Brevet FR2116266A1 — publié le 19720713

Cette invention se rapporte à un moteur à actionnement thermique comportant un arbre à mouvement alternatif axial avec rappel automatique. Dans la réalisation décrite et représentée ici, ce moteur fonctionne comme moteur exerçant un effort de traction, mais il est évident que les extrémités opposées de l'arbre peuvent imprimer respectivement des efforts de poussée et de traction à un autre mécanisme. Le but principal de l'invention est de fournir,en vue de son application à l'industrie intéressée7un moteur à actionnement thermique de construction extremement simple et efficace dans lequel la matière dilatable chauffée enfermée dans un carter à haute pression exerce une pression contre un arbre à bride à diamètres différentiels, par ltintermviiaire de manchons flexibles entourant cet arbre sur les côtés opposés de cette bride, de telle sorte que la compression d'un de ces manchons dans une direct on axiale et l'extension de l'autre manchon dans la direction axiale obligent 11 arbre du moteur à se mouvoir dans une seule direction. le refroidissement et la contraction de la matière dilatable, quand l'application de la chaleur est terminée, agissent de telle sorte que le manchon en caoutchouc comprimé se dilate jusqu'à sa longueur d'assemblage normale et que le manchon étiré se trouve comprimé axialement, ce qui a pour conséquence automatique que l'arbre se déplace dans la direction opposée. les manchons flexibles fonctionnent de façon à faire office de joints d'étanchéité, afin d'emr8cher une perte du composé dilatable à partir du carter et d'imprimer un mouvement à l'arbre. Dans le dessin schdmatique annexé : La fig. 1 est une vue en coupe verticale dessinée à plus grande échelle du moteur à actionnement thermique conforme à l'invention montrant l'arbre en élévation dans sa position non actionnée. la fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 montrant l'arbre et les autres parties du moteur dans les positions qu'ils prennent quand ils sont actionnés par la matière dilatable chauffée, de façon à agir comme moteur fonctionnant par traction. La fig. 3 est une vue en coupe transversale passant par le plan de la ligne 3-3 en fig. 1. Dans la réalisation de l'invention qui est représentée dans le dessin, le moteur comprend un carter externe principal 10 comportant une paroi latérale cylindrique 11 faisant corps avec une paroi terminale 12 et un carter interne 15 comprend une paroi latérale cylindrique 16 faisant corps avec une paroi terminale 17. les parois latérales en contact 11 et 16 sont filetées pour faciliter le montage du carter externe 10 et du carter interne 150 la paroi terminale 17 du carter 15 peut être munie d'un prolongement axial 18 pour ménager une creusure 19 (comme représenté) ou bien ce prolongement 18 peut être supprimé et une ouverture ménagée dans la paroi terminale 17 pour donner accès à un arbre décrit ci-après. Un arbre 25 à diamètres différentiels comprend une partie 26 de plus petit diamètre, une partie 27 de plus grand diamètre et une bride 28 placée entre ces deux parties 26 et 27. Cette bride 28 s'détend radialement au delà de la circonférence de la partie 27 de l'arbre 26, et fait de préférence corps, avec les deux parties 26,27. L'arbre 25 est monté dans le carter externe 10 et le carter interne 15, de façon que sa partie 26 de plus petit diamètre passe à travers la paroi terminale 12 et que sa partie 27 de plus grand diamètre pénètre dans, l'espace 19 prévu dans la paroi terminale 17. Comme indiqué ci-avant, le prolongement 18 du carter interne 15 peut être supprimé pour exposer l'extrémité 27 de l'arbre 25. Un manchon 30 en caoutchouc entoure la partie 27 de l'arbre 25 à proximité d'un côté de la bride 28 et s'étend longitudinalement et axialement-à cet arbre entre la bride 28 et la surface interne de la paroi terminale 17 du carter interne 15. L'épaisseur radiale du manchon en caoutchouc 30 est égale à la dimension radiale de la bride 28 contre laquelle porte le manchon 30. Un autre manchon 31 entoure la partie 26 de l'arbre 25 à proximité du côté opposé de la bride 28 et s'étend longitudinalement et axialement à l'arbre entre cette bride 28 et la face interne de laparoi terminale 12 du carter externe 10. L'épaisseur radiale du manchon 31 en caoutchouc monté sur la partie 26 de l'arbre 25 est égale à la dimension radiale de la bride 28 contre laquelle porte le manchon 31.Par suite des différences dans les diamètres des parties 26 et 27 de l'arbre 25, le manchon 31 en caoutchouc est radialement plus épais, autrement dit plus large que le manchon 300 il est préférable que le caoutchouc constitutif du manchon 30 soit plus dur c'est-à-dire soit constitué par du caoutchouc ayant un