Brevet FR2285190A1 — publié le 19760416

La présente invention a trait aux vibrateurs du type à piston et cylindre, actionnés par un fluide sous pression. C'est un fait connu que ces appareils dégagent une quantité appréciable de chaleur, et cela de façon d'autant plus importante que la fréquence de vibration est plus élevée. La présente invention vise à permettre dsétablir un vibrateur du genre en question qui comporte des moyens propres à assurer son refroidissement en service. Le vibrateur suivant l'invention comprend un piston monté à coulissement dans un cylindre, ce dernier comportant une lumière d'entrée et deux lumières de sortie disposées de part et d'autre de la première, lesdites lumières étant prévues dans la paroi cylindrique du cylindre, le piston lui-meme étant percé de deux passages intérieurs qui communiquent par une de leurs extrémités respectivement avec l'une et l'autre des deux chambres délimitées par le piston à l'intérieur du cylindre, tandis que l'autre extrémité de chacun de ces passages aboutit à la périphérie cylindrique du piston en étant décalées axialement chacune par rapport à l'autre, le cylindre et/ou le piston étant manchonnés, ce ou ces manchons définissant un ou plusieurs passages de refroidissement pour ltécoulement du fluide moteur entre d'une part la lumière d'entrée et/ou les lumières de sortie et d'autre part une ou plusieurs ouvertures correspondantes prévues dans le ou les manchons, et le ou les passages de refroidissement s'entendant sur la moitié ou substantiellement la moitié de la circonférence du manchon correspondant. Suivant une variante le piston est manchonné et les passages de refroidissement qutil comporte communiquent respectivement d'une part avec ses propres passages intérieurs par l'une de leurs extrémités et d'autre part avec les ouvertures du manchon du piston par leur autre extrémité. Dans une autre variante ctest le cylindre qui est manchonné et ses passages de refroidissement communiquent respectivement d'une part avec les lumières de sortie par une de leurs extrémités et d'autre part avec les ouvertures de son manchon par leur autre ex extrémité. Toutefois et de préférence le piston et le cylindre sont tous deux manchonnés, les passages de refroidissement du piston communiquant respectivement d'une part avec les passages intérieurs de celui-ci par une de leurs extrémités et d'autre part avec les ou vertures de son manchon par leur autre extrémité, tandis que les passages de refroidissement du manchon du cylindre communiquent respectivement dune part avec les lumières de sortie par une de leurs extrémités et d'autre part avec les ouvertures de son manchon par leur autre extrémité. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 est une coupe 'verticale d'un vibrateur établi con formément a l'invention. Fig. 2 montre le vibrateur de fig. 1 à une autre position. Fig. 3 en est une vue en bout. Le vibrateur représenté comprend un cylindre comportant une partie cylindrique intermédiaire 10 et deux fonds amovibles Il et 12. Ces fonds sont retenus par des vis 13. I1 doit toutefois être entendu que le cylindre pourrait autre réalisé de toute autre manière appropriée. Dans le cylindre est fixé un manchon 14. L'intérieur du cylindre définit un espace dans lequel est monte coulissement un piston 15 manchonné extérieurement, -comme indique en 16. La partie ou paroi cylindrique 10 comporte une triée 17 disposée au milieu de sa longueur et deux lumières de sortie 18 qui, dans 11 exemple représenté, sont diamètralement opposées par rapport à la lumière 17, bien que cela ne soit nullement essen- tiel, ces lumières 18 étant équidistantes de part et d'autre du plan transversal de la lumière d'entrée 17 précitée. Cette dernière communique avec une creusure circulaire 19 qui divise en fait le manchon 14 du cylindre en deux parties séparées l'une de l'autre. Avec les lumières de sortie 18 -communiquent respectivement -des gorges circulaires 20 prévues dans la -face extérieure du manchon 14 du cylindre. Ces gorges communiquent à leur tour avec des ouvertures 21 du manchon 14. Les ouvertures 21 sont disposées de fa çon équidistante de part et d'autre de la lumière d'vitrée 17 -et elles sont par conséquent diamètralement opposées aux lumières de sortie 18respectives.- Le piston 15 comporte deux passages intérieurs 22. Ceux-ci communiquent respectivement avec l'une et l'autre des deux chambres que le piston 15 délimite dans l'espace intérieur du cylindre.Les autres extrémités des passages 22 communiquent avec des gorges circulaires respectives 23 creusées dans la périphérie du piston 15, et qui s'retendent ainsi entre ce piston lui-mme et son manchon 16. Ce dernier comporte en outre deux ouvertures 24 qui le traversent de part en part en étant reliées avec les gorges 23 respectives et en pouvant communiquer alternativement avec la creusure 19 prévue dans le manchon 14 du cylindre. En vue de réaliser cette communication alternée, les ouvertures 24 sont décalées axialement sur le piston en se trouvant à une distance l'une de l'autre supérieure à la largeur de la creusure 19 précitée. Il est ainsi possible pour le piston d'accuper une position (représentée en fig. 1) pour laquelle ltentrée 17 qui débouche dans la creusure 19 ne communique avec aucune des ouvertures 24 du manchon 16 du piston. Ces dernières se trouvent respectivement à l'apposé des extrémités des passages intérieurs 22 de ce piston qui débouchent dans les gorges 23 respectives. On notera encore que chaque passage 22 débouche dans la chambre du cylindre la plus éloignée de la gorgé 23 avec laquelle communique l'autre extrémité du passage 22 considéré. Fig. 2 représente le piston à l'une de ses fins de course à l'intérieur du cylindre. A cette position l'une des ouvertures 24 du manchon 16 de ce piston communique avec la creusure 19 du manchon 14 du cylindre. L'application d'un fluide sous pression à la lumière d'entrée 17 fait que le fluide en question