Brevet FR2480868A1 — publié le 19811023

Machine à piston rotatif, notamment pompe multicellulaire. La présente invention concerne une machine à piston rotatif, notamment une pompe multicellulaire, comportant un piston rotatif axé en position excentrée dans un carter et, dans des évidements du pourtour dudit piston rotatif, des palettes déplaçables en va-et-vient de translation essentiel- lement radiale et prenant appui sur un alésage excentré par rapport à l'axe de rotation de ce même piston. On connaît des réalisations très diverses de telles machines à piston rotatif. Elles diffèrent entre elles surtout par la forme et-la disposition des palettes. Les pompes multicellulaires dites à palettes coulissantes comportent, dans des évidements radiaux du piston rotatif, des palettes déplaçables- en translation radiale qui, lors du mouvement de rotation du piston, glissent en va-et-vient radial tandis que, par leurs extrémités dépassant du piston rotatif, elles s'appuient en glissant sur l'alésage du carter. Dans une autre catégorie, des palettes oscillantes sont articulées pivotables sur le piston rotatif et, lors de la rotation de celui-ci, s'écartent sous l'action de la force centrifuge et viennent en appui glissant sur l'alésage du carter. Ces réalisations connues ont toutes un trait commun les palettes y sont en appui glissant sur l'alésage du carter par des surfaces déterminées. Il en résulte un frottement accru et l'usure des surfaces glissant les unes sur les autres, sibien que ces machines à piston rotatif subissent d'une part une forte dissipation de puissance et sont d'autre part très rapidement défaillantes. En outre, l'usure dégradant leur étanchéité, il se produit au bout d'un certain temps, des fuites interstitielles qui ont un effet défavorable sur le rendement de la machine. On en est déjà venu à réaliser les palettes entièrement en un matériau spécial, tel qu'une matière plastique, réduisant le frottement et résistant à l'usure ou à revêtir de tels matériaux ou doter d'insertions correspondantes les, surfaces glissant les unes sur les autres. Mais la réalisation de la machine en devient plus difficile et plus coûteuse, et, en particulier dans le cas de fabrication de palettes exclusi- vement en matière plastique, le faible poids spécifique de telles palettes entraîne cet inconvénient que la force centri- fuge desdites palettess'affaiblit au-point que l'effet d'étan- chéité n'est plus suffisant. L'invention a pour objet une machine à piston rotatif du type annoncé qui soit d'une structure et, par conséquent, d'uneréalisation simples, ne présente qu'un faible frottement, donc peu de déperdition de puissance, et garantisse une faible usure, d'o une longue durée de service. Cette machine à piston rotatif est caractérisée par le fait qu'une douille cylindrique est disposée tournante, par rapport au carter, dans l'alésage de-ce dernier. Cette disposition "flottante" de la douille dans l'alé- sage du carter permet à cette dernière de tourner avec les palettes en appui sur son alésage lors de la rotation du piston, si bien qu'il se produit tout au plus un faible mouvement relatif entre lesdites paletteset douille, d'o seulement très peu de frottement et d'usure. Pour faciliter l'entrai- nement en rotation de la douille, on peut ménager, selon d'autres particularités de l'invention, entre l'alésage du carter et la surface latérale de la douille cylindrique, un palier, notamment un palier lisse hydrodynamique ou hydro- statique ou un palier à rainures spirales ou encore un palier lisse sec. Dans le cas d'un palier lisse hydrodynamique, on peut, afin d'optimiser le frottement et la capacité de charge, munir de rainures ou saillies périphériques la surface latérale de la douille ou l'alésage du carter. Pour diminuer encore les pertes dues au frottement, on peut munir de rainures pour l'amenée de lubrifiant soit le piston rotatif sur ses faces frontales, soit les couvercles de carter sur leurs surfaces frontales opposées aux faces frontales du piston rotatif. Ces rainures ont par exemple la forme de spirales. Au lieu de prévoir de telles -rainures sur les faces ou surfaces frontales précitées, il est également possible de munir d'une couche d'un matériau réducteur de frottement une ou plusieurs de ces surfaces mobiles les unes par rapport aux autres. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion détaillée d'un mode de réalisation pris comnme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une rue de dessus d'une machine à piston rotatif dont on a retiré le couvercle de carter; la figure 2 est une coupe transversale de la machine à piston rotatif selon la figure 1 à l'état assemblé0 Ladite machine à piston rotatif se compose du carter 1 avec ses deux couvercles 2,3 fixés à lui par des vis, du piston rotatif 5 excentré dans l'alésage 4 du carter 1 en étant fixé sur un arbre 6, lui-meme excentré par rapport audit alésage 4, etdes palettes 8 déplacabies en va-et-vient de translation dans des évidements ra.diaux du piston rotatif 5 Une douille cylindrique 9 contre l'a!ésage 10 duquel s'appuient en cas de rotation du piston 5 les surfaces d'extrémité 11 des palettes 8 est disposée, avec possibilité de tourner par rapport au carter 1, dans l'alésage 4 de ce derniero Le couvercle de carter 2 est muni d'une tubulure dVaspiration 12 et d'une tubulure de refoulement 13. Les canaux d'écoulement côté aspiration 14 et côté refoulement 15 s'étendent à travers le carter 1 jusque dans l'autre couvercle de carter 3. En cas de rotation dupiston dans le sens des aiguilles d'une montre, les palettes 8 s'appliquent contre l'alésage 10 de la douille 9 et transportent ainsi le fluide du côté d'aspiration au côté de refoulement à travers la chambre de pompe en forme de croissant 16. La douille cylindrique 9 est en même temps entraînée, c'est-à-dire qu'elle tourne par rapport à l'alésage 4 du carter 1, mais non par rapport aux palettes 4, si bien qu'il ne peut intervenir ici ni frottement ni usure. Si l'adhérence entre les parties n'est pas suffisante, il peut à vrai dire se produire un mouvement relatif entre les palettes 8 et la douille 9, mais celui-ci est extrêmement faibleo Pour faciliter le "flottement" de la douille 9, on amine, dans l'exemple considéré, du lubrifiant à l'alésage 4 du carter 1 par des perçages 17 dudit carter 1 si bien qu'il peut s'établir, entre ledit alésage 4 et la surface latérale 18 de la douille 9, un film hydrodyna- mique de graissage séparant ces surfaces. La formation du film hydrodcynamique de graisage peutse trouver améliorée si l'on ménage dans l'alésage 4 du carter 1 des poches de graissage 19 ayant la forme de coins en direction périphérique. Pour diminuer aussi le frottement entre le piston rotatif et les surfaces frontales correspondantes 20,21 des couvercles de carter 2,3, les faces frontales 22 et 23 du piston rotatif sont munies de rainures spirales 24 qui acheminent et distri- buent du lubrifiant entre lesdites surfaces frontales 20,21 et les faces frontales 22,23.- L'invention n'e7st pas limitée àla réalisation ci-dessus décrite. C'est ainsi qu'il est en particulier possible de disposer les poches de graissage 19 sur la surface latérale 18 de la douille 9 au lieu de l'alésage 4 du carter 1 et les rainures spirales 24 dans les surfaces frontales 20,21 des couvercles de carter 2,3 au lieu des faces frontales 22 et 23 du piston rotatif 5. On peut en outre placer, au lieu du palier hydrodynamique ci-dessus décrit, un palier d'un autre genre entre la douille 9 et l'alésage 4 du carter 1. Il peut s'agir là d'un palier muni de rainures spirales établissant une pres- sion ou d'un palier hydrostatique, les poches de pression se trouvant alors opportunément dans l'alésage du carter et des alésages d'amenée de lubrifiant sous pression débouchant dans lesdites poches. On peut aussi prévoir dans l'alésage du carter ou sur la surface latérale de la douille une couche d'un matériau réducteur de frottement, en constituant ainsi une sorte de palier lisse