Brevet FR2014687A1 — publié le 19700417

î 2014687 La présente invention concerne une pompe hydrostatique ou un moteur hydrostatique ayant au moins un cylindre actif avec un piston sphérique se déplaçant vers l'avant et vers l'arrière, qui est entraîné par un disque à cames ou par un disque rotatif incliné par rapport au cj vylindre, par exemple un disque dit 4e libration. Normalement dans une oompe ou dans un moteur, on a plusieurs cylindres. Les cylindres peuvent être.disposés parallèlement ;ou perpendiculairement-par rapport à l'axe de rotation de la pompe. Le disque a'entraînement peut être placé soit à l'intérieur soit à l'extérieur du corps de la pompe, avec les ,q cylindres de travail. Il est possible de réaliser pour un prix très bas de petits moteurs hydrauliques dans lesquels le piston est constitué par une Mlle. Toutefois, bien souvent, les moteurs qui ont été fabriqués jusqu'à présent avaient un faible rendement volumétrique. Etant donné que le pis-ton en forme de Mlle est directement actionné par le plateau ou par tout autre organe de commande du même genre et se trouve donc de ce fait soumis à une force latérale, la bille et l'un des côtés de l'alésage du cylindre s'usent. Dans les pompes à piston sphérique le contact entre l'alésage et le piston est réalisé selon une ligne, et il en résulte que 2q le rendement diminue fortement lorsqu'augmente l'interstice entre l'alésage et le piston. L'invention vise à réaliser une pompe ou un moteur ayant la plupart des avantages du dispositif à piston sphérique sans souffrir, pour l'essentiel, de ces inconvénients et cela sous une forme simple 25 et bon marché. Selon l'invention, un piston sphérique est muni d'vn siège pour une bille, qui coulisse dans le même cylindre que le piston et dont le rôle est de transmettre la force d'entraînement entre le plateau de commande et le piston. Le siège a la forme d'un segmenx annulaire de sphère et le piston est creusé, d'où il en résulte qu'un espace 30 libre est ménagé en avant de la surface d'appui entre la bille et le piston. Cet espace est en liaison, par un canal pratiqué dans le piston, avec la chambre qui est en avant du piston, grâce à quoi une partie appréciable de la force transmise est équilibrée par le fluide hydraulique pompé. 1 'invention sera décrite ci-après de façon plus détaillée en 35 se référant au aessin ci-joint. La figure 1 représente un cylindre, avec le piston et la bille à l'état neuf, et la figure 2 le même cylindre, après que la bille et le cylindre ont subi une forte usure. 69 24586 ' 2014687 Dans les "figures on peut voir- en 1 une partie d'un corps de pompe ou de moteur dont le reste- n'est pas montré, avec le cylindre de travail 2 dans lequel se déplace d'une part un piston sphérique 3 et d'autre part une Mlle 4 qui" est' actionnée par un plateau obliqué 5. 5 Ce plateau pouvant soit entraîner le piston 3 par l'intermédiaire de.la bille 4 lorsqu'il est lui-même' entraîné en rotation, dans le cas d' une pompe, soit être entraîne en rotation par le piston 3 au travers de la bille 4, dans le cas d'un moteur, le'piston 3 est*en forme de coupe, avec un siège sphérique annulaire 6, grâce à quoi se trouve ména-gé à l'intérieur du siège, entre le piston et la bille, un espace 7 -qui est relié par un canal 8 avec la chambre 9 se trouvant en avant du piston 3 dans Je cylindre 2. la chambre 9 est mise en communication par le canal 10 (portant des soupapes qui ne sont pas autrement montrées ici) avec un accumulateur de pression, le piston est montré en position ^ sortie au maximum et l'on peut voir en pointillé, en 11 sur la figure, la position qu'il occupe lorsqu'il est complètement enfoncé. Dans le cas de la figure 2 la bille 2 a formé une empreinte 12 dans la paroi du cylindre qui est soumise à une pression latérale de la part de cette Mlle. Il en résulte l'apparition d'un interstice 13 entre la bille 2 2q et la paroi du cylindre, cet interstice étant maximal en face de l'empreinte 12. Dans la disposition qui est illustrée ici, le piston 3 n' est lui-même soumis à aucune force latérale et dans ces conditions son usure reste négligeable. Grâce au fait que le piston est sphérique, il est indifférent que ce piston prenne une position oblique comme celle 2^ qui est montrée sur la figure 2. Le fluide sous pression soumet le pistor et la bille à des forces qui sont indiquées par les flèches. Etant donné la liaison qui a été établie entre les chambres 7 et 9, une grande partie o.e la force échangée entre la bille et le piston est en fait transmise par le liquide qui est enfermé dans la chambre 7. Dans ces condiiâons la pression de contact entre la bille et son siège 6 dans le piston peut être suffisamment faible pour que la bille puisse aisément tourner sur son siège. Il en résulte que la bille s'use de façon uniforme et qu'il ne se produit pas de grippage d'arrachement pendant la rotation de celle-ci. Grâce à une conformation rationnelle de l'es-^ pace dégagé dans le piston 3, on peut conférer à la paroi comprise entre le siège 6 et la face intérieure du piston une épaisseur.telle que la 69 24586 partie postérieure ou jupe du piston se distende sou^Ç'L^fÉ-P cle la pression dans la chambre 7 et par conséquent en fonction de la pression dans le cylindre, grâce à quoi le jeu entre le piston et la paroi du cylindre diminue quand augmente la pression. On parvient ainsi à améliorer l'étanchéité et par conséquent le rendement volumétrique. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui est montré par les figures et. que de nombreuses variantes peuvent être envisagées dans le cadre des revendications ci-après. Il est ainsi possible de conférer à la paroi du piston sphérique, dans sa zone qui est proche de la bille, une forme légèrement conique, avec un angle de cône qui dépend de l'obliquité maximale attendue pour le piston. Une telle disposition permet d'augmenter le diamètre du siège de la Mlle dans le piston et ainsi de faire équilibrer hydrauliquement la plus grande partie de la force échangée entre la bille et le piston. 69 24586 4 2014687 - BBVBTOICATIOÎIS - 1.- Pompe hydrostatique ou moteur hydrostatique comportant au moins un cylindre- de travail dans lequel peut coulisser d'avant en arrière et d'arrière en avant un piston sphérique qui est entraîné par un disque ou par un plateau installé en position oblique par rapport au/ cylindre, par exemple un plateau exécutant un mouvement de libration, caractérisé en ce que le piston est muni d'un siège pour une "bille qui coulisse dans le cylindre et par l'intermédiaire de laquelle la force est transmise entre l'organe d'entraînement (ou l'organe entraîné) et le piston. 2.- Pompe hydrostatique ou moteur hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège du piston offre une surface d'appui qui se présente sous la forme d'un segment annulaire ae sphère, grâce à quoi une chambre ou un espace libre est compris entre la bille et le piston à l'intérieur de cette surface d'appui. 3.— Pompe hydrostatique ou moteur hydrostatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre entre le piston et la bille est en liaison avec la chambre du cylindre qui est en avant du piston.