s'coulpe par la creusure 19 et l'ouverture 24 dans la gorge 23 correspondante du piston et par conséquent dans l'un des passages intérieurs 22 pré- vus dans celui-ci. Il va donc apparattre à l'une des extrémités du piston une pression plus élevée que celle qui règne à l'autre, laquelle communique avec l'une des lumières de sortie 18 par I'auverture appropriée 21 du manchon 14 du cylindre et par la gorge 20 as socié à cette ouverture. Cette inégalité des pressions aux deux ex trémités du piston provoque le déplacement de celui-ci vers son autre fin de course pour laquelle ce sont les lumières et ouvertures opposées qui entrent en communication. Dans ces conditions l'application continue du fluide sous pression à la lumière d'en- tree 17 provoque le va-et-vient du piston à l'intérieur du cylindre. L'écoulement du fluide dans les gorges 20 et 23 détermine le refroidissement des masses respectives du cylindre et du piston étant donné que cet écoulement s'effectue sur 18aO autour des pé riphéries respectives de-ces deux organes et de part et d'autre d'un meme plan diamètral. Dans la forme d'exécution représentée, l'agencement des gorges de refroidissement 23 dans le piston permet le perçage des extrémités adjacentes des passages intérieurs 22 suivant des directions obliques par rapport aux rayons, étant donné que les positions des trous dans les rainures ne sont pas critiques. Dans ltexemple représenté les extrémités de ces passages 22 forment des angles aigus par rapport aux rayons correspondants du piston. Grâce à cette disposition le fluide qui s'écoule de l'une des gorges de refroidissement 23 dans le passage 22 qui lui est associé, rencontre moins de résistance de frottement que dans le cas où les passages en question seraient à profil en L et où par conséquent le fluide devrait traverser un coude à 900. Cet abaissement de la résistance à l'écoulement est évidemment bénéfique pour le refroidissement du vibrateur étant donné que le fluide dégage moins de chaleur en traversant les passages intérieurs du piston. L'expérience a montré que ce refroidissement du vibrateur par lui-mme, à la façon décrite ci-dessus, aboutit à une augmentation de 'efficacité du rendement en service. De plus le refroissement précité détermine un abaissement de la consommation en fluide moteur. On peut encore noter qutil autorise une diminution du jeu entre le piston et le cylindre, ou plus exactement entre les manchons de ces deux orgarnes. Dans certaines variantes les rges de refroidissement 20 du preuve cylindre ou celles 23 du pistonItre supprimées. Les manchons 14 et 16 sont préférablement faits en une matière comportant un faible coefficient de frottement, de manière que le dispositif puisse & re mis en fonctionnement sans utilisation d'un lubrifiant supplémentaire. Cela est particulièrement désirable lorsque le fluide moteur est constitué par de l'air comprimé. Il doit d'ailleurs oestre entendu que la description qui précède nta été donnée quta titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I Q N-S -S I - Vibrateur du type à piston coulissant dans un cylindre, caractérisé en ce que le cylindre comporte une lumière d'entrée et deux lumières de sortie disposées de part et d'autre de celle-ci, ces lumières étant pratiquées dans la partie cylindrique du cylindre, le piston comportant deux passages intérieurs qui communiquent par une de leurs extrémités respectivement avec l'une et l'autre des deux chambres délimitées par le piston à l'intérieur du cylindre, tandis que l'autre extrémité de chacun de ces passages aboutit à la périphérie cylindrique du piston, en étant décalée axialement chacune par rapport à l'autre, le cylindre et/ou le piston étant manchonnés, ce ou ces manchons définissant un ou plusieurs passages de refroidissement pour I'écoulement du fluide moteur entre d'une part la lumière d'entrée et/ou les lumières de sortie, d'autre part une ou plusieurs ouvertures correspondantes prévues dans le manchon ou dans chacun de ceux-ci, et le ou lesdits passages de refroidis serment s'étendant sur la moitié ou substantiellement la moitié de la circonférence du manchon correspondant. 2 - Vibrateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston est manchonné et en ce que les passages de refroidissement qu'il comporte communiquent respectivement d'une part avec ses propres passages intérieurs par l'une de leurs extrémités et autre part avec les ouvertures du manchon du piston par leur autre extrémité. 3 - Vibrateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre est manchonné et en ce que ces passages de refroidissement communiquent respectivement d'une part avec ses lumières de sortie par l'une de leurs extrémités et d'autre part avec les ouvertures de son manchon par leur autre extrémité. 4 - Vibrateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston et le cylindre sont manchonnés, les passages de refroidissement du piston communiquant respectivement d'une part avec des passages intérieurs de celui-ci par une de leurs extrémités et d'autre part avec des ouvertures de son manchon par leur autre extrémité, tandis que les passages de refroidissement du manchon du cylindre communiquent respectivement d'une part avec ses lumières de sortie par une de leurs extrémités et d'autre part avec les ouvertures de son manchon par leur autre extrémité. 5 - Vibrateur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le ou les manchons sont faits en un matériau comportant un faible coefficient de frottement. 6 - Vibrateur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les extrémités des passages intérieurs du piston qui communiquent avec la périphérie de celuici sont orientées obliquement par rapport aux rayons correspondants. 7 - Vibrateur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les passages des refroidissements sont constitués par des gorges circulaires s'étendant sur tout le pourtour du piston et/ou du cylindre, ou de leurs manchons respectifs.