indice plus élevé mesuré au duromètre que le manchon 31, afin de donner la certitude d'une force de rappel suffisante comme ceci est décrit ci-après. Mais, si désiré, les deux manchons 30 et 31 peuvent être constitués par un caoutchouc de même dureté.Comme représenté, le manchon 31 fait corps avec un joint d'étanchéité 32 en forme de disque s'étendant radialement qui porte contre la face interne de la paroi terminale t2 du carter externe 10 et dont le bord périphérique 33 est serré entre le bord terminal de la paroi 16 du carter interne 15 et la paroi terminale 12 du carter externe 10. La partie 26 de l'arbre 25 est étanchéisée à proximité de son extrémité libre par une bague flexible 34 én forme d' O logée dans une rainure 35 de la paroi 12 du carter externe 1 Oo L'espace intérieur du carter interne 15 délimite une chambre de pression 40 contenant une matière dilatable dont la cire constitue un exemple. Cette matière dilatable est chauffée par une résistance électrique chauffante 41 reliée par des électrodes 42 à une source d'énergie électrique (non représentée). Xi énergie électrique est envoyée aux électrodes 42 connectées à la résistance chauffante 41, ce qui fait que la matière dilatable augmente de volume et exerce une pression contre l'arbre 25 par l'intermédiaire des manchons en caoutchouc 30,31. L'arbre 25 est astreint ainsi à se rapprocher de l'espace 19 pour occuper la position représentée dans la fig0 2 par suite de la pression différentielle appliquée à cet arbre 25 par l'intermédiaire des manchons 30,31. Cette pression agit pour comprimer le manchon 30 dans la direction axiale ou pour étier ou allonger ce manchon en caoutchouc 31 dans cette méme direction axiale, quand l'arbre 25 est astreint à se déplacer depuis la position que montre la fig. 1 jusqu'à celle qui est dessinée dans la figo 2. Ce mouvement peut être utilisé pour ouvrir des orifices et exercer une force de traction utilisable pour diverses applications sur un mécanisme (non représenté) relié fonctionnellement à la partie 26 de plus petit diamètre de l'arbre 25. Sa partie 27 de plus grand diamètre peut entre employée pour exercer une force de poussée s'il est exposé dans l'espace 19 par suppression du prolongement 18 du carter interne 15. Le composé qui se trouve dans la chambre 40 se refroidit lors de la fin de l'application de la chaleur et se contracte ainsi en permettant au manchon en caoutchouc comprimé 30 de se dilater Jusqu' sa longueur d'assemblage normale et de comprimer le manchon 31 pour refouler l'arbre 25 de façon qu'il revienne automatiquement à sa position normale prédéterminée que montre la fig. 1, sans l'aide d'un ressort ou d'un autre organe auxiliaire comme celui qui a été utilisé dans la technique antérieure pour assurer le mouvement de retour de l'arbre dans les moteurs thermiques. Les manchons en caoutchouc 30 et 31 portant contre les côtés opposés de la bride 28 de l'arbre 25 sont axialement plus longs sous leur forme naturelle pré-assemblée qu1à l'état assemblé, ce qui assure une pression constante à la hauteur des surfaces d'étanchéité entre le joint 32, le manchon en caoutchouc 31 et la bride 28 et entre cette bride 28, le manchon en caoutchouc 30 et le carter interne 15. Les manchons en caoutchouc 30,31 font également office de joints d'étanchéité pour s'opposer à une perte du composé dilatable qui ne vient pas en contact avec une partie quelconque de arbre 25 en pénétrant dans la chambre 40 ou en s'en échappant. De notables avantages sont obtenus grâce à l'application des manchons en caoutchouc 30 et 31 pour remplir les fonctions combinées d'actionnement de l'arbre 25 dans une direction, de rappel automatique de cet arbre par un mouvement dans la directioqopposée et d'étanchéisaition de la chambre 40 contenant le composé sans le secours de ressorts ou d'organes semblables à des diaphragmes et de joints d'étanchéité séparés tels que ceux qui ont été employés jusqu' à présent dans cette technique pour assurer le mouvement de retour de 1' arbre et le maintien de la matière dilatable dans le carter du moteur. les détails de réalisation de ce moteur peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDi CAT IONS 1.