Brevet FR2450365A1 — publié le 19800926

Machine à pistons sphériques La présente invention concerne une machine à pistons sphériques dont les sphères mobiles en rotation sont reliées chacune à au moins un corps cylindrique entourant la sphère dans le domaine médian, lequel corps cylindrique glisse de façon étanche dans un perçage radial d'un -rotor supporté en rotation par un axe de distribution fixe, muni de canaux d'alimentation et d'échappement. Des machines connues à pistons sphériques ont pour inconvénient le fait que l'élément de refoulement de forme sphérique ne possède qu'un joint linéaire avec l'alesage cylindrique, de-sorte que l'étan chérit8 et par suite le rendement de la machine sont affectés de façon défavorable. Pour éviter cet inconvénient, on a muni la sphère d'un piston qui recouvre celle-ci totalement du côté de la pression. On obtient ainsi, à partir du joint lineaire, un joint entre surfaces ou un joint de fente sensiblement meilleur. Cette machine connue a pour inconvénient que la masse de l'élément de refoulement, par suite du piston rapporté, eat à peu près le double de la masse de la sphère, ce qui augmente la depense en matériau et le poids de la machine d'une façon gênante. La machine à pistons sphériques de l'invention est caractérisée en ce que les corps cylindriques ont la forme de douilles. Gracie à cette caractéristique, la machine a l'avantage qu'avec une étanchéité tout à fait suffisante la dépense en matériau et en poids est reduite, ce qui agit favorablement sur le coût de la machine. Un avantage particulier de l'invention vient de ce que la douille se compose d'un corps de base tubulaire qui est serti sur la bille à l'aide d'un rouleau profilé. On obtient ainsi un joint de fente particulièrement bon pour une masse faible de l'élément de refoulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une coupe partielle au travers d'un premier exemple de réalisation d'une machine à pistons sphériques - les figures 2a à 3b représentent des dléments de refoulement ; et - la figure 4 représente une variante de l'élément de refoulement de l'exemple de réalisation de la figure 1. Le montage des machines à pistons sphériques est suffisamment connu, on n'a représente sur la figure 1 qu'une coupe partielle d'une telle machine, qui représente tout ce qui est essentiel pour l'invention. Un rotor 11 qui présente plusieurs alésages radiaux 12 tourne sur un axe de distribution fixe 10. On a réalisé dans l'axe plusieurs alésages longitudinaux 13 à 15 pour l'arrivée et le départ du fluide venant des alesages 12 ou y allant. L'élément de refoulement de la machine se compose d'nne sphère 16 qui tourne dans une douille 17. Le coté intérieur de la douille 17 s'ajuste parfaitement avec la sphère et possède une surface extérieure cylindrique qui lui permet de glisser comme un piston de façon étanche dans l'alésage radial. La hauteur H de la douille est plus petite que le diamètre D de la sphère. Elle est placée symétriquement par rapport à celle-ci, c est-à-dire qu'elle s'étend de façon uniforme du centre de la sphère vers les deux cotés. La sphère 16 sort de l'alésage et elle est en contact avec une came 20 qui, au cours de la rotation du rotor, transmet d l'élément de refoulement des mouvements alternatifs. La douille 17 ne présente qu'une faible masse mais elle constitue, par suite de sa hauteur H relativement grandie, une longue fente d'étanchéité par rapport à l'alésage cylindrique 12 et à la sphère 16. Afin que la douille 17 puisse facilement hêtre rapportée sur la sphère 16, ou bien - comme le montrent les figures 2a et 2b - elle est munie en un endroit d'une fente longitudinale traversante 21, ou bien elle comporte - comme le montrent les figures 3a et 3b - plusieurs fentes longitudinales 22 à 24 qui partent du côté plat voisin de la came et atteignent l'endroit de plus grand diamètre intérieur de la douille. De cette façon, on obtient une étanchéité particulièrement bonne de l'élément de refoulement. Les fentes permettent un écartement pour l'introduction de la sphère dans la douille.La sphère doit pouvoir tourner dans la douille. Mhis il est également possible de rapporter la douille sur la sphère par une technique de formage a froid. C'est ce que monLre exemple de réalisation de la figure 4. La douille 25 se compose a l'origine d'une pièce tubulaire à paroi relativement mince et elle est repoussée de façon connue sur la sphère a l'aide d'un rouleau profilé. I1 est essentiel qu'une portion cylindrique 25' aussi longue que possible apparaisse sur le pourtour extérieur pour assurer l'étanchéité necessaire. En outre, la douille doit s'appliquer à la sphère sur une longueur aussi grande que possible pour assurer là aussi une bonne étanchéité.Pour cela, on réalise au cours du repoussage une gorge 26 et une zone 27 qui maintiennent la sphère, mais de façon qu'elle puisse encore tourner. I1 est également avantageux que la douille soit constituee de façon qu'elle présente derrière la gorge et au côte de la pression une autre surface de guidage cylindrique 25". La surface du piston subit une finition apres le repoussage, par exemple elle est rectifiee après trempe ou nitruration. Dans l'exemple de réalisation décrit en dernier, une fente de la douille n'est pas nécessaire. Au contraire des exemples de réalisation 1 à 3b, la longueur de la douille est ici plus grande que le diamètre de la sphère, de sorte que s'étend par-dessus la sphère en direction du coté pression. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Machine à pistons sphériques dont les sphères mobiles en rotation sont reliées chacune à au moins un corps cylindrique entourant la pièce dans le domaine médian, lequel corps cylindrique glisse de façon étanche dans un perçage radial t d'un rotor (11) supporté en rotation par un axe de distribution 0) fixe, muni de canaux d'alimentation et d'échappement, caractérisée en ce que les corps cylindriques ont la forme de douilles. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur (H) des douilles (17) est plus petite que le diamètre (D) des sphères (16). 3. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les douilles sont symétriques par rapport aux sphères et en ce qu'elles s'appliquent à celles-ci de façon etanche. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les douilles sont munies d'au moins une fente longitudinale (21 à 24) entre leurs cotés plats et opposés au coté pression, au moins jusqu'au milieu. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les douilles pénètrent dans les alésages radiaux 2) au-delà du diamètre des sphères. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les douilles se composant d'un corps de base tubulaire sont repousséessur les sphères à l'aide d'un rouleau profilé, et en ce qu'elles présentent une gorge 24 s'appliquant à la sphère. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la partie de la douille s'eten- dant au-dessus de la sphère dans l'alésage radial constitue également une surface de guidage cylindrique (25"). 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les douilles se composent d'un acier nitruré. 9. Machine selon l'une quelconque des revendica tions là 5, caractérisée en ce que les douilles se composent d'une matière plastique.