sec, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'il faut absolument éviter que les fluides à transporter soient souillés par du lubrifiant venant à s'échapper. En ce cas, on peut aussi revêtir les faces frontales du piston rotatif ou les surfaces frontales opposées des couvercles de carter d'une couche d'un matériau réducteur de frottement, par exemple d'une matière plastique. Dans ce matériau réducteur de frot- tement peuvent être insérées des particules d'un matériau autolubrifiant, par exemple de graphite, de bisulfure de molybdène, de polytétrafluoréthylène ou d'un autre matériau analogue. L'invention n'est pas limitée non plus au cas>pris pour exemple,d'une pompe multicellulaire à palettes coulis- santes en va-et-vient radial: elle est directement applicable aussi à des machines- à piston -.otatif et palettes oscillantes. REVENDICATIONS 1. Machine à piston rotatif, notamment pompe multi- cellulaire, comportant un piston rotatif axé en position excentrée dans un carter et, dans des évidements du pourtour dudit piston rotatif, des palettes déplagables dans ceux-ci en va-et-vient de translation essentiellement radiale et prenant appui sur un alésage excentré par rapport à l'axe de rotation de ce même piston, machine caractérisée par le fait qu'une douille cylindrique (9) est disposée tournante, par rapport au carter (1), dans l'alésage (4) de ce dernier. 2. Machine à piston rotatif selon la revendication 1 -caractérisée par le fait qu'un palier est disposé entre l'alésage (4) du carter (1) et la surface latérale (18) de la douille cylindrique (9). 3. Machine à piston rotatif selon la revendication 2 caractérisée par le fait qu'un palier lisse hydrodynamique est disposé entre l'alésage (4) du carter (1) et la surface latérale (18) de la douille cylindrique (9). 4. Machine à piston rotatif selon la revendication 3 caractérisée par le fait que la surface latérale (18) de la douille (9) ou. l'alésage (4) du carter (1) sont munis de poches à lubrifiant (19). 5. Machine à piston rotatif selon la revendication 3 caractérisée par le fait que la surface latérale (18) de la douille (9) ou l'alésage (4) du carter (1) sont munis de rainures spirales établissant une pression. 6. Machine à piston rotatif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisée par le fait que la surface latérale de la douille ou l'alésage du carter sont munis de rainures ou saillies périphériques. 7. Machine à piston rotatif selon la revendication 2 caractérisée par le fait qu'un palier hydrostatique est disposé entre l'alésage (4) du carter (1) et la surface latérale (18) de la douille cylindrique (9). 8. Machine à piston rotatif selon la revendication 7 caractérisée par le fait que l'alésage (4) du carter (1) est muni de poches de pression hydrostatiques dans lesquelles dé- bouchent des alésages d'amenée d'un lubrifiant sous pression. 9. Machine à piston rotatif selon la revendication 2 caractérisée par le fait que la surface latérale (18) de la douille (9) ou l'alésage (4) du carter (1) sont munis d'une couche d'un matériau réducteur de frottement. 10. Machine à piston rotatif selon la revendication 9 caractérisée par le fait que la couche de matériau réducteur de frottement renferme des particules d'un matériau autolu- brifiant tel que du graphite, du bisulfure de molybdène ou une matière analogue. 11. Machine à piston rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée par le fait que des rainures d'amenée de lubrifiant sont ménagées sur les faces frontales (22,23) du piston rotatif (5) ou sur les surfaces frontales (20,21) des couvercles de carter (2,3). 12. Machine à piston rotatif selon la revendication 11 caractérisée par le fait que les rainures sont des rainures spirales (24). 13. Machine à piston rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée par le fait qu'une couche d'un matériau réducteur de frottement est placée sur les faces frontales (22,23) du piston rotatif (5) et/ou sur les surfaces frontales (20,21) des couvercles de carter (2,3).