Brevet FR2010854A1 — publié le 19700220

La présente invention concerne un dispositif comportant un piston relié à une "bielle pour moteurs hydrostatiques à ré-gime lent destinés notamment à l'entraînement de machines d'extraction et de transporteurs utilisés dans les mines. 5 On a constaté que* dans le cas des moteurs hydrostatiques à régime lent, notamment de moteurs tournant à des régimes compris entre 0 et 10 tours/minute, il se produit des frictions considérables entre le piston et les parois du cylindre par suite des forces latérales transmises par la bielle. Sous l'action 10 de ces forces élevées, s'exerçant perpendiculairement au piston, ce dernier a tendance à âe placer de travers. Au bout d'un certain temps d'utilisation, il se produit une usure considérable sur les surfaces en regard du piston et du cylindre qùi se trouvent approximativement dans le plan de déplacement de la bielle, 15 et il en résulte une chute de rendement. Le but de l'invention est de permettre la réalisation d*un piston du type précité étudié de façon à décharger les surfaces du piston supportant la force latérale produite par la bielle. Suivant le principe sur lequel est basée l'invention, cette dé-20 charge est produite du fait qu'au moment où. les forces latérales atteignent leur maximum, un coussin d'huile sous pression est créé. La solution du problème posé par l'invention consiste à munir l'axe de piston, relié rigidement à la bielle4 de canaux 25 destinés à de l'huile sous pression qui, au moment du débattement latéral maximum de la bielle à l'écart du plan vertical médian du piston, établissent une liaison entre la face supérieure de ce piston et la surface latérale de celui-ci chaque fois opposée au sens de débattement de la bielle. De ce fait, le li-30 quide sous pression déplaçant le piston peut parvenir pendant un court instant, à travers les canaux précités, jusqu'à la surface latérale du piston exposée à la forte pression latérale et y produire me décharge correspondante. Etant donné que l'arrivée du liquide sous pression qui est prélevé au liquide d'entraînement, 35 ne se produit chaque fois qu'au moment où se manifeste une force latérale maximum, le rendement volumétrique du moteur hydrostatique n'en est pas influencé défavorablement de façon notable. La commande destinée à amener pendant un court instant le liquide sous pression aux faces du piston sollicitées par cette 40 pression s'effectue au moyen de l'axe de piston solidarisant le 69 07815 2 2010854 piston avec la bielle, qui tourne selon un mouvement de va-et-vient en fonction de l'angle d'inclinaison de la bielle dans le piston, ce qui permet d'envoyer le liquide sous pression s'sr le piston au bon moment, c'est-à-dire au moment où la bielle efffc 5 inclinée au maximum. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, le piston présente Tin conduit s*étendant depuis s& face supérieure jusqu'à l'axe de piston, une rainure périphérique étant ménagée dans la partie de l'axe de piston qui se trois» 10 ve au-dessous de ce conduit et s*étendant de chaque côté sur vsm longueur d'arc au moins égale à l'angle au centre corresponàasïfe aux débattements maxima de la bielle à l'écart du plan vertical médian du piston, deux conduits ménagés dans l'axe de piston^ s'étendant depuis cette rainure jusqu'à deux côtés opposé» â&ft 15 cet axe, des conduits ménagés dans le piston s'étendant jus§fc8à l'extérieur de celui-ci à partir des endroits atteints par les embouchures des conduits ménagés dans l'axe dans les deux pesi« tions correspondant au débattement maximum de la bielle à l8é— cart du plan vertical médian du piston, les embouchures de ces 20 conduits du piston étant diamétralement opposées et se trowasfe dans le plan vertical médian de ce piston» L#axe de piston bbse! des conduits précités agit à la manière d'un robinet à trois-voies n'envoyant chaque fois qu'en fin de course, sur les parois intérieures du cylindre exposées aux pressions latérales, le 11^ 25 quide sous pression qui se trouve devant la face supérieure dsf piston. Afin que le temps d'arrivée du liquide sous pression aupr endroits soumis à l'effet des forces latérales soit supérieur au temps pendant lequel l'axe de piston reste immobile au momefi£ oft 30 il inverse son sens de rotation, on prévoit également suivant l'invention, aux embouchures des conduits traversant l'axe &ô piston, de courtes rainures taillées dans l'axe de piston et tendant dans son sens périphérique. Il est rationnel de disposer le conduit partant de la face 3? supérieure du piston et s'étendant jusqu'à son axe, ainsi que les conduits s'y raccordant, ménagés dans l'axe de piston, sur le côté de la partie de la bielle entourant l'axe de piston, et de disposer les conduits traversant le piston jusqu'à ses surfaces latérales selon des lignes formant dès cordes géométriques par 40 rapport à la section du piston. Ainsi se trouve simplifiée la 69 07815 3 2010854 fabrication du piston, objet de l'invention» Afin que la pression de décharge résultant de 1*arrivée du liquide sous pression à des moments bien déterminés puisse avoir l'effet désiré, la section des orifices des conduits se termi— 5 nant sur les surfaces extérieures du piston est avantageusement agrandie. