées coni ques 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 secteur denté 17.
L'axe 8 présente au droit 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 tubulure 4 lors qu'elle passe devant cette ouverture commu nique avec l'aspiration de la pompe (extré mité 11) . De même, l'ouverture 1.8 est en com munication 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 acces soires tels que 22 en nombre quelconque (fig. 4). Le calage de la butée à billes 16 petit être assuré par des vis de réglage 21 se vissant sur le rebord en<B>T</B> des bras 6.
L'ensemble; (le 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. Lors que c'est la seconde denture 3, qui vient en contact avec la denture interrompue 17, le pis ton 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'aspira- tion et le refoulement, se produisent cotrmre indiqué schématiquement par les flèches (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 da re foulement dans l'arbre tubulaire fixe.
La cloison 20 est, conformée, comme indi qué en fig. 3, de façon telle que la. communi- cation 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 coures et qu'à, ce moment, toute communication se trouve fermée entre l'aspiration et. le refou lement.
En inversant d'ailleurs le sens de rotation. on obtient l'inversion de l'aspiration et du refoulement. La machine est donc réversible. Une variante de réalisation est représentée sur les fig. 5 et 6.
Dans celle-ci, on retrouve le corps de pompe 1 et le piston double'--' mon tés sur l'axe creux 8, l'aspiration. et le refou lement étant. séparés par la cloison oblitlue 20. L'entraînement du piston 2, au lieu d'être assuré par les crémaillères 3, V et le pignon à. denture interrompue 1.7, est produit. par un n,alet 21 monté sur le bras 22 solidaire de l'arbre 8 fixe.
A l'intérieur du piston 2 sont inéiiagés des rainures 23 dans lesquelles roule le galet 21.: lorsque l'ensemble 1-2, entraîné par le volant poulie<B>6----7,</B> toLirne autour de l'axe-, le galet fixe 21 assure le mouvement alternatif du piston 2.
Celui-ci agissant en combinaison avec la tubulure latérale 4- et avec l'axe creux 8 pro voque successivement par les deux faces du piston 2 l'aspiration et le refoulement, comme indiqué précédemment, ces opération,, pou- vaut être d'ailleurs inversées si l'on change le sens de rotation.
Pour augmenter la course totale du pis ton, il suffit d'augmenter la distance de l'axe du galet 21 par rapport à l'axe 8; à cet effet, on peut ménager au milieu du cylindre 1 un évidement 25 de profondeur convenable per mettant le passage dudit galet 21. Dans cette réalisation, le cylindre 1 est additionné d'un élément 26 vissé, soudé ou ajusté de façon usuelle quelconque. Pour pouvoir assurer un régime relativement. continu, malgré l'in fluence des points morts, cette forme d'exé cution doit comporter deux doubles cylindres 1 disposés à angle droit.
Avec les dispositions décrites, on voit que la pompe fonctionne sans soupape et ne né cessite aucun joint, ce qui simplifie sa cons truction, son montage et démontage.
Suivant une variante représentée sur les fig. 7 et 8, un corps de pompe 1. analogue à celui des fin. 1 ou 5 est monté sur un axe 8 et se trouve maintenu à l'intérieur d'un élé ment 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 tubu laires 36 ménagées dans l'armature du volant 33 et disposées dans les axes transversal et longitudinal de la pompe.
Ces vis sont main tenues par l'intermédiaire d'un ergot 3 7 qui pénètre dans une lumière 38 pratiquée dans l'armature du volant, afin d'empêcher la vis de tourner tout en la faisant coulisser à l'in térieur (le la partie tubulaire du volant.
Ce montage, tout en simplifiant la cons truction du volant, permet. de réduire la ]on- gueur de l'aie 8 qui repose comme précédem ment sur les supports 9 et 10 disposés de clia- que côté du volant.
La description qui précède concerne une pompe à un corps de pompe unique.<B>Il</B> est évident que l'on pourrait prévoir des pompes à cylindres multiples. On peut., en effet, uti liser deux corps de pompe jumelés et paral lèles 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 fig. 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.
Chacun de ces éléments est muni d'une cloison (41a et .42a) similaire à la cloison 20 des fig. 1 et 3 et les deux éléments coopèrent de sorte que le refoulement d'une pompe ali mente 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 fig. 7. Ces vis sont logées à l'intérieur de deux dis ques: 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'inter médiaire d'un ergot 37 logé dans taie lumière 38 pratiquée sur chaque disque. Ces disques sont disposés et .portés de part et d'autre d'un volant d'entraînement 46 ait moyen de tires 47 filetées à, une extrémité pour rece voir un écrou 48 dans le but. de maintenir rigide et réglable l'écartement entre les dis ques 44 et 45.
Suivant un autre mode de réalisation re présenté par les fig. 11 et 12, la pompe com prend quatre cylindres, à savoir deux cylin dres opposés 50 et deux cylindres également opposés 51 de diamètre plus grand., montés en étoile sur un carter 52 contenant l'huile de lubrification et le mécanisme de commande des pistons qui comprend une came 53 en forme de cour rendue !solidaire par une cla vette 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 inver sés).
Des bielles 57, 58 s'appuyant par des galets tels que 59 sur la came actionnent res pectivement les pistons 62 et 63 et les bielles opposées sont réunies entre elles par des four- ehes 60, 61 coulissant sur l'axe 55-56.
Les canalisations latérales des cylindres 50 sont raccordées d'une façon étanche avec leurs prolongements 64 sur la face extérieure dix carter 52 et communiquent au moment voulu avec des orifices de distribution percés sur l'arbre creux et séparés par une cloison obli que 65.
