Machine hydraulique à bloc de cylindres en étoile. La présente invention se réfère aux machines hydrauliques, telles que pompes ou moteurs, comportant des cylindres de travail disposés en étoile autour d'un centre commun.
Un des inconvénients auxquels on se heurte dans les machines du genre en ques tion consiste dans l'irrégularité du mouvement des pistons dans les divers cylindres. En effet, pour assurer ce mouvement, on relie en général chaque piston à un organe excen tré (vilebrequin central ou, inversement, cou ronne excentrée extérieure) par le moyen de bielles articulées.
Dans le cas d'un vilebre quin central, on doit, en pratique, adopter l'articulation dite à bielle maîtresse, suivant laquelle une seule bielle est articulée direc tement au vilebrequin, tandis que les autres sont articulées en des points différents de cette bielle maîtresse elle-même; or pour que les mouvements des divers pistons fussent identiques et. régulièrement déphasés les uns par rapport. aux autres, il faudrait que toutes les bielles fussent articulées ensemble autour du même point.
Dans le cas d'une couronne excentrée extérieure, cette dernière doit. être liée aux cylindres de manière soit à tourner avec eux, s'il s'agit d'une machine rotative, la couronne tournant alors dans une portée fixe, soit à ne pas tourner sur elle-même, s'il s'agit d'une machine fixe dans laquelle la couronne est montée dans une portée qui tourne autour d'un axe excentré par rap port à elle. Cette liaison se réalise, en pra- tique par le moyen d'une biellette et il est facile de constater qu'elle introduit un mou vement angulaire oscillant de la couronne dont les effets viennent se superposer à ceux de l'excentration d'une manière qui varie pour les divers cylindres suivant la position qu'ils occupent par rapport à la biellette de liaison.
Ces irrégularités dans le mouvement des pistons se traduisent. par des irrégularités cycliques dans le débit de la machine. Si l'on considère, par exemple, une pompe à sept cylindres, 'son débit comportera évidemment une irrégularité de fréquence sept fois plus élevée que le nombre de tours de la pompe par unité de temps; cette première irrégula rité est pratiquement insensible dès que le nombre des cylindres est élevé et au surplus sa fréquence relativement élevée en assure l'amortissement facile.
Mais, en outre, l'irré gularité du mouvement des pistons occasion nera une irrégularité de débit. de fréquence égale au nombre de tours par unité de temps et cette irrégularité, de fréquence relative ment faible, sera. indépendante du nombre des cylindres. Si la. pompe est utilisée dans fuie transmission hydraulique, on observera des vibrations de basse fréquence, extrêmement gênantes, très difficiles à amortir, et qu'on ne peut réduire en multipliant le nombre des cylindres.
Une solution pour éviter ces inconvénients consiste à relier les pistons à. l'organe excentré non plus par des bielles articulées, mais par des patins ou galets. Malheureusement, une telle solution n'est pas pratiquement utilisa ble en raison de la faible capacité clé charge de tels patins ou galets, des jeux qu'ils intro duisent dans les liaisons et. des efforts de flexion quIls imposent aux pistons. Ces der niers doivent, en effet, être considérablement prolongés pour porter directement. lesdits galets ou patins extérieurement aux cylindres.
Il a. également été proposé de faire agir les pistons sur l'organe excentré par des sec teurs articulés aiix pistons et roulant sur ledit. organe. On évite bien, ainsi, les inconvé nients inhérents aux galets, mais on doit alors prévoir des moyens pour éviter ou compenser le glissement - inévitable des secteurs sur l'organe excentré, glissement qui risquerait. autrement d'amener ces secteurs à basculer sur l'une de leurs extrémités en arrêtant ainsi le fonctionnement de la machine. Les moyens qu'on a tenté de mettre en oeuvre pour éviter ce glissement n'ont pas donné satisfaction dans la pratique.
La machine suivant l'invention est. carac térisée en ce qu'à. chaque secteur roulant est associé un secteur denté, coaxial à celui-ci, et dont le rayon primitif est égal au rayon exté rieur de ce secteur roulant, lequel secteur denté engrène avec -une pièce dentée fixée à L'organe excentré coaxialement à cet organe.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'inven tion.
La fig. 1 indique schématiquement le mode de liaison utilisé dans cette forme d'exécution. La fig. 2 montre un détail de cette forme d'exécution de l'invention.
La fig. 3 est une coupe suivant. III-III de la fig. 2, montrant, en outre, un dispositi F de retenue du secteur de roulement au con tact de la couronne excentrée.
La. fig. 4 est un schéma explicatif du fonc tionnement de ce dispositif de retenue.
La fig. 5 est une vue en élévation d'une machine à. sept cylindres réalisée conformé ment aux dispositions des fig. 1 à 4. La fig. 6 est une coupe de détail suivant VI-VI de la fig. 5.