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'objet de l'invention» 10 La fig. 1 est une vue en coupe verticale du piston suivant l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe horizontale du piston représenté sur la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe verticale du piston, selon 15 un plan déplacé angulairement de 90° par rapport à la fig. 1-. Le piston visible sur la fig. 1 est représenté en coupe par un plan perpendiculaire à son axe 3. Cet axe 3 cLu piston est relié rigidement à une bielle de la panière usuelle, comme indiqué en 2. 20 De la face supérieure du piston 1 part un conduit 4 s'étendant jusqu'à l'axe 3 du piston. Dans l'alignement de l'embouchure inférieure du conduit 4, il est prévu, à l'extérieur et dans le sens périphérique de l'axe 3 du piston, une rainure 5 qui s'étend sur un arc de cercle dont la longueur 25 correspond à l'angle de débattement maximum Z de la bielle 20 De la partie médiane de la rainure 5 s'étendant dans le sens périphérique part un conduit 6 qui s'étend jusqu'à l'axe géométrique longitudinal de l'axe 3 du piston. De l'extrémité inférieure du conduit 6 partent des conduits 7 et 8 dirigés en 30 sens opposés, qui débouchent sur les côtés opposés de la péri»-phérie extérieure de l'axe 3» Au droit des orifices 7 et 8 sont prévues de courtes rainures 9 et 10 s'étendant dans le sens périphérique de l'axe 3« De l'endroit où vient se placer l'embouchure du conduit 8 35 lors du débattement latéral maximum de la bielle 2 vers la gauche £ comme représenté sur la fig. 1^ part un conduit 12 ménagé dans le piston 1, s'étendant jusqu'à la surface extérieure latérale du piston et se terminant à cet endroit par un orifice agrandi 14. 40 De même, il est prévu sur le côté opposé du piston 1 un 69 07815 4 2010854 canal 11 dont l'extrémité intérieure se trouve à l'endroit où vient se placer 1 * embouchure 9 du conduit 7 lors du débatte-ment maximum de la bielle 2 vers la droite (en regardant la fig. 1). Ce canal 11 s'étend également jusqu'à la face exté-5 rieure du pistonj où il se termine en 13, en un point diamétralement opposé à 1 *'embouchure 14. _Le mode de fonctionnement du piston, objet de l'invention, se comprend à l'examen de la fig. 1i Lorsque^ comme représenté^ la bielle 2 se place dans sa position de débattement maximum 10 vers la gauche par rapport au plan médian E du piston, de sorte que la surface latérale du piston qui se trouve à droite sur le dessin subit une contrainte maximun résultant de la force latérale produite par la position inclinée de la bielle, le liquide sous pression partant de la face supérieure du piston passe 15 par le conduit 4, la rainure 5» le conduit 6, le conduit 8 et le conduit 12, pour arriver à l'embouchure 14, où il soulage la surface latérale du piston. Dès que, le piston 1 continuant de se déplacer, l'inclinaison de la bielle diminue, la communication entre les conduits 8 et 12 est interrompue car, 20 lorsque cette bielle se redresse, l'embouchure du conduit 8 s'éloigne de l'origine du conduit 12 qui s'y raccorde. Lorsque la bielle 2 s'incline selon le même angle, mais de l'autre côté, la communication entre le conduit 4 et l'embouchure 13 est assurée par les conduits 6,7 et 11. La surface 25 latérale du piston 1 qui est alors exposée à la force latérale maximum est ainsi à son tour déchargée par l'arrivée de liquide sous pression. Etant donné que, ainsi qu'il a déjà été mentionné, le liquide sous pression n'arrive qu'un court instant aux endroits à décharger ou à protéger, il n'en résulte aucune diminu-30 tion du rendement volumétrique du moteur hydrostatique. On peut voir à l'examen de la fig. 2, qui est une vue en coupe horizontale du piston que montre la fig. 1, que les conduits 4 et 6, ainsi que la rainure 5 établissant une communication constante entre le liquide sous pression qui se trouve 33 devant la face supérieure du piston et les conduits ménagés dans l'axe 3 cLu- piston, se trouvent sur le