Brevet FR2177690A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne un moteur hydraulique à engrenages multiples utilisable dans la transformation d'une énergie de pression en un travail mécanique se présentant notamment sous la forme du travail d'un couple. La conception des moteurs hydrauliques à engrenages de types connus découle généralement de la conception des pompes à engrenages. I1 en résulte une architecture calquée traditionnelement sur celle des pompes qui présente des inconvénients quant au rapport de la puissance développée sul l'encombrement du moteur. Par ailleurs, la recherche d'un bon rendement dans un moteur hydraulique peut en compliquer la conception et en limiter le domaine d'utilisation. L'invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un moteur hydraulique à engrenages d'un type nouveau se composant d'un stator muni de conduits d'amenée et de retour d'un fluide sous pression et d'un rotor logé dans ce stator. Selon l'invention, ledit rotor est constitué par un train d'engrenages coplanaires comportant un pignon central libre en rotation, une pluralité de pignons satellites engrenant avec ledit pignon central et une couronne extérieure, libre en rotation, munie d'une denture interne engrenant avec les pignons satellites susdits, tandis que le stator constitue avec la couronne extérieure, pour le pignon central et lesdits q pignons satellites, un carter fermé délimitant des logements, ajustés aux dimensions des pignons qu'ils sont destinés à recevoir, dans lesquels débouchent des orifices d'alimentation et d'évacuation du fluide respectivement en communication avec les conduits d'amenée et de retour susdits. Lesdits orifices sont ménagés dans le stator en regard d'au moins undes flancs du train d'engrenages susdit et au niveau de chacune des extrémités des zones d'engrènement des dentures. Dans un mode de réalisation d'un moteur selon l'invention, la stator est constitué par deux flasques maintenus en appui sur les extrémités dlune pluralité d'entretoises logées pour chacune d'elles, avec un jeu minimal, dans chacun des espaces non occupés par les engrenages du train susdit, le premier desdits flasques étant pourvu des orifices d'alimentation et du conduit d'amenée du fluide susdits, reliés entre eux au moyen de canaux internes, le second étant pourvu, de la même manière, des orifices d'évacuation et du conduit de retour de fluide. Avantageusement, la couronne dentée extérieure est pourvue d'éléments susceptibles d'être attelés à un organe à entrainer L'invention sera mieux comprise au cours de la description qui en est donnée ci-dessous à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif, et qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. I1 sera fait référence aux dessins annexés ci-après dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des croquis schématiques d'un moteur conforme à l'invention , - les figures 3 et 4 sont deux vues en coupe d'un mode de réalisation d'un moteur conforme à l'invention, la figure 3 étant une coupe suivant III-III de la figure 4 et la figure 4 étant une coupe suivant IV-IV de la figure 3. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on voit un moteur hydraulique schématiquement représenté en coupe constitué d'un stator 1 et d'un rotor 2. Le stator 1 est muni de conduits 3 et 4 respectivement d'amenée et de retour d'un fluide sous pression issu d'une source non représentée. Le rotor 2 est constitué par un train d'engrenages coplanaires comportant un pignon central 5, une pluralité de pignons satellites 6 dont on ne voit que le pignon 6a et une couronne extérieure 7 munie d'une denture intérieure 7a.Lesdits pignons 5, 6 et la couronne 7 sont libres en rotation et la denture du pignon 5 est en prise avec celle des pignons satellites 6,ellemême en prise avec celle de la couronne 7.On remarquera sur cette figure que les pignons 5 et 6 ne sont calés sur aucun axe mais sont uniquement logés dans le carter fermé que forment le stator 1 et la couronne extérieure 7, avec un faible jeu J volontairement exagéré sur la figure, de manière à permettre leur mouvement de rotation. Le centrage et le calage de ce rotor 2 par rapport au