Dans le mode de liaison représenté en fig. 1, Lin bloc de cylindres en étoile 1 est monté à rotation sur un axe 2. A chacun des pistons 3 de ces cylindres est. articulé un bras 10 portant. en bout un secteur 9 concen trique à l'axe d'articulation du bras 10. lequel secteur roule sur la face intérieure d'une cou ronne 5 tournant à. l'intérieur d'un roulement à billes 6. -Une biellette 7 réalise une liaison entre le bloc des evlindres 1 et la couronne :.ï de manière à imposer à ces deux organes une même vitesse moyenne de rotation.
On com prend que les secteurs 9 peuvent être consi dérés comme représentant chacun une partie. de la périphérie d'un galet, ce qui supprime les bielles et évite les inconvénients qu'elles provoquent, tout. en évitant en même temps les inconvénients des galets. En effet, les sec teurs 9 peuvent. avoir, sans inconvénients, un rayon relativement grand qui leur assure une capacité de charge élevée, et leurs articula tions aux pistons peuvent. se disposer à. l'inté rieur des cylindres 1, ce qui évite toute réac tion en porte-à-faux sur ces pistons. Par con tre, il convient d'éviter tout. glissement. des secteurs 9 sur la. couronne 5.
Cette dernière condition est réalisée, sui vant l'invention, en associant à chaque secteur roulant tel que 9 un secteur denté 11 (fig. 2) engrenant. avec une couronne dentée 12 disposée sur le côté de la couronne 5, cette couronne 12 ayant un diamètre primitif exactement égal au diamètre de ladite cou ronne 5. Les dentures obligent positivement le secteur 9 à. rouler sans glisser, liais elles n'ont pas d'autre effort à transmettre et elle peuvent. être faites très étroites sans inconvé nient; elles n'augmentent donc pas l'encombre ment.
Pour que les secteurs 11 restent toujours en prise avec la couronne 12, il faut évidem ment que les pistons soient. constamment repoussés vers l'extérieur par la force centri fuge oui par la pression du liquide afin que les secteurs 9 restent au contact de la cou- ronne 5. Or, tel n'est pas toujours le cas dans les transmissions hydrauliques, notamment pour les pompes qui doivent assurer l'aspira tion de l'huile de la bâche, même aux très faibles vitesses.
On peut y remédier en prévoyant une bague 13 (fig. 3) disposée concentriquement à la couronne 5 et contre laquelle vient porter un secteur 1.-1 solidaire du secteur 9 (en fig. \', le secteur 1 4 situé en avant du plan de coupe n'a pas été représenté).
Comme l'indique l'épure schématique de la fig. 4-, ce secteur auxiliaire doit avoir en projection transver sale le même centre 15 que le secteur principal 9, afin que l'écartement rl-B entre les profils des deux secteurs reste tou jours constant et égal à la différence des rayons des couronnes 5 et 1.3.
Bien entendu, ce secteur auxiliaire 14 ne roule pas sur la couronne 13, mais, au contraire, glisse sur elle quand le secteur principal roule sur la couronne 5; mais ce glissement, est de faible amplitude et, d'autre part, dans le cas d'une transmission hydraulique, ledit secteur auxi liaire 1-1 n'intervient qu'exceptionnellement, quand la transmission tourne à très faible vitesse, car, dès que la vitesse s'élève, la force centrifuge est suffisante pour maintenir le secteur principal 9 pressé contre la couronne extérieure 5.
Fig. 5 et 6 montrent le détail de construc tion d'une machine établie conformément à l'invention. On remarquera que les couronnes 5 et. 1? de<U>fi-.</U> ? y sont ici limitées à une pluralité d'éléments 5' et 1?', chacun ayant juste la longueur nécessaire pour coopérer avec le secteur 9 ou 11 correspondant. Ces éléments sont fixés entre deux boîtiers 16 et 17 qui forment un ensemble monté sur des roulements non représentés.
Le boîtier 17 porte la ba-gue de retenue 1.3, et. les secteurs auxiliaires 14-, solidaires clés secteurs denté., 11, sont. assemblés avec les secteurs princi paux 9 et fixés à ceux-ci.<B>18</B> désigne l'arbre moteur creux auquel est fixé le bloc 19 por tant les cylindres 1. Pour ne pas surcharger inutilement le dessin, on n'a pas détaillé le distributeur Dans la description qui précède, on a sup posé que le bloc des cylindres de la machine hydraulique tournait avec la même vitesse moyenne que la. couronne extérieure excentrée.
Mais toutes les explications qu'on a données restent valables dans le cas où le bloc des cylindres ne tourne pas, la couronne excentrée étant portée (par l'intermédiaire de billes ou galets) par Lin carter tournant. On peut dire. dans les deux cas, que la biellette 7 oblige la couronne et le bloc des cylindres à conserver une vitesse relative moyenne nulle l'un par rapport à l'autre.
Les cylindres pourraient s'ouvrir non pas vers l'extérieur, mais bien vers l'intérieur. En pareil cas, l'organe excentré de la machine hydraulique, au lieu d'être une couronne exté rieure telle que 5, serait un maneton de vile brequin ou un excentrique central sur lequel. viendraient porter les ,secteurs articulés aux pistons. L'organe de retenue 13, ari lieu d'être intérieur à l'organe excentré 5, lui serait exté rieur. Mais le fonctionnement resterait le même.