Brevet FR2143257A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne un moteur hydraulique haute pression à engrenages, notamment pour microhydraulique, comportant un jeu d'éléments moteurs constitué par deux roues dentées tournant à l'intérieur des perçages d'une lunette et dont les aires sont montés dans des plaques à paliers disposées de part et d'autre qe la lunette, dans le carter du moteur0 Dans les moteurs hydrauliques connus à engrenages le portage des arbres des roues dentées de l'engrenage se fait en général par des paliers lisses, Ceci se fait surtout parce que, dans le cas des moteurs relativement petits à faible nombre de dents des roues de l'engrenage, le diamètre de la circonférence de pied des roues dentées, mNme dans le cas d'emploi des plus petits roulements entrant sur le marché, est plus petit que le diamètre -intérieur de la bague extérieure de ces roulements. Par conséquent le diamètre de la circonférence de pied des roues dentées est alors plus grand que le diamètre du cercle extérieur qui enveloppe les roulements, se qui rend impossible d'entratner un tel moteur par un fluide hydraulique, car ce fluide s'infiltrerait immédiatement entre les dents et les espaces compris entre les pièces de roulement et ne pourrait en conséquence entrainer le moteur. L'emploi de paliers lisses a convénient dentratner un frottement relativement élevé ce qui réagit défavorablement sur le rendement du moteur. Un autre défaut des moteurs hydrauliques à engrenage tient à l'effet dit de "slip-stick" ,qui empeche le démarrage aisé du moteur hydraulique à faible pression d'huile hydraulique0 Par effet de "slip-stick" , il faut entendre une marche irrégulière du moteur provenant de l'alternance de frottement d'adhérénce et de frottement de glissement. La présente invention a peur but de remédier à ces défauts et de proposer un moteur hydraulique haute pression à engrenages qui démarre mdme à pression relativement faible et qui est monté de façon à ne comporter que peu de frottements, en sorte qu'il permet d'atteindre des performances relativement favorables A cette fin il est proposé suivant l'invention que les arbres des roues dentées soient montés dans les plaques a paliers ou de portage au moyen de roulements dont le diamètre du cercle tenvelor- pe est plus grand que le diamètre de la circonférence de le des roues dentées de l'engrenage, et qu'entre @@ lunette@ et les deux plaques de portage soient interposées deux plaques intermédiaires respectivement, présentant pour le passage des arb@@s @es perçages dont le diametre est plus petit que le diamètre d@ @a @irconférence de @@e@ @@s @@ue@ dentées @e l'engrenage. Les roulements utilise@ sont de préférence des roulements à aiguilles, car ceux-ci sont de @@ @@@u@@èrement réduites. @@@emploi de roulernent et surtout de roulements à aiguil- le@@ le @rottement des arbres des roues dentées dans leurs paliers est considérablement diminue, de sorte que les pertes d'énergie dans les paliers ont réduites.Les plaques intermédiaires empt- chent le passage de l'huile hydraulique des paliers aux dents des roues dentées de l'engrenage, même si le diamètre du cercle qui enveloppe des roulements à aiguilles est plus grand que le diametre de la circonférence de pied des roues dentées, ce qui permet d2uti- liser des roues dentées relativement petites à faible nombre de dents (par exemple de 7 à 11 dents au lieu d'un nombre usuel d'au moins 14 dents). La réduction du nombre de dents a à son tour une influence favorable sur les caractéristiques de marche du moteur. Le moteur suivant l'invention, comme l'ont montré les essais effectués entre temps, est extrêmement robuste. Il a en outre des caractéristiaues de marche remarquables, qui se signalent surtout en ce qu'il est rapidement réversible et qu'il peut être arrêté de façon pratiquement immédiate même sous les plus fortes charges, de mdme qu'il démarre immédiatement, l'emploi de plaques intermédiaires a- cet autre avantage qu'el- les peuvent être faites en un matériau pour lequel l'effet dit de "slip-stick" ne se produit que dans une faible mesure, de sorte qu'un moteur suivant llinvention démarre relativement facilement Cependant, la stabilité du moteur n'est pas compromise.C'est ainsi par exemple que les plaques intermédiaires peuvent entre faites en laiton dur ou en bronze, auauel cas l'érosion mécanique des faces frontales