Brevet FR2134276A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne les moteurs de types hydrauliques ét pneumatiques de toutes puissances, à vitesses variables pour motorisations et entrainements divers avec couple de freinage par inversion du sens de marche. Etant polyvalente, elle concerne également les pompes de transferts et les mélangeurs en réalisant dans toutes les versions un double rendement au cours d'un seul tour de rotation pour tousles liquides, y compris les acides jusqu'aux semi-p & eux, que ce soit en débit ou sous des pressions élevées. Dans des dispositifs connus de ce genre, la majorité des aspirations, des refoulements ou branchements appropriés ne sont fonctionnels que tres parc tiellement par rapport aux 3600 que représente une rotation, soit un rendement limite d'origine généralement périphérique ; cela concerne les conceptions à rotors unique, avec ou sans palettes ou autres systèmes similaires et parfois étagés. Des clapets leur sont souvent nécessaires si non indispensables pour faciliter ou permettre les cycles tout en compliquant le méeanisme. Ces réalisations ne sont pratiquement jamais polyvalentes par ellesmêmes et leur sens de marche n'est pas le plus souvent reversible indifféremment. En comparaison, l'invention de ce moteur hydraulique ou pneumatique polyvalent apporte avec son principe et sa conception, la solution rationnelle qui produit un rendement double et continu pour un tour, soit le volume nominal multiplié par deux, issu d'un seul rotor dont le sens de marche est reversible indifféremment quelque soit 11 application. Cette autre possibilité est dde également à ce que le système fonctionne sans aucuns clapets ; ces derniers ayant été remplaces par des collecteurs adéquats réalisant les mêmes fonctions, avec l'avantage de permettre le mouvement continu des fluides et autres sans les perturber ni les freiner Cette réalisation est polyvalente par elle-même en étant soit moteur ou pompe ou mélangeur sans transformation. De conception simple, d'usinage facile et conventionnel, l'invention se compose selon une vue éclatée (Planche 1) d'un stator en coupe (Ij équipé dans sa périphérie interne d'une gorge circulaire oblique (I') de profil demi-sphélique, Dans ce stator se medt précisément un rotor (2) équipe d'alvéoles (2') de profil également demi-epherique longitudinales à l'axe de rotation. Ces alvéoles forment communément açec la gorge circulaire oblique les sièges ou alésages précis et constants de billes aux fonctions de pistons (3) ou de pistons avec billes (3') quelque soit la position du rotor dans le stator. Lorsque le rotor tourne, les alvéoles entrainent les billes ou pistons dans la gorge circulaire oblique laquelle oblige ceux-ci à un mouvement de va et vient co-axial à chaque tour pour une course allant d'une flasque à l'autre, déterminée par l'angle de ladite gorge ; ces flasques (4 et 5) qui enferment précisément le rotor dans le stator avec des vis (10) en couronne sont équipées réciproquement de collecteurs intégrés (4' et 5') divisés à la verticale en deux secteurs distincts : admission d'une part, refoulement d'autre part. Les zones de séparations qui en découlent selon un point de calage repère (o) sur les flasques (4 et 5) sont placées en rapport de la verticale représentée par les points extremes de la course de la gorge circulaire oblique (1') selon le repère (o) indiqué sur lestator (I) également.Ces collecteurs (4' et 5') sont en regard permanent sur les alvéoles pour être fonctionnels avec les billes ou pistons ; à noter que seule la surface de ces derniers représentée par les profils des alvéoles est en rapport direct pour fonctions avec les liquides et autres la partie se trouvant dans la gorge circulaire oblique n'étant que motrice. Selon qu'il est utilisé, des billes aux fonctions de pistons (3) des intercalaires (6) sont placés dans la gorge oblique du stator entre chaque bille pour y former un barrage mobile d'étanchéité entre les flasques (4 et 5). Dans le cas des pistons avec billes (3') les intercalaires (6) sont inutiles et ne sont pas employés. Le rotor est monté sur palier à bague ou à roulement dans la flasque avant (4). L'étanchéité de ce côté est assurée par un segment du type classique aux moteurs à pistons (7) dans la gorge (7') complétés d'un joint à levres (8) placé en sortie de l'axe du rotor. L'entrsinements ou la prise de force est monté de maniere convenable sur clavetage ou canelures, elle n'est pas représentée sur le dessin. Dans la flasque arrière (5) un palier borgne avec bagne maintient axialement le rotor, dans le centre de ce dernier sont logés de ce c8té un ressort (9) et une bille anti-friction (9') de maniere à ce que le rotor reste en contact permanent sur la face interne de la flasque avant (4) pour complément d'étanchéité du palier à sa sortie d'arbre. La puissance est déterminée par le nombre d'alvéoles selon le diamètre du rotor et des billes ou pistons avec billes ainsi que par la course co-ariale de ces derniers suivant l'angle de la gorge circulaire oblique duquel résulte également la vitesse de rotation dans la version moteur. Des brides ou des raccords filetés sont prévus sur 9.es collecteurs (4' et 5') non représentés sur le dessin. Les matériaux utilisés pour les réalisations selon les applications sont de types classiques en rapport aux exigences techniques et d'emplois. Le principe de fonctionnement et les cycles s'établissent d'après le schéma figuratif (Planche 2) : nous y retrouvons le stator (I) le repère (o) et la gorge circulaire oblique (I') selon l'angle déterminé allant jusque (II), le rotor (2) ainsi qu'un symbole (2') du mouvement co-axial effectué par une bille ou un piston (3 ou 3') dans une des alvéoles pendant