stator 1 s'effectuent par la portée 7b de la couronne 7. Cette figure 1 montre enfin un orifice 8 d'alimentation relié au conduit d'amenée 3 du fluide sous pression et un orifice 9 de retour de ce fluidere;l condsi4 Cesoriftfl8 et 9 débouchent dans les logements des pignons 5 et 6. Ramenée dans le plan de la figure pour des raisons de simplicité, leur position par rapport à la denture des pignons s'en trouve faussée. Aussi la figure 2 montre quelle est leur véritable position par rapport aux engrenages et leur agencement les uns par rapport aux autres. La figure 2 représente donc schématiquement le moteur selon l'invention coupé par le plan du train d'engrenages que constitue le rotor 2. On retrouve donc en partie le stator 1 dans les espaces inoccupés par les pignons 5 et 6. Les pignons satellites 6 sont ici au nombre de trois 6a, 6b et 6c. IX sont, ainsi que le pignon central 5, insérés dans les logements que définit le stator 1 en coopération avec la couronne extérieure 7. De petits cercles référencés 8 et 9 représentent la position des orifices ménagés dans le stator 1 tels que ceux représentés sur la figure 1 par rapport aux différents pignons du rotor 2. On remarquera que tous sont sensiblement centrés aux extrémités de chacune des zones d'engrènement des pignons 5, 6 et 7 du rotor 2.Les cercles référencés 8 symbolisent les orifices d'alimentation tous reliés au conduit d'amenée du fluide par des canaux internes au stator 1 non représentés, et les cercles référencés 9 symbolisent les orifices de retour tous reliés pour leur part au conduit de retour du fluide. Les figures 3 et 4 sont des coupes d'une réalisation industrielle de l'invention. On retrouve sur ces figures certains éléments des figures 1 et 2 portant les memes références. Le stator 1 est au vu de la figure 3,constitué par deux flasques 10 et 11 maintenus en appui respectivement sur chacune des extrémités de trois entretoises,telles que 12a, logées entre les pignons 5, 6 et la couronne dentée 7. Le maintien de cet appui est réalisé par exemple par trois tirants 13.La longueur de chacune des entretoises est légèrement supérieure à la dimension axiale de chacun des éléments du rotor afin de les laisser libres en rotation lors du montage des flasques. Le flasque 10 porte les orifices d'alimentation 8 dont un seul est représenté sur la figure 3 par le rabattement dans le plan de figure de la coupe de la figure 4 opérée le long de la ligne III-III. La communication entre les différents orifices 8 et le conduit d'amenée 3 est réalisée par exemple au moyen de la plaque 14 solidaire du flasque 10 et déterminant avec lui une zone 15 de répartition du fluide. De même le flasque 11 porte les orifices d'évacuation 9 dont un seul apparait sur la figure 3 par le jeu de la coupe II;-III de la figure 4. Ces orifices sont reliés au conduit de retour 4 par l'intermédiaire d'un espace de connexion 17 ménagé dans une plaque 16 solidaire du flasque 11. I1 apparaît,à une extrémité de la couronne extérieure 7, une denture 18. Celle-ci représente une réalisation d'éléments du genre cannelures susceptibles d'entre attelés à un organe à entrainer. Sur la figure 4 apparaissent des éléments référencés sur la figure 3. On remarquera que les entretoises 12a, 12b et 12c sont conformées de manière à épouser au plus près les contours des espaces libres existant entre les engrenages du rotor. Naturellement, comme pour le cas de la figure 2, les cercles pointillés 8 et 9 ne sont que la trace de la projection des orifices 8 et 9, portés par les flasques 10 et 11, dans le plan de figure. On remarquera enfin sur cette figure la présence de flèches A indiquant un sens possible de rotation des divers éléments du rotor 2. En fonctionnement, le fluide sous pression issu du conduit 3 est guidé par les orifices 8 vers les logements,ménagés dans le stator 1, des engrenages du rotor 2. Il s'introduit dans les espaces existant entre les dents des engrenages du rotor et tend à faire tourner ces engrenages dans le sens qui autorise une chute de pression au sein du fluide. Dans le cas de la figure 4, ce sens est celui indiqué par les flèches A. L'énergie de pression se transforme donc ainsi