des dents sur la lunette est pratiquement supprimée. On peut encore augmenter le rendement du moteur hydraulique à engrenages si entre la paroi- des perçages de la lunette recevant les roues dentées et le pourtour extérieur des roues dentées est ménagé un espace libre dont la largeur va en croissant quelque peu en partant des chambres d'arrivée et de départ de fluide hydrauli- que. L'existance de cet espace libre rend possible un certain jeu des @oues dentées dans les perçages de la lunette, ce qui dans le cas @'emploi de roulements est absolument indispensable pour exclu- re en toute certitude tout risque de coincement des roues dentées contre les parois des perçages de la lunette. La charge de sens alterné des joints à lèvres du moteur exige que la pression d'huile s'établissant puisse être immédiatement dérivée. I1 est prévu à cette fin que l'un des arbres des roues dentées est percé pour former conduit de fuite de fluide hydraulique et que ce conduit est relié à un conduit de décharge, cependant qu'entre la plaque de portage opposée à la décharge de fuite et la plaque de fermeture du carter correspondante est disposée une plaque intermédiaire présentant une fente faisant communiquer entre eux les espaces entourant les deux arbres. De cette façon l'huile de fuite peut s'échapper sans difficultés. Le raccordement conduit à l'extérieur et, dans le cas où le circuit de fluide hydraulique est ouvert, va au réservoir.Dans le cas où le moteur hydraulique à engrenages n'est pas prévu réversible, le conduit de fuite peut être amené immédiatement dans le conduit de retour d'huile. Mais dans le cas par contre d'un moteur réversible il faut trois conduits, savoir le conduit de fluide vif, le conduit de retour et le conduit de fuite. les essais ont montré que le moteur hydraulique à engrenages suivant l'invention était utilisable jusqu'à des pressions de 100 bars à des vitesses de rotation allant jusqu'à 50 000 tours/minute. D'après les mesures effectuées, la puissance de sortie sur l'arbre dépasse 0,25 kw, entre 12 000 et 18 000 toursZmintlta l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin annexé oui représente à titre d'exemple non limitatif un moteur hydraulique à engrenages selon l'invention. la fig. 1 est une vue en bout du moteur prise du côté présentant les raccordements du circult d'huIle hydraulique. La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du même moteur. La fig. 3 est une vue en eoupe treinsversale du même moteurs prise suivant la ligne III-III de la figure 2. le moteur représenté possède un jeu d'éléments moteurs constitué par deux roues dentées 2, 3 disposées à l'intérieur d'une lunette 1 et dont les arbres 4, 5 sont montés dans des roulements à aiguilles 6 disposés de part et d'autre des roues dentées 2,3 Pour pouvoir maintenir aussi faible que possible le diamètre du carter 7 du moteur et par suite les dimensions hors tout du moteur, les roues dentées 2, 3 ne présentent, par rapport au nombre usuel de dents, que neuf dents ou le cas échéant seulement sept ou onzeO Il en résulte que dans l'exemple représenté le diamètre de la circonférence de pied des roues dentées 2, 3 est plus petit que le diamètre du cercle enveloppe des roulements à aiguilles 6.Ceci aurait normalement pour conséquence que le fluide vif pourrait s'infiltrer aussitôt entre les dents et les intervalles des roulements à aiguilles et pourrait par suite ne pas entraîner les roues dentées0 Mais ceci est empêché par la structure à plaques ou couches multiples du moteur, ressortant de la figure 2. Comme cette figure le montre clairement le moteur présente trois couches 8, 9 , 10 , séparées par des plaques de cloisonnement 11. Dans les couches 8, 10 sont logés les roulements à aiguilles 6, alors que la couche 9 est ess-entiellement formée par la lunette 1 et loge les roues dentées 2, 3 . les plaques intermédiaires 11 sont pourvues de perçages relativement petits destinés aux arbres 4, 5 des roues dentées 2, 3 . le diamètre de ces perçages est inférieur aussi bien au diamètre de la circonférence de pied des roues dentées 2,3 que bien entendu au diamètre du cercle enveloppe des roulements à aiguilles 6. On réalise de cette façon une étanchéité parfaite entre les chambres de l'engrenage formé par les roues dentées 2, 3 et les roulements à aiguilles 6. L'emploi de plaques intermédiaires 11 donne en outre la possibilité de