- Moteur à actionnement thermique comportant un arbre à rappel automatique caractérisé par un carter externe (10) comportant une chambre (40) contenant une matière dilatable réagissant à la chaleur, un arbre (25) à diamètres différentiels comportant une partie (27) de plus grand diamètre et une partie (26) de plus petit diamètre disposé de manière à pouvoir aller et venir axialement dans cette chambre (40), une bride (28) s'étendant radialement à partir de l'arbre (25) entre ces parties à plus grand et à plus petit diamètre, un système élastique (30,31), en contact de réception de pression avec la matière dilatable contenue dans la chambre (40) et agissant sur les parties de l'arbre pour porter contre les côtés opposés de la bride (28) et les parois du carter externe (10) de la chambre (40) en exerçant une pression différentielle sur cet arbre quand il est exposé à pression de la matière dilatable chauffée afin de déplacer axialement cet arbre (25) dans une direction, cet arbre se mouvant automatiquement dans la direction opposée quand la pression s'exerçant sur le système élastique cesse d'agir par suite du refroidissement de la matière dilatable, et un élément (41) pour chauffer cette matière dilatable. 20- Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système élastique (30,31) est constitué par des manchons qui entourent les parties à diamètres différentiels de l'arbre (25). 3.- Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système élastique (30,31) est constitué par des manchons en caoutchouc qui entourent les parties à diamètres différents de l'arbre (25) et assurent un contact en bout avec la bride (28). 4.- Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système élastique (30,31) est constitué par des manchons en caoutchoucs à duretés différentes0 5.- Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (25) comporte une partie (26) pénétrant à travers un orifice de la paroi terminale (12) du carter externe (10) et qui fait office d'organe moteur fonctionnant par traction quand il est actionné. 6.- Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carter externe (10) comprend une partie externe pourvue d'une paroi latérale cylindrique filetée intérieurement (11) et d'une paroi terminale (12) faisant corps avec lui, et un carter interne (fi} 5 > comportant une paroi latérale cylindrique filetée extérieure- ment (16) et une paroi terminale intégrante (17), les parois à filetages interne et externe étant engagées mutuellement, les parois terminales formant les extrémités opposées des carters. 7o Moteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le système élastique (30,31) prévu sur l'une des parties de l'arbre (25) comprend une bride (32) en forme de disque portant contre la paroi terminale (12) du carter externe (10) et dont le bord périphérique est serré entre l'extrémité de la paroi latérale (16) du carter interne (15) et la paroi terminale (12) du carter externe (10) pour former un joint d'étAnchéité s'opposant à toute perte de la matière dilatable à partir de la chambre (40). 8.- Moteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le système élastique (30,31) associé avec les parties de l'arbre (25) exerce une pression contre la bride (28) de cet arbre et contre les parois terminales respectives du carter interne (15) et du carter externe (10) pour constituer des joints étanches qui s'opposent à toute perte de la matière dilatable à partir de la chambre (40)O 9.- Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les manchons élastiques (30,31) sont soumis à une pression dans une direction axiale après leur assemblage avec l'arbre (25) dans la chambre (40) du moteur0 10,- Moteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un carter externe (10) réagissant à la pression délimitant une chambre (40) contenant une matière dilatable, un arbre (25) à diamètres différentiels pouvant aller et venir axialement dans cette chambre (40) et comportant des parties (27 et 26) à diamètres plus grand et plus petit, une bride (28) s'étendant radialement à partir de l'arbre (25) entre ces parties (27,26) de l'arbre, un système élastique (30,31) en contact de réception de pression avec la matière dilatable agissant sur chacune des parties (27,26) pour porter contre les côtés opposés de la bride et contre la paroi du carter externe (10), et une résistance (41) provoquant la dilatation de la matière dilatable et exerçant par conséquent une pression différentielle sur 11 arbre (25) par l'intermédiaire du système élastique (30,31) > pour déplacer l'arbre (25) dans une direction, la con- traction de cette matière dilatable assurant automatiquement la cessation de la pression s'exerçant sur l'arbre par l'intermédiaire du système élastique et le mouvement de l'arbre dans la direction opposée. 110- Moteur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le système élastique (30,31) monté sur les parties (27,28) de l'arbre (25) est constitué par des manchons en caoutchouc différant l'un de l'autre comme largeur radiale et aussi l'un de l'autre quand à leur réponse à la pression exercée par la matière dilatable. 12.- Moteur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les manchons en caoutchouc (30,31) sont constitués par des caoutchoucs ayant des degrés de dureté différents.