Des canalisations similaires visibles sur les dessins partent des cylindres 51 pour aboutir à des orifices de distribution similaires sépa rés par une cloison oblique 66.
La paire de cylindres 50 travaille en sé rie 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 gmande cylindrée assu rant la deuxième détente, ou inversement pour la compression.
Il est clair que les deux groupes de cy lindres 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 pre mière 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 secondes.
Les canali sations latérales des cylindres du premier groupe défileront devant les orifices de dis tribution associés à une première cloison oblique comme la cloison 65 de la fig. 12 et celles des cylindres du second groupe défile ront devant une seconde cloison oblique comme celle 66 de la même figure.
La disposition en étoile permet, en effet, de multiplier - suivant une technique con nue - les cylindres, sans difficulté particu lière. Ainsi, a-t-on représenté sur les fig. 13 et 14 une variante d'exécution, comportant six cylindres en étoile, mais travaillant dans ce cas à une seule phase de compression ou de détente par cylindre.
Six cylindres identiques 70 sont associés à un carter 71 et rendus solidaires d'Lme jante 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 comporte un plateau excentré 7 5 claveté sur l'axe 76 por tant des billes 77 sur lesquelles roule fume cou ronne 78 portant articulées les bielles 79 re liées aux pistons 80 des cylindres 70.
Un autre mode de réalisation représenté dans les fia. 1.5 et 16 montre un groupe de cylindres 81 montés en étoile et fixés par leur partie supérieure à une jante 82 au moyen de crampons 83, la partie inférieure des cy lindres étant fixée sur un carter 84 compre nant à l'intérieur le mécanisme de commande comportant une came 85 formée de deux. dis ques juxtaposés en forme de coeur et présen tant sur leur face interne des rainures<B>86</B> dans lesquelles roulent des galets 87 portant les bielles 88 montées sur les pistons <B>89.</B> Des galet 90 sont montés sur le carter à la par tie inférieure des cylindres
dans le but de guider les bielles dans leur mouvement alter natif.
La jante 82 peut être divisée en deux par ties reliées entre elles au moyen de deux bou lons 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 pré sente l'avantage d'assurer une continuité de l'action et un équilibrage d'autant meilleurs que le nombre de cylindres est. phis grand. Dans le cas de l'expansion à. un étage, trois pistons peuvent suffire à assurer une continuité de l'action; dans le cas de l'expansion à deux étages, le nombre minimum de cylindres est évidemment égal à quatre.
Dans les applications nombreuses de la machine, la disposition en étoile des cylindres constituant le bloc moteur paraît idéale pour la construction d'une roue motrice. En effet, celle-ci peut être montée soit. dans iume jante avec ou sans bandages pneumatiques (fil;. 13 et 7.4), soit dans une roue dentée pour com mande de pignons ou crémaillères, ou bien le fond des cylindres est muni de crampons, par exemple pour des tracteurs (fia. 15 et 16), ou bien d'aubes pour constituer un pr opul- leur pour la navigation maritime ou par des pales d'hélices en usage dans l'aviation.
La disposition suivant les fig. 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'ad- mission et l'échappement sont, reliés à un in verseur qui est, dans ce cas, le principal organe de commande.
Dans l'application sur une automobile, la. machine petit être utilisée avec des réservoirs d'air comprimé intégrés dans le châssis et pouvant constituer des compartiments à pres sions différentes; les commandes se réduisent alors à de simples vannes et inverseurs placés sur les conduites d'air comprimé. Cette dispo sition supprime ainsi tout le dispositif rigide de commande et de transmission actuel, par exemple changement de vitesse, embrayage, arbre de transmission, différentiels, etc., et les accumulateurs n'auront à assurer que l'éclairage et la signalisation grâce à. la sup pression du démarreur.
1:n outre, pour un tracteur, la machine serait associée à un réservoir d'air comprimé à. un ou plusieurs compartiments à pressions différentes, qui pourront être chargés grâee à la réversibilité de la machine.
11 suffit, par exemple, de placer le trac teur sur deux rouleaux dont l'un au moins est commandé de façon à faire tourner les roues dudit tracteur en marche arrière: la machine fonctionnant. alors, en pompe, l'aspi ration se produira par l'extrémité d'échappe ment qui communique avec l'air libre, tandis que la compression s'effectuera dans le rés@er- voir d'air comprimé chu tracteur.
Une autre application petit être réalisée comme dispositif (le freinage, par exemple dans les chemins de fer, l'appareil permettant (le réduire considérablement les frais de trac tion grâce à sa faculté de récupération par le freinage.
L'inversion est obtenue, de préférence, au moyen d'un inverseur. Après avoir emmaga siné par freinage de l'air sorts pression, on petit. utiliser au démarrage, par simple ina- naeuvre d'un levier de l'inverseur, l'énergie ainsi accumulée dans le ou les réservoirs.
Dans la navigation maritime, la machine présente par rapport aux turbines ou autres machines à vapeurs les avantages d'une lubri fication parfaite, la réversibilité de sa mar- clie et l'étanchéité de son expansion.
L'application de la machine dans l'aviation et notamment celle de tourisme permet de remplacer le moteur à explosion avec pour avantage d'annuler les risques d'incendie, l'hélice propulsive étant actionnée à l'air coin- primé.
Les machines décrites présentent des avan tages marqués pour la locomotion de tout mo bile se déplaçant dans un fluide et dont l'ef fort de marche est irrégulier; véhicule cireu- lant sur une route comportant des côtés et des 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, ascenseurs, ete.