réaliser ces plaques en un matériau qui, par différence avec celui utilisé d'autre part pour former les plaques ou couches 8, 9, 10 ,n'entrainant qu'un frottement relativement faible et pouvant supprimer dans une large mesure l'effet dit de "slip-stiek"O C'est ainsi par exemple que les plaques intermédiaires 11 peuvent titre faites en bronze ou en laiton dur, alors que les plaques de portage 12, 13 formant les couches 8, 10, ainsi que la lunette 1 peuvent titre faites en un matériau plus dur, ré sistar+t à l'usure, par exemple en acier. Entre la paroi 14 des perçages de la lunette 1 qui logent les roues dentées 2, 3 et le pourtour extérieur 15 des roues dentées 2, 3 est ménagé un espace libre qui n'ast pas visible sur la figure avec suffisamment de clarté. Cet espace libre permet un certain jeu des roues dentées 2, 3 par suite d'un portage relativement liche des arbres 4, 5 dans les roulements à aiguilles 6. La largeur de l'espace libre va alors en croissant en partant des chambres 16 d'arrivée et de départ de fluide hydraulique0 Dans le moteur représenté l'amenée de fluide hydraulique aux chambres 16 se fait par des conduits 17,-17' , le renversement du courant de fluide permettant d'inverser le sens de rotation du moteur. L'emploi de roues dentées 2, 3 à nombre de dents relativement faible permet, comme on l'a déjà dit, des performances particulièrement intéressantes. le moteur est maintenu assemblé par des vis 18, qui fixent les plaques de fermeture du carter 19, 20. L'arbre 4 le plus court de l'engrenage 2, 3 est percé et communique avec un conduit de décharge 21o On réalise ainsi un conduit de fuite pour le fluide hydraulique . Dans la région de la roue dentée 3 ou de son arbre 5, l'huile de fuite sortante est alors amenée au conduit traversant l'arbre 4 par l'intermédiaire d'une fente (non représentée) de la cloison 22 entre la plaque de portage 12 et la plaque de fermeture 19. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible ae nombreuses variantes, accesibles à lthomme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. il importe seulement que dans le moteur existent entre roulements et roues dentées des plaques intermédiaires rigides, étanches et presentant des perçages de diamètre réduit par rapport au diamètre u cercle de fond des roues dentées. - REVENDICATIONS 1.- Moteur hydraulicue haute pression à engrenages, notamment pour microhydraulique, comportant un jeu d'éléments moteurs constitué par deux roues dentées tournant à l'intérieur des perçages d'une lunette, et dont les arbres sont montés dans des plaques de portage ou à paliers disposées de part et d'autre de la lunette, dans le carter du moteur, caractérisé en ce que les arbres(4,5)des roues dentées (2,3) sont montés dans les plaques de portage (12,13) au moyen de roulements (6), dont le diamètre du cercle enveloppe est plus grand que le diamètre de la circonférence de pied des roues dentées de ltengrenage, et en ce qu'entre la lunette et les deux plaques de portage sont interposées deux plaques intermédiaires rigides (11) respectivement, présentant pour les passages des arbres des perçages dont le diamètre est plus petit que le diamètre de la circonférence de-pied des roues dentées de l'engrenage. 2o- Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roulements utilisés sont des roulements à aiguilles 3.- Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce cue les plaques intermédiaires sont réalisées en un matériau présentant un coefficient de frottement plus faible que celui du matériau constitutif des roues dentées de l'engrenage. 4.- Moteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu1entre la paroi (14) des perçages de la lunette logeant les roues dentées et le pourtour extérieur de ces roues dentées est ménagé un espace libre dont la largeur va en croissant légèrement en partant des chambres (16) d'arrivée et de départ de fluide hydraulique0 3.- Moteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé Ci ce que l'un des arbres (4) de l'engrenage (2,3) est percé pour armer un conduit de fuite de fluide hydraulique, relié à un conduit de décharge (21) et en ce qu'entre la plaque de portage (12) oppose e audit conduit de décharge et la plaque de fermeture du carter (19) correspondante est disposée une plaque intermédiaire (22) présentant une fente faisant communiquer les espaces entourant les deux arbres (4,5).