en énergie cinétique au niveau de chaque engrenage à la manière, connue en elle-meme, d'un moteur à engrenages classique. Le fluide ainsi détendu s'échappe par les orifices d'évacuation 9 et est retourné à un réservoir non représenté au moyen du conduit 4. Cette énergie cinétique résultante est celle des pignons 5, 6a, 6b, 6~ et de la couronne 7 qui sont animés d'un mouvement de rotation. Au niveau de la couronne 7, ce mouvement peut être recueilli au moyen des éléments 18 susceptibles d'être accouplés à un organe, qui permettent ainsi la transmission d'un couple moteur. L'inversion de sens de rotation de ce moteur s'opère en inversant l'alimentation et le retour en fluide sous pression, le fluide entrant dans le rotor par les orifices 9 et s'échappant par les orifices 8 après avoir fait tourner les engrenages. Un des principaux avantages réside dans la possibilité de transmettre avec un moteur selon l'invention un couple très important du fait du grand nombre de points d'alimentation tels que 8 en fluide sous pression et ce sous un encombrement très réduit. En outre, sa conception en permet une réalisation simple,adaptée à la production en grande série car les surfaces à réaliser dans les différentes parties du stator sont des plans ou des portions de surfaces cylindriques. L'absence d'axes de centrage en permet un montage très simplifié. Le nombre des pignons satellites a été choisi arbitrairement à trois dans la réalisation décrite ci-dessus, mais on peut en imaginer plus, ce qui entraîne un nombre proportionnellement plus grand d'orifices d'alimentation et d'évacuation tels que 8 et 9. Le rapport volume/couple développé de ce moteur très avantageux en permet une adaptation intéressante dans les matériels de manutention ou de travaux publics, notamment où l'on a besoin d'une force importante sous un très faible volume. I1 peut, grâce à cette caractéristique, par exemple, etre logé dans la tige d'un piston de benne preneuse pour en permettre la rotation autour de son axe. L'invention trouve donc une application intéressante dans le domaine des engins de manutention et de travaux publics. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en etre donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui etre apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. R E v E N D I C A T I O N S R E & ICAT ION S 1. Moteur hydraulique à engrenages multiples se composant d'un stator muni de conduits d'amenée et de retour d'un fluide sous pression et d'un rotor logé dans ce stator, caractérisé en ce que ledit rotor est constitué par un train d'engrenages coplanaires comportant un pignon central libre en rotation, une pluralité de pignons satellites engrenant avec ledit pignon central et une courone extérieure libre en rotation munie d'une denture interne engrenant avec les pignons satellites susdits, et en ce que ledit stator constitue avec la couronne extérieure, pour le pignon central et les pignons satellites, un carter fermé délimitant des logements, ajustés aux dimensions des pignons qu'ils sont destinés à recevoir, dans lesquels débouchent des orifices d'alimentation et d'évacuation du fluide respectivement en communication avec les conduits d'amenée et de retour susdits 2. Moteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits orifices sont ménagés dans le stator, en regard d'au moins un des flancs du train d'engrenages susdit et au niveau de chacune des extrémités des zones d'engrènement des dentures. 3. Moteur hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le stator est constitué par deux flasques maintenus en appui aux extrémités d'une pluralité d'entretoises logés pour chacune d'elles avec un jeu minimal dans chacun des espaces non occupés par les engrenages du train susdit, le premier flasque étant pourvu des orifices d'alimentation et du conduit d'amenée du fluide susdits, reliés entre eux au moyen de canaux internes, le second étant pourvu, de la meme manière, des orifices d'évacuation et du conduit de retour de fluide. 4. Moteur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que la couronne dentée extérieure est pourvue d'éléments susceptibles d'etre attelés à un organe à entraîner.