la rotation, la flasque avant (4), le repère (o), le collecteur d'admission (5') celui du refoulement (4') et la flasque arrière (5), le repère (o), le collecteur d'admission (5') celui du refoulement (4'). Pompe hydraulique pour des raisons explicatives : le rotor (2) vu du conté de la flasque avant (4) effectue d'apurés le schéma un demi tour de rotation vers la droite, les billes ou pistons (3 ou 3') partant du repère (o) de la gorge circulaire oblique jusqu'à son point extrême (II) refoulent dans le collecteur (4') de la flasque avant (4), ce refoulement étant matérialisé par le rayonnement (4'). Côté flasque arrière (5) l'inverse s'est produit au cours de ce même mouvement soit une admission par le collecteur (5') matérialisée par le rayonnement (5'). Toujours au cours de ce demi-tour, il faut admettre que le côté opposé du rotor qui n'est pas visible sur le schéma a été fonctionnel inversement en même temps ; les billes ou pistons étant partis du repère (II) au repère (o) ont effectués selon 11 ordre vue de la flasque avant (4) : une admission par le collecteur (5') et dans la flasque arrière (5) : un refoulement par le collecteur (4'). Ainsi est obtenu le double rendement en continu pour un demi tour de rotation qui est égal à un tour de refoulement (4') et un tour d'admission (5'). Pour être fonctionnelles en rapport des collecteurs, les alvéoles équipées de billes ou de pistons forment en quelque sorte des godets à volumes mobiles se vidant et se remplissant d'un collecteur à l'autre ; cela n'étant possible qu'avec zones de séparations (o) des flasques formant ouvertures, fermetures latérales de ces alvéoles godets au cours de leurs passages soit pleins pour se vider, soit vides pour se remplir par l'intermédiaire des collecteurs. Ces zones sont situées en fin de course des billes ou des pistons, selon les extrêmes de la gorge circulaire oblique (o-II). Par ce dispositif, les clapets ont pu être supprimés. Dans le fonctionnement en moteur, les poussées sont bilatérales pour un double rendement également, quant à l'inversion du sens de marche, elle est effectivement rendue pratique par l'utilisation d'une vanne spéciale remplaçant le système classique à by-pass selon un branchement en rapport aux collecteurs correspondants pour une rotation à droite ou à gauche. Le principe et la conception de l'invention dans les applications hydrauliques, pneumatiques, mécaniques, sous toutes leurs formes-sont-dtun intérêt économique important grace à la polyvalence du système-et le double rendement pour une réalisation simple et robuste convenant aux industries modernes très diverses : hydro-électrique, hydro-pneumatique, conditionnements alimentaires, filtration épuration des eaux, manutentions, motorisations, pompes, mélangeurs, énergie atomique, chimie, pétrolière, automobile, aéronautique, nautique e jusqu'aux jouets scientifiques. REVENDICATI0NS 1) Principe et conception d'un moteur hydraulique ou pneumatique polyvalent, pouvant être également pompe volumétrique auto-amorçante sous toutes pressions ou mélangeur pour homogénèiser, caractérisés par des possibilité mécaniques pouvant fonctionner de façon identique pour des applications différentes sans transformations, selon un mouvement co-axial produisant un double rendement pour un tour de rotation avec un rotor et un stator de formes adéquates permettant un sens de marche reversible indifféremment. Cette autre possibilité étant dûe également à ce que l'invention ne possède aucuns clapets et qu'ils ont été remplacés par des collecteurs internes fonctionnels réalisant les cycles en continus pour deux sens de rotation. 2) Principe et conception selon la revendication 1 : caractérisés par un mouvement de va et vient co-axial pendant la rotation, permettant de la rendre fonctionnelle sur deux faces latérales d'où vient l'origine du double rendement pour un tour selon le sens désiré indifféremment. 3) Principe et conception selon les revendications 1 et 2 : caractérisés par un rotor équipé d'alvéoles de profil demi-sphérique, longitudinales à l'axe de ce rotor, soit co-axiales. Ces alvéoles devenant motrices de billes ou pistons avec billes au cours de la rotation. 4) Principe et conception selon les revendications 1 - 2 et 3 caractérisés par un stator impriment un mouvement de va et vient en continu par l'intermédiaire d'une gorge circulaire oblique de profil demi-sphérique usinée dans sa périphérie interne. Cette gorge donnant la possibilité de 11 inversion du sens de rotation de par sa position et son angle. 5) Principe et conception selon les revendications 3 et 4 : caractérisés par l'assemblage d'un rotor et d'un stator formant communément dans n'importe quel point de la rotation, les sièges ou alésages précis pour des billes at- fonctions de pistons ou pour des pistons ave S lles S les ulétjîes et la rge circulaire oblique étant en relation constante. 6) Principe et conception selon les revendications A et 5 : caractézisé à ce que l'utilisation des billes aux fonctions de pistons naest possible que par des étanchéités mobiles appelées de par leur emplacement : intercalaires. De formes adéquates et placés dans la gorge circulaire oblique entre chaque bille, ils réalisent ainsi un barrage contribuant à parfaire les fonctions relatives au double rendement. 7) Principe et conception selon les revendications 1 et 2 : caractérisés par un fonctionnement sans aucuns clapets remplacés par des collecteurs latéraux aux fonctions déterminées et logés dans les flasques enfermant le rotor et que ces collecteurs délimitent les cycles et les fonctions en rapport du mouvement tournant du rotor, du va et vient des billes ou pistons dans les alvéoles pour les aspirations et les refoulements reversibles.