Brevet FR2031343A1 — publié le 19701120

Dans la technique des moteurs à pistons, quand il a fallu augmenter sensiblement la puissance d'un moteur donné, on a pensé à multiplier le nombre des pistons. En ce qui concerne plus particulièrement les moteurs à pistons radiaux disposés en étoile, le procédé le plus simple a consisté , jusqu'à présent, à juxtaposer plusieurs moteurs élémentaires à une rangée de cylindres chacun, les pistons d'une même rangée étant disposés sensiblement dans un même plan transversal perpendiculaire à l'arbre de sortie du moteur, cependant que les axes des différentes rangées sont disposés coaxialement les uns aux autres. Un tel procédé' a déjà été utilisé dans le domaine des moteurs hydrauliques à pistons radiaux. Si le résultat obtenu est efficace pour ce qui est de l'augmentation de puissance recherchée, il est par contre moins bon en ce qui concerne l'économie des fabrications réalisées par ce moyen. En effet, on parvient pour le moteur complet à une multiplication pure-et simple de toutes les pièces d'un moteur élémentaire à une rangée de cylindres, par le nombre de rangées que comporte ledit moteur complet. C'est ainsi que, lorsque le moteur élémentaire à une rangée de cylindres comporte deux cames solidaires du carter sur lesquelles viennent en appui les galets des poutres attelées, chacune, à un seul piston, le moteur complet comporte autant de fois deux cames qu'il y a de rangées différentes de cylindres.On pourrait donner aussi l'exemple des poutres elles-mêmes et des galets dont elles sont munies. Mais, outre l'inconvénient précité du prix de revient du moteur complet ainsi constitué, on constate d'autres' désavantages, comme celui, par exemple, de l'encombrement longitudinal du moteur (mesuré parallèlement à l'axe dudit moteur), qui est, lui aussi, très sensiblement égal à autant de fois l'encombrement longitudinal d'un moteur élémentaire à une rangée de cylindres, qu'il y a de rangées. La demanderesse, après avoir longuement étudié cette question, a pensé qu'il devait être possible de réaliser des moteurs, notamment hydrauliques, et plus généralement d'ailleurs, des roues, pompes ou moteurs, qui soient plus compacts et moins coûteux que les réalisations actuelles. A cet effet, elle a conçu un nouveau type de roue hydraulique à pistons radiaux, comportant une pluralité de poutres montées à coulissement dans le bloc cylindre et susceptibles d'être en appui sur le carter conformé en came, et une pluralité de pistons, disposés en correspondance avec les poutres et montés à coulissement dans le bloc cylindre. Cette roue comporte généralement plusieurs rangées de pistons, mais comporte au moins une poutre particulière en regard de laquelle deux pistons au moins sont disposés. Préférentiellement, cette roue comporte au moins deux rangées de pistons. Les axes des pistons de chacune desdites rangées sont contenus sensiblement dans un plan unique perpendiculaire à l'axe de rotation du bloc cylindre par rapport au carter, cependant que les pistons d'au moins deux desdites rangées ont leurs axes espacés angulairement de manière égale dans ces deux di rangées et sont, en outre, contenus, celui du piston d'une rangée et celui du piston de l'autre, dans un même plan parallèle à l'axe de rotation du bloc cylindre par rapport au carter.Enfin au moins deux pistons de rangées différentes prises parmi lesdites rangées sont disposés en regard d'une poutre unique. L'invention sera mieux comprise et des caractéristiques secondaires, ainsi que leurs avantages, apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et le dessin ne sont donnés qu a titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence au dessin annexé, dans lequel la figure unique est une vue partielle en coupe d'une roue hydraulique conforme à l'invention. La roue hydraulique représentee sur la figure est un moteur constitué par un bloc cylindre 1 et par un carter 2. Ce moteur comporte trois rangées de pistons. Trois pistons 4a, 4b et 4c , appartenant aux trois dites rangées de pistons, ont leurs axes contenus dans le plan~de coupe partielle de la figure, qui est un plan passant par l'axe de rotation 3, du bloc cylindre b par rapport au carter 2. On précisera de plus que les espacements angulairès des axes de deux pistons successifs d'une même rangée sont egaux pcur tous les pistons successifs de ladite rangée, et sont égaux aux espacements angulaires des axes de pistons successifs des différentes rangées. I1 résulte de cette configuration que les groupes de trois pistons 4a, 4b et 4c se reproduisent à intervalles angulaires égaux,ainsi,dcQUans, d'une manière générale, que la disposition complète de la figure Par ailleurs, le moteur représenté comporte également une pluralité de poutres 5 montées à coulissement dans le bloc cylindre'l, et munies, chacune, d'une paire de galets 6 conformés de manière à cooperer avec des surfaces du carter 2, profilées à cet effet en cames 7.On notera encore que, dans le moteur décrit ici, les pistons 4a, 4b et 4c, d'un quiconque groupe de trois pistons, sont attelés à la poutre unique 5, et sont susceptibles d'être en appui concomitamment sur ladite poutré, selon ce qui est représenté sur la figure. Ces pistons sont, comme celà est bien connu en soi, montés à coulissement dans le bloc cylindre 1, dans des logements 8a, 8b, 8c ménagés dans ledit bloc cylindre à cet effet. On remarquera que le moteur ainsi constitué pourrait avoir des variantes diverses. C'est ainsi que l'on peut