Brevet FR2601080A1 — publié le 19880108

Machines à pistons axiaux avec un tambour cylindrique rotatif dont le bruit rayonné est atténué." L'invention concerne une machine à pistons axiaux avec un tambour cylindrique rotatif, dans laquel sont disposés des alésages de cylindres, au moins approximativement parallèlement à l'axe de tambour cylindrique, dans chaque cylindre un piston, étant à cette occasion mobile, appuyé contre une surface de guidage de piston 10 et chaque alésage de cylindre déclenchant directement ou indirectement avec une embouchure dans une surface frontale du tambour cylindrique, par des canaux de raccordement, à cette occasion une surface de tiroir de commande rotatif dans la machine à pistons axiaux étant opposes à cette surface frontale avec deux canaux de forme approximativement semicirculaire aux embouchures des alésages de cylindres de rayon correspondant. Dans les machines connues à ce jour, les alésages de cylindres et les embouchures sont répartis 20 régulièrement dans la surface frontale de tambour cylindrique, c'est-à-dire avec un pas identique, de telle sorte que l'angle entre les milieux de deux alésages de cylindres et embouchures voisins, respectivement les arêtes correspondantes des embouchures, soient identiques entre 25 eux. Ceci fut, à chaque fois, supposé comme évident aussi bien pour des raisons de technique de fabrication qu'également pour des raisons de rigidité de la paroi entre le tambour de cylindre, comme aussi pour des raisons de principe de bon ordre. "Débit, couple de rotation et puissance d'unités hydrostables GUldner" dans "Rapports Linde de technique et de science", cahier 9, 1960, page 40). Toute machine à piston axial travaillant sous pression engendre des bruits. Une cause importante d'apparition de ces bruits réside dans la variation rapide de pression dans les cylindres lors de l'inversion en passant du côté haute pression au côté basse pression et 10 inversement, l'intensité du bruit étant à cette occasion déterminée par la vitesse de montée en pression dans le cylindre. Cette vitesse de montée en pression est à nouveau dépendante des paramètres de fonctionnement que sont la vitesse et la pression, ainsi que de la température d'hui15 le et de la configuration constructive des arêtes des embouchures dans la surface frontale du tambour cylindrique et des parties finales des canaux en forme semi-circulaire dans la surface de tiroir de commande rotatif. Par la fixation ce paramètres de fonctionnement optimaux ainsi que d'une configuration optimale des arêtes provoquant la transition aux embouchures d'alésages de cylindres et aux canaux dans la surface rotative de commande qui est opposée, on bénéficie d'un spectre sonore optimal (Spectre de bruit) en fonction de la fréquence. Un diagramme de ce spectre de bruit montre des pointes de niveau (harmonique) dépendant de la fréquence, particulièrement avec des multiples pairs de la fréquence de base fk = n. zk: relation dans laquelle fk est la fréquence de base, n est le régime de rotation et zk le nombre des cylindres. Aux 30 vitesses de rotation courantes aujourd'hui, ce bruit est ressenti comme des sons élevés, semblable à une sirène. L'invention a pour but de rendre plus agréable à l'oreille humaine le bruit qui est rayonné. Ce but est atteint selon l'invention 35 par le fait que les angles mesurés depuis l'axe de rotation du tambour cylindrique, entre les plans passant par l'axe de rotation, qui passent chaque fois par le milieu ou bien l'arête correspondante de deux embouchures de cylindres voisines, c'est-à-dire les alésages de cylindres et embou5 chures de cylindres, ou seulement les embouchures de cylindres, sont inégaux. Si, simplement, les angles entre les embouchures de cylindre sont inégaux, alors que les pas entre les alésages de cylindres sont égaux, les embouchures des cylindres individuels sont décalées par rapport à l'axe 10 des alésages de cylindres qui sont disposés, de telle sorte qu'un décalage insignifiant, correspondant au décalage de la position du point mort par rapport au milieu de la nervure entre les deux canaux de forme approximativement semicirculaire est produit dans la surface frontale du tambour 15 cylindrique. Par ces pas inégaux dans la répartition, sur la périphérie, au moins des embouchures de cylindres, le cas échéant des embouchures de cylindres et des alésages de cylindres, il est obtenu que Ies pointes 20 de niveau sonore soient dégradées. A cette occasion, les angles entre deux embouchures voisines dans le tambour cylindrique sont réparties en ordre apériodique, qui est construit de telle sorte qu'une fréquence discrête ne se trouve rayonnée chaque fois que pour une durée limitée, se 25 trouvant au-dessous de la limite d'audibilité de l'oreille humaine et que l'on saute ensuite à une autre fréquence. C'est-à-dire que l'intervalle de temps entre deux variations de pression survenues dans deux alésages de cylindres voisins est différent de l'intervalle de temps entre 30 les deux prochaines variations de pression et que jusqu'à ce que ne se produise à nouveau le même intervalle de temps entre deux variations de pression, tant d'autres variations de pression ne seront produites dans l'intervalle que l'oreille humaine ne perçoit pas une fréquence 35 continue, c'est-à-dire que l'oreille humaine ne perçoit plus qu'un bruissement. Des sons discrets ne peuvent alors plus être distingués. Certes, ainsi, le