Brevet FR2004633A1 — publié le 19691128

La présente invention concerne une pompe ou un moteur hydraulique du type comportant un tambour cylindrique entrainé en rotation par un arbre principal et qui presente un nombre impair d'alésages cylindriques disposes sur un cercle concentrique à l'aie de rotation du tambour et dans lesquels sont loges des pistons s'é- tondant au delà de l'une des extrêmités dudit tambour et qui sont entrainés lors de la rotation dudit tambour par un disque pivotant dans un mouvement de va et vient, la pompe comprenant de plus un disque distributeur applique contre l'autre extrêmité dudit tambour et qui présente deux fentes en forme de sections de cercles communiquant avec les orifices d'arrivée desdits alésages cylindriques pour relier ceux-ci alternativement à un conduit d'aspiration et à un conduit de refoulement, la quantité de fluide refoulée étant réglée en ajustant l'inclinaison dudit disque pivotant. L'effet de pompage est obtenu dans une telle pompe par le fait que les pistons logés dans les cylindres reliés à la fente d'aspiration sont déplacés en direction opposée au plan de distribution et que les pistons des cylindres reliés à la fente de refoulement sont dépla- cés en direction du plan de distribution. étant donné que les pressions de refoulement dans les jompes dudit type sont relativement importantes on obtiens dans le fluide des variations de pression brusques produisant des bruits lorsque les orifices des cylindres d'aspiration passent sur la zone comprise entre les extrémités voisines des deux fentes du distributeur et qui est appelée souvent zone de coupure. La production des variations brusques de la pression est due au fait que lors du passage sur lesdites zones de coupure les pistons effectuent des mouvements de va-et-vient identiques ne permettant pas d'obtenir une pré-expansion ou une pré-compression du liquide élastique. es accélérations et décélérations brusques constituent des charges importantes pour les organes mécaniques de la pompe et peuvent produire des vibrations dangereuses de l'ensemble du système hydro mécanique. On a donc cherché des moyens pour éviter ou pour au moins réduire ces inconvénients. Dans plusieurs types de pompes connus on a prévu dans les zones de coupure des rainures ou canaux de différents diamètres pour compenser les différences ae pression. De tels moyens ne réduisent lesdits bruits que partiellement et présentent de plus l'in- convénient de réduire l'efficacité de la pompe par des contre courants et des effets d'étranglement. Dans d'autres pompes on a prévu lors du passage des zones de coupure des phases de pré-compression et de pré-expansion en donnant à l'aie de pivotement du disque pivotant une certaine incli- naison par rapport au plan du disque distributeur. Les pistons ef fectuent ainsi, lors de leur passage au dessus des zones de coupure des mouvements de va-et-vient permettant, à une pression un débit et une compressibilité convenables prédeterminés, d'obtenir une certaine compensation des différences de pression. Iulais il est clair qu'on ne peut obtenir une pré-compression et une pré-expansion correctes que pour un débit constant, c'est-à-dire une pression constante et pour des volumes constants. Lorsqu'on modifie l'un de ces facteurs, la pression du fluide enfermé au dessous des pistons ne correspond plus au vement de piston déterminé par ladite inclinaison du disque pivotant et le fonctionnement de la pompe n'est plus satisfaisant. La présente invention a pour objet de concevoir ume pompe à piston axiale permettant d'obtenir sans réduction de 1 ef- ficacité de la pompe une pré-expansion et une pré-compression sensiblement correctes, meme pour des données différentes. Dans la pompe selon l'invention ledit disque pivotant ou ledit disque distributeur est monté mobile et réglable par rap- port audit tambour cylindrique dans su moins une autre et de pré- férence deux autres directions. En exploitant ces moyens de réglage supplémentaires on peut obtenir dans toute condition de travail une pré-expansion et une pré-compression sensiblement correctes. Suivant un mode de réalisation avantageux de la pompe selon l'invention ledit disque pivotant est monté pivotant autour de deux axes perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et qui s' dtendent dans la position zéro perpendiculairement à l'axe de rotation dudit tambour, l'un desdits axes étant sensiblement parallèle à l'axe de symétrie traversant le centre des deux dites fentes. Le pivotement du disque pivotant autour du dernier ditaxe permet de régler le débit dela pompe et un pivotement autour de l'autre axe perpendiculaire permet de régler la compensation des différences de pression. une configuration ou disposition asymétrique desdites fentes de distribution par rapport à l'axe de rotation,- permet di@ tenir ces certaine compensation des différences de pression dans les espaces morts dans les positions extrêmes inférieures et supérieures des pistons. Lors.u'on commande la compeisation d'une manière connue au moyen d'organes de commande hydraulique actionnes par la différence de pression entre l'orifice d'aspiration et l'o- rifice de refoulement, on obtient une compensation sensiblement correcte. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description, qui va suivre, et en se référant aux dessins annexés montrant en coupes axiales deux modes de réalisation non limitatifs d'une pompe selon l'invention. Sur le dessin annexé Figure 1 montre les organes essentiels d'une pompe dans sa position de refoulement maximal, Figure 2 montre une pompe similaire à celle représentée à la figure 1 dans sa position zéro et les Figure 3,4, 5 et 6 montrent des positions correspondantes de l'élément de guidage d'une pompe selon l'invention. A la figure 1 on voit un tambour cylindrique 1 monté rotatif sur un arbre 3 et qui présente des alésages axiaux 2 distribués en un nombre impair concentriouement autour de l'axe 3. Des pistons 4 s'étendant au délà de ltextrêmité supérieure du tambour 1 butent contre un disque pivotant 5 coopérant avec un élément de guidage 8 et qui peut être commandé au moyen d'un levier 7 autour de l'axe central 6 de la surface coopérant avec lesdits pistons 4 du disque pivotant 5. L'élément de guidage ou de pivotement 8 peut etre pivoté au moyen d'un levier 10 autour d'un axe 9 perpendiculaire à l'axe 6 et ceci par rapport à un élément d'obturation 11; La surface inférieure du tambour 1 est appliquée sur un disque distributeur 13 du boîtier 12 de la pompe. Ce disque 13 présente deux fentes courbées 14, 15 concentrilues par rapport à axe de rotation 3 et qui sont reliées aux conduits d'aspiration et de refoulement de la pompe, lesdites fentes étant disposées symétriquement par rapport à un axe 16 et s'étendant dans le plan d'un disque de commande. Dans la position rere'sentée à la figure 1 le refoulement de la pompe est maximal mais la pompe ntest pas chargée. Le tambour 1 tourne dans le sens de la flèche représentée à ladite figure. On obtient ainsi une compensation de la pression et l'axe be la plus importante inclinaison du disque 5 tombe sur l'axe 17. Lorsqu'on charge maintenant la pompe et fait pivoter le levier 10 d'une manière connue, par exemple au moyen d'un dispositif de commande hydraulique, dans sa position supérieure 6', la projection de l'axe de la plus importante inclinaison du disque 5 tombe sur la ligne 18. Au mode de réalisation représenté ici on voit que les mouvements de piston à l'intérieur des cylindres dans la position de point mort inférieur et dans la position de point mort supérieur sont identiques et égaux à la longueur X grâce à une compensation des mouvements de pistons dans les zones représentées aux figures 3 à6 par des surfaces en coupe ; dans ce cas on n'a pas pris en considération le diamètre des ouvertures orifices de refoulement. En déterminant convenablement l'angle P , les pressions employées, les dimensions des pistons, des espaces libres et la compressibilité du fluide employé on peut obtenir une compensation de pression moyenne très satisfaisante. Ceci est possible parce que, grâce à l'emploi de pistons creux dans une pompe dudit type, la différence des espaces libres désavantageux obtenus dans la position de point mort supérieur et dans la position de point mort inférieur est relativement peu importante. Lorsque les espaces libres dans la position de point mort supérieur et dans la position de point mort inférieur- sont différents, on peut obtenir une meilleure compensation de pression grâce au mode de réalisation représenté à la figure 4 et dans lequel les fentes sont parallèles àl'axe 16 mais de longueurs différentes de sorte que les extrêmités de la fente 14 sont par exemple plus proches de l'axe 17 que les extrêmités de la fente 15. Lorsque l'axe de la plus importante inclinaison du disque 5 tombe sur la ligne 19, les mouvements réels des pistons autour des positions de points morts dépendent des distances xl et yl lorsqu'on considère que le mouvement de piston dans le cylindre est nul au cours des passages à travers les zones correspondantes auxdites surfaces en coupe (figures 3 à 6). On voit que le rapport xl/yl augmente lorsque l'angle 01 décroit et ceci plus rapidement lors- que l'angle d'inclinaison ir augmente0 La figure 6 montre un autre mode de réalisation desdites fentes 14, 15.Dans ce cas ces fentes sont d'une même longueur et sens disposées symétriquement autour de l'axe 17. Les distances entre les deux fentes sont très importantes. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque la pompe doit servir de moteur en se servant du même dit effet mais dans le sens de rotation opposé. On peut obtenir une compensation de pression pour toutes les conditions de fonctionnement normales c'est-à-dire, pour les deux sens de rotation et pour un refoulement de fluide variant entre une valeur maximale supérieure en passant par zéro jusqu'à une va leur maximale dans le sens oppose, en montant le disque distributeur, présentant des fentes identiques symétriques par rapport aux axes 16 et 17, mobile dans une direction parallèle à l'axe l6 (figures 2 et 5).La project-ion de l'axe d'inclinaison maximale et les déplacements des pistons correspondent dans ee cas par exemple à la ligne 20 et aux distances x2 et y2 respectivement. Lorsque le déplacement du disque distributeur est com- mandé par des moyens hydrauliques, par exemple par les moyens commandant également le levier 10 on peutobtenir en choisissant une constante de refoulement convenable une compensation de pression sensiblement correcte et ceci indépendamment du sens de rotation et du sens de refoulement. Etant donné que l'angle ss ne présente normalement qu' une fraction de l'angle &alpha; ! on peut considérer les axes 6 'et 16 comme sensiblement parallèles entre eux. Le fonctionnement d'un notsur axial correspond en prin cipe à-celui dtune pompe axiale, l'invention telle que décrite en se référant à la figure 4 conçoit également un moteur hydraulique axial. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici, mais on peut y apporter de nombreuses modifications, sans pour celà sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1) Pompe ou moteur hydralique du type comportent un tambour cylindrique entrains én rotation par un arbre principal et qui présente un nombre impair d'alésages cylindriques disposés sur un cercle concentrique à l'axe de rotation du tambour et dans lesquels sont logés des pistons s'étandant au delà de l'une des extrêmités dudit tambour et qui sont entraïnés lors de la rotation dudit tambour par un disque pivotant dans un mouvement de va-et-vient la pompe comprenant de plus in disque distributeur appliqué contre l'autre extrêmité dudit tambour et qui présente deux fentes en forme de sections de cercles communiquant avec les orifices d'ar rivée desdits alésages cylindriques pour relier ceuy-ci alternativement à un conduit d'aspiration et à un conduit de refoulement, la quantité de fluide refoulée étant réglée en ajustant l'inclinaison dudit disque pivotant, caractérisé en ce que ledit disque pivotant ou ledit disque distributeur est monté mobile et réglable par rapport audit tambour cylindrique dans au moins une autre et de préférence deux autres directions. 2) Pompe ou moteur suivant la revendication 1, carac térisé en ce que ledit disque pivotant-- est monté pivotant autour de deux axes perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et qui s'étendent dans la position zéro perpendiculairement à l'axe de rotation dudit tambour, l'un desdits axes étant sensiblement parallèle à l'axe de symétrie traversant le centre des deux dites fentes. 3) Pompe eu moteur suivant la revendication , térisé en ce que les deux dites fentes s'étendent dans le plan de distribution symétriquement et concentriquement autour d'un axe traversant leur centre et ont des longueurs différentes. 4) Pompe ou mouteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux dites fentes sont d'une même longueur et symétriques par rapport à un axe traversant l'espace entre les extrêmités des fentes respectives, les distances entre les extrêmités correspondantes des deux fentes étant différentes entre elles; 5) Pompe ou moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit disque distributeur est mobile dans une direction sensiblement parallèle à la ligne reliant les centres des deux dites fentes entre eux. 6) Pompe ou moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit disque distributeur est monté pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation dudit tambour cylindrique. 7) Pompe ou moteur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé n ce que lesdits organes pivotants ou mobiles sont reliés d'une manière connue à des éléments de commande manuelle ou automatique. 8) Pompe ou moteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les organes de commande automatique sont commandés d'une manière connue par la pression fournie par la pompe.