très bien avoir certains des logements 8a, 8b ou 8c momentanément, ou même définitivementp obtures, au cours du fonctionnement du moteur, et ne pas avoir de piston 4a, 4b ou 4c dans le logement obturé. Si cela est, certains des groupes de pistons ne comporteront que deux, un ou même aucun pistons. On verra plus loin l'intérêt de prévoir de telles dispositions. L'avantage du moteur décrit ci-avant va ressortir au mode d'utilisation qui en est donné ci-après. Tout d'abord, du point de vue de la puissance développée, il est bien évident que, par rapport à un moteur classique, qui aurait seulement un piston par poutre, mais qui aurait par ailleurs le même nombre total de cylindres et de pistons que le moteur conforme à l'invention, ainsi qu'une alimentation en fluide sous pression identique, on obtient des puissances égales. On comprend cependant bien qu'on a réduit, dans l'exemple du moteur représenté sur la figure, par trois les nombres de poutres 5, de galets 6, de cames 7, ce qui est très appréciable pour obtenir une simplification de l'usinage d'un tel moteur par rapport à un moteur classique. Ayant un moteur ne comportant plus que le tiers du nombre de galets 6 que comportait un moteur classique équivalent, on obtient de plus un encombrement axial moindre. En effet, en admettant même que les galets restants soient individuellement plus larges que les galets des moteurs antérieurement connus, ils sont trois fois moins nombreux et ont une largeur axiale totale très inférieure à celle des galets des moteurs classiques. On constate donc que l'on gagne déJà en nombre de piècestmobiles et en encombrement. Incidemment, on peut noter qu'on gagne aussi en sécurité de fonctionnement, car il est bien connu que le dispositif méeanique le moins sujet à tomber en panne, est celui qui comporte le moins de pièces mobiles possibles, dans une même technique donnée. On remarquera également qu'un moteur conforme à l'invention se prête à l'obtention d'une gamme de vitesses étendue, puisqu'il suffit d'alimenter avec une même pompe, une, deux, ou les trois rangées de pistons pour obtenir une variation de trois àun de la vitesse de rotation du moteur, indépendamment de tous autres réglages possibles. Par ailleurs, si un piston, le piston 4b par exemple, est avarié, il est encore souvent possible de l'enlever du moteur, d'obturer provisoirement le logement 8b correspondant, et de continuer à fonctionner avec un piston en moins. I1 est même possible, de manière systématique, de supprimer définitivement certains des pistons de certains groupes de pistons, pour adapter le moteur à certains utilisations particulières. On dira encore quelques précisions pour comparer les roues hydrauliques conformes à l'invention à un autre type de roue existante, dans laquelle, pour obtenir la puissance désirée, on a augmenté l'alésage des cylindres, un seul piston etant attelé à chaque poutre. A puissances égales, on répartit évidemment mieux les contraintes de flexion de la poutre 5 dues à l'effort de poussée du/ou des pistons, en fractionnant la poussée dans les trois plans différents contenant les axes des pistons 4a, 4b et 4c de la roue conforme à l'invention, qu'en appliquant un seul effort, égal à la somme des trois précédents, dans le plan d'un piston unique, qui serait coaxial au piston 4b. De plus, dans les roues classiques qui viennent d'être évoquées, pour conserver une masse de matière suffisante entre deux cylindres consécutifs d'une même rangée, on est obligé, les diamètres de chaque cylindre étant supérieurs à celui des cylindres des roues conformes à l'invention, de déplacer radialement l'alésage vers l'extérieur, ce qui-conduit à avoir un encombrement diamétral supérieur à celui des roues conformes à l'invention. On comprend que, là encore, on trouve un avantage réel à utiliser les roues proposées par l'invention. Celle-ci n'est d'ailleurs pas limitée à la réalisation qui vient être décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apporteessans sortir de son cadre, ni de son esprit. On notera, en particulier, qu'il est possible de combiner les roues conformes à l'invention, soit en les iuxtaposant à la manière dont on sait juxtaposer les rangées de pistons des roues antérieurement connues, soit en les juxtaposant à des rangées de cylindres de cylindrées différentes. R E V E N D I C A Tl O N S 1. Roue hydraulique à pistons radiaux, comportant une pluralité de poutres montées à coulissement dans le bloc cylindre et susceptibles d'être en appui sur le carter conformé en came, et une pluralité de pistons, disposes en correspondance avec les poutres et montés à coulissement dans le bloc cylindre, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une poutre particulière en regard de laquelle deux pistons au moins sont disposés. 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux rangées de pistons, en ce que les axes des pistons de chacune desdites rangées sont contenus sensiblement dans un plan unique perpendiculaire à l'axe de rotation du bloc cylindre par rapport au carter, en ce que les pistons d'au moins deux desdites rangées ont leurs axes espacés angulairement de manière égale dans ces deux dites rangées et sont, en outre, contenus, celui du piston d'une rangée et celui du piston de l'autre, dans un même plan parallèle à l'axe de rotation du bloc cylindre par rapport au carter, et en ce qu'enfin, au moins deux pistons de rangées différentes prises parmi lesdites rangées sont disposés en regard d'une poutre unique