niveau de bruit n'est pas encore modifié dans sa hauteur, mais c'est le caractère qui est modifié. - Cette action de l'arrangement selon l'invention est rendue plus claire par la courte considération suivan.te: Le pas des alésages dans le tambour cylindrique, lorsque la répartition est régulière, est 10 donné par la formule: tZyl = 3600/zk Ramené au nombre de cylindre, il est obtenu: zk = 360 /tzy Zk -zyl Si cette valeur est introduite dans la formule pour la fréquence fondamentale, il est obtenu: fk = 3600 n /ty Ceci montre à partir de cette formule, que la fréquence fk peut être modifiée par une variation dans les pas. Le principe consistant à modifier un bruit par des pas inégaux est déjà connu et appliqué à la répartition des ailettes de roues de ventilateurs de turbosoufflantes axiales ou radiales. Dans les machines à pistons axiaux, une répartition inégale produit en dehors de cela l'effet de faire varier les forces de rappel, respectivement de pivotement, en fonction des forces et de la direction des forces et le comportement vibratoire à fréquences inégales: de ce fait, on peut mieux en disposer. L' invention est expliquée ci-après plus en détail, à l'aide d'un exemple de réalisation repré35 senté dans le dessin. - la figure 1 représente un tambour cylindrique selon l'invention vu selon l'axe de rotation, la face vue étant la surface frontale située du côté du tiroir rotatif de commande. - la figure 2 représente une vue du même tambour cylindrique, également vue en direction de l'axe de rotation du tambour cylindrique, avec vue sur la face frontale d'o émergent les pistons. Le tambour cylindrique 1 présente 10 une surface de rotation opposée à la commande et un perçage central 3 prolongé en un perçage 5 dans la surface frontale 4 d'o sortent les pistons, non représentés dans le dessin. Neuf alésages de cylindres 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 et 14, sont prévus dans le tambour cylindrique 1, 15 avec les combinaisons suivantes: embouchure 15 pour l'alésage de cylindre 6, embouchure 16 pour l'alésage de cylindre 7, embouchure 17 pour l'alésage de cylindre 8, embouchure 18 pour l'alésage de cylindre 9, 20 embouchure 19 pour l'alésage de cylindre 10, embouchure 20 pour l'alésage de cylindre 11, embouchure 21 pour l'alésage de cylindre 12, embouchure 22 pour l'alésage de cylindre 13, embouchure 23 pour l'alésage de cylindre 14. Le plan médian 26 passe par l'axe de rotation 25 du tambour cylindrique et l'axe de l'alésage de cylindre 6 et l'embouchure 15. De la même manière, le plan médian 27 passe par l'axe de rotation 25 et l'axe de l'alésage de cylindre 7 et l'embouchure 16. De la même ma30 nière, le plan médian 28 passe par l'axe de rotation 25 et l'axe d'alésage de cylindre 8 et l'embouchure 17; le plan médian 29 passe par l'axe 25 et l'axe d'alésage de cylindre 9 et l'embouchure 18, le plan médian 30 passe par l'axe de rotation 25 et l'axe d'alésage de cylindre 10 et 35 l'embouchure 19; le plan médian 31 passe par l'axe de rotation 25 et l'alésage de cylindre 11 et le milieu de l'embouchure 20; le plan médian 32 passe par l'axe de rotation 25 et l'axe médian de l'alésage de cylindre 12 et l'embouchure 21; le plan médian 33 passe par l'axe de rotation 25 et l'axe médian d'alésage de cylindre 13 et l'embouchure 22 et le plan médian 34 passe par l'axe de rotation 25 et l'axe médian de- l'alésage de cylindre 14 et le milieu de l'embouchure 23. Entre les plans médians 26 et 27 est 10 inscrit un angle $1 et entre les plans médians 27 et 28 est inscrit un angle 82. Les angles B1 et 82 sont inégaux. La somme des angles 81 et B2 forme l'angle S. Entre les plans médians 28 et 29 est à nouveau inscrit un angle de valeur 51, ainsi de même grandeur que celui inscrit entre 15 les plans médians 26 et 27. En outre, un angle 82 est à nouveau inscrit entre les plans médians 29 et 30, angle de même grandeur qu'entre les plans médians 27 et 28. Entre les plans médians 30 et 31 et entre les plans médians 32 et 33 est à chaque fois inscrit un angle de grandeur 81, 20 alors qu'entre les plans médians 31 et 32 et 33 et 34 est inscrit un angle valant chaque 82. Il résulte à cette occasion qu'un angle 83 est inscrit entre les plans médians 26 et 34. I1 y a ainsi 3 partitions différentes, à savoir 81, 82 et 83, 83 valant à cette occasion avantageusement 8/2. Les différentes fréquences sonores s'obtiennent alors en conséquence. Au sens de l'invention, il n'est pas nécessaires que tous les angles situés entre deux plans médians soient inégaux, il suffit que les angles se sui30 vant successivement soient inégaux et que le même angle ne revienne que lors du troisième angle qui se présente et encore autant que possible que l'on dispose d'une troisième valeur d'angle. R E V E N D I C A T I O N 4-Machine à pistons axiaux avec un tambour cylindrique rotatif, dans lequel sont disposés des alésages de cylindres, dans chaque cylindre un piston étant à cette occasion mobile, appuyé contre une surface de guidage de piston et chaque alésage de cylindre débouchant avec une embouchure dans la surface frontale du tambour cylindrique, caractérisé en ce que les angles (e1, B2 et 3), tels que vus depuis l'axe de rotation (25) du tambour 10 cylindrique (1), mesurés entre les milieux ou les arêtes correspondantes d'au moins deux embouchures de cylindres voisines, (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23) sont inégaux.