Brevet FR2885644A1 — publié le 20061117

La présente invention concerne un dispositif mécanique agissant en tant que moteur ou pompe et comportant peu d'éléments. Ce dispositif peut être adapté en moteur et/ ou pompe hydraulique ou pneumatique de cylindrée variable. Les dispositifs hydrauliques ou pneumatiques sont souvent employés pour des applications de fortes puissances. L'hydraulique de faible et moyenne puissance et ses applications sont en cours d'émergence. Il n'existe pourtant pas beaucoup d'éléments de conception simple permettant d'agir autant en tant que pompe 1 o hydraulique que de moteur hydraulique ou pneumatique pour ces gammes de puissances. Les dispositifs simples et de moyenne puissance pouvant combiner les modes moteur et pompe avec des cylindrées variables sont extrémements rares. Le dispositif selon l'invention permet de reeiiédier à ces inconvénients et de proposer un dispositif hydraulique qui permet d'entraîner un mécanisme sous l'action d'une force hydraulique et qui fournit lui-même un volume hydraulique quand J est soumis à l'entraînement d'un autre mécanisme. Dans le premier cas il fonctionne en mode moteur , dans le deuxième cas le dispositif fonctionne en mode pompe . Le dispositif comporte en effet une première caractéristique constituée d'un stator cylindrique et un rotor cylindrique, l'axe de rotation du rotor étant parallèle à l'axe du stator. La surface intérieure du stator est un cylindre de profil particulier qui subdivise l'espace entre le rotor et le stator en plusieurs chambres secondaires. Le rotor est pourvu d'un ensemble de galets dont les extrémités sont mobiles dans des directions perpendiculaires à l'axe de rotation du rotor. Ces galets sont solidaires de la rotation du rotor et adhérent à la surface intérieure du stator. Au cours de la rotation du rotor les galets ouvrent un espace dans les chambres secondaires qu'ils découvrent, et ferment ce même espace en sortant des chambres secondaires précédemment parcourues. Des voies de circulation situées à l'entrée et à la sortie des surfaces délimitant les chambres secondaires, permettent l'admission du fluide et son échappement. La rotation du rotor (2) dans le stator (1) permet aux galets (3) de 5 parcourir les différentes chambres secondaires. Chaque galet (3) ouvre alors un espace à partir de la conduite c'admission en parcourant la chambre secondaire. Ce même galet (3) ferme alors jusqu'à la conduite d'échappement, l'espace ouvert par le galet ayant parcouru précédemment la chambre secondaire (4). l o Les chambres secondaires (4) sont séparées et la gestion de l'admission (5) et de l'échappement (6) de chacune de ces chambres secondaires (4) permet le fonctionnement du système en 3 grandes configurations de cylindrées variables: 1. Tout ou partie des chambres secondaires en mode 15 pompe . 2. Une partie des chambres secondaires en mode moteur et l'autre partie en mode pompe . 3. Tout ou partie des chambres en mode moteur . Selon les modes particuliers de réalisation: É Le dispositif peut être hydraulique ou pneumatique. É Le nombre de chambres secondaires (4) est variable. É Le nombre de galets (3) est variable. É L'adhérence des galets (3) sur la surface intérieure du stator (1) peut être assurée par différents dispositifs et peut être 25 commandée par un dispositif annexe. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente le dispositif décrit de manière synthétique en coupe perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur-pompe. La rotation du rotor étant vue dans le sens des aiguilles d'une montre. Le dispositif comporte un stator (1) et un rotor (2) caractérisés en ce que le rotor (2) est muni de galets (3) assurant une adhésion à la paroi intérieure du stator (1). Le stator (1) possède un profil cylindrique qui délimite des chambres secondaires (4), chaque 2885644 -;-chambre possède deux conduites; une d'admission (5) et une d'échappement (6) La gestion des admissions (5) et des échappements (6) des 5 différentes chambres secondaires (4) permet de faire varier la cylindrée du dispositif. La mise en relation d'une ou plusieurs admissions (5) avec un ou plusieurs échappements (6) ferme les chambres secondaires (4) concernées. Ces dispositions réduisent d'autant, et 1 o proportionnellement au nombre de chambres secondaires (4) fermées, le volume de fluide nécessaire pour assurer la rotation du rotor (2) d'un angle équivalent au parcours d'une chambre secondaire (4). L'obturation conjuguée d'une ou plusieurs échappement (6) 15 combiné avec une rupture d'adhérence des galets (3) avec la surface intérieure du stator (1) permet aussi de faire varier la cylindrée utile. La forme des galets (3) assure l'étanchéité au moment de son passage devant les ouvertures des conduites d'admission (5) et d'échappement (6). Cette étanchéité permet d'assurer l'ambivalence de fonctionnement en mode moteur et/ou porlpe dans les chambres secondaires (4) ouvertes. Le nombre des galets (3), la forme et la disposition des chambres secondaires (4) et en particulier la disposition des voies d'admissions (5) et d'échappements (6) permet une séparation complète des accès entre ces derniers, et ce, a tout moment du cycle de fonctionnement du dispositif. La disposition particulière des galets (3), leur forme et l'angle entre l'axe de déplacement des galets par rapport à un rayon de la coupe du rotor, assurent au galet (3) un déplacement optimal à l'ouverture d'une chambre secondaire, ou à sa fermeture en mode pompe et/ou en mode moteur . Le nombre de galets (3) et de chambres secondaires (4) permet d'assurer une admission et un échappement continu dii dispositif par un décalage entre les positions des différents galets (3) dans les différentes chambres secondaires (4) La figure 2 représente le dispositif vu sous le même angle que précédemment. Le système fonctionne comme une pompe quand l'axe du rotor est entraîné par un autre dispositif Le rotor tourne alors sur son axe. Dans une chambre secondaire, un galet (3) ouvre un espace (el) qui aspire le fluide arrivant par la conduite d'admission (.5), pendant que le fluide ayant été admis précédemment dans l'espace (e2) est alors poussé vers la conduite d'échappement (6) Le fonctionnement en mode moteur dans une des chambres est similaire. Le fluide arrivant par la conduite d'admission (5) transfère son énergie au galet (3) ce qui a pour effet d'entraîner le rotor (3). Cette rotation ouvre alors l'espace (el) et réduit l'espace (e2) ayant alors pour effet de pousser le fluide s'y trouvant vers la conduite d'échappement. 2885644 REVENDICATIONS 1) Dispositif hydraulique ou pneumatique pouvant fonctionner de manière conjointe ou alternée en mode moteur et pompe . Caractérisé en ce qu'il comporte un stator (1) muni d'un certain nombre de chambres secondaires (4) et d'un rotor (2) muni de galets (3) adhérent à la surface intérieure du stator (1) Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que la gestion des conduites d'admission (5) et d'échappement (6) permet de varier les modes pompe , moteur ou combinés et permet de varier la cylindrée utile. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la forme des galets (3) est combinée avec le profil des chambres secondaires (4) afin d'assurer un déplacement des galets (3) par rapport au rotor utilisant un minimum d'énergie pendant la rotation de ce dernier. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la gestion de l'adhérence des galets (3) sur la surface intérieure du stator (1) combinée avec la gestion de 1' échappement (6) permet de varier la cylindrée utile. 2) 1 o 3) 4)