côté du plan vertical médian E dudit piston. Ainsi, il n'est pas nécessaire de modifier la liaison entre la bielle et l'axe de piston. Afin que le liquide de décharge parvienne en 13 et 14 sur des surfaces la— 40 térales du piston diamétralement opposées dans le plan de 69 07815 5 2010854 déplacement de la bielle, les conduits 11 et 12 qui traversent le piston sont disposés selon des lignes correspondant à des cordes géométriques par rapport à une vue en plan du piston. L'usinage de ces conduits formés par des alésages inclinés traversant 5 le piston n'offre aucune difficulté car, ainsi qu'il ressort à l'examen de la fig. 2, les extrémités intérieures des conduits 11 et 12 sont accessibles par le grand orifice ménagé dans le piston, à travers lequel est engagé l'axe 3• Sur les fig. 2 et 3» on a représenté d'autres conduits par 10 lesquels le liquide sous pression est dirigé afin de servir de lubrifiant vers la tête de bielle. Le liquide sous pression nécessaire à cet effet parvient par un conduit 15 depuis la face supérieure du piston, en passant par une longue rainure périphérique de l'axe 3, correspondant à l'angle de débattement de la 15 bielle, jusqu'à un alésage radial 17 prévu dans l'axe 3 du piston et communiquant avec unàLésage axial 18. Oet alésage a-xial 18 est obturé vers l'extérieur par un bouchon 19. A son extrémité intérieure, qui se trouve dans le plan longitudinal vertical médian de la bielle, se raccorde un conduit 20 traver-20 sant la bielle. Dans les conduits se raccordant au conduit 15 règne constamment la même pression de fluide sous pression que devant la face supérieure du piston. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans d'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences 25 techniques. 69 07815 6 2010854 REVENDICATIONS 1.- Dispositif comportant un piston relié à une "bielle pour moteurs hydrostatiques à régime lent, destinés notamment à l'entraînement de machines d'extraction ou d'abattage et de transpor- 5 teurs utilisés dans les mines, caractérisé en ce que l'axe de piston (3) relié rigidement à la "bielle (2) est muni de conduits d'huile sous pression (6, 7» 8)) qui, lors des débattements maxi-ma momentanés (Z) de la bielle (2) à l'écart du plan vertical médian (E) du piston (1) établissent une communication entra la 10 face supérieure de ce piston et sa surface latérale chaque fois opposée au sens de débattement de la bielle (2). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (1) présente un conduit (^) s'étendant depuis sa face supérieure jusqu'à l'axe (3) du piston, une rainure pé~ 15 riphérique (5) étant ménagée dans la partie de l'axe (3) du piston qui se trouve sous ce conduit (4) et s'étendant de chaque côté sur une longueur d'arc au moins égale à l'angle au centre (Z) correspondant aux débattements maxima de la bielle (2) à l'écart du plan vertical médian (E) du piston, deux conduits 20 (6, 7» 6, 8) ménagés dans l'axe de piston s'étendant depuis cette rainure (5) jusqu'aux côtés opposés de l'axe (3) de piston, des conduits (11, 12) ménagés dans le piston s'étendant jusqu'à l'extérieur de ce piston à partir des endroits que viennent occuper les embouchures (9» 10) de ces conduits (7, 8) dans les 25 deux positions correspondant au débattement maximum de la bielle à l'écart du plan vertical médian (E) du piston (1), les embouchures (13, 14) de ces conduits (11, 12) diamétralement opposés se trouvant dans le plan de déplacement de la bielle» 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé 30 ©el ce qu'il est prévu, aux embouchures des conduits (7, 8) traversant l'axe (3) du piston, de courtes rainures (9, 19) taillées dans cet axe (3) et s'étendant dans son sens périphérique. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (4) s'étendant en- 35 tre la face supérieure du piston et l'axe (3) de celui-ci, ainsi que les conduits (6, 7» 8) prévus dans cet axe (3) du piston, sont disposés sur le côté de la partie de la bielle (2) entourant l'axe de piston, les conduits (11, 12) traversant le piston (1) et aboutissant à ses surfaces latérales s'étendant selon des 11-40 gnes constituant des cordes géométriques par rapport à la sectiaa 69 07815 7 2010854 du piston. 5c- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les embouchures (13» 14) des conduits (11, 12) ménagées sur les surfaces extérieures du piston ont une section agrandie. 5 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les embouchures extérieures (13, 14) des conduits (11, 12) ménagés dans le piston (1) sont situées dans un plan transversal passant par le centre de gravité du piston.