Brevet FR2309736A1 — publié le 19761126

Les moteurs hydrauliques connus comportent un rotor qui est monté rotatif dans un stator au moyen de paliers. Certains de ces moteurs, à pistons radiaux, ont une came de réaction constituée par un excentrique, de sorte qu'à chaque tour du rotor, chacun des pistons effectue une course active. Les forces internes au moteur, développées pendant son fonctionnement, ne sont pas équilibrées et, en sus de la génération du couple moteur désiré, comprennent des efforts parasites indésirables qui doivent etre nécessairement supportés par les paliers. Compte tenu de l'importance desdits efforts, ces paliers doivent par ailleurs avoir de grandes dimensions. Ainsi les moteurs, ou les pompes, à pistons radiaux et à excentriques ont-ils des dimensions, encombrement et poids importants pour une puissance déterminée et,par suite, bien entendu, un prix de revient élevé de leur fabrication. L'invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un nouvel agencement de mécanismes à pistons radiaux à excentriques, qui procure un équilibrage interne des efforts développés entre rotor et stator, qui ne laisse subsister que le couple principal et,par par suite, en permettant l'adoption de paliers de faibles dimensions, rend possible un allegement du reste de la structure. L'invention a donc pour objet un mécanisme hydraulique, moteur ou pompe, comprenant: - un bloc-cylindres rotatif comportant une pluralité de cylindres disposés dans deux plans parallèles, distincts, perpendiculaires à l'axe de rotation, - des pistons, au moins un par cylindre, qui sont disposés radialement et évoluent à I'intérieur desdits cylindres en effectuant une seule course active à chaque tour de rotation du bloc-cylindres, - deux cames de réaction, excentrées par rapport à l'axe de rotation du bloc cylindre, les pistons contenus dans les cylindres d'un des deux plans étant en appui sur l'une des cames, les autres desdits pistons étant en appui sur l'autre came, et - un organe de distribution de fluide auxdits cylindres fixe , lors du fonctionnement, par rapport auxdites cames. Ledit organe de distribution est constitué par deux glaces de distribution planes, distinctes, disposées en regard de deux faces du bloc-cylindres perpendiculaires à l'axe de rotation et orientées en sens opposEs, disposées symétriquement par rapport au point d'intersection de l'axe de rotation avec un plan intermédiaire parallèle aux deux dits plans des cylindres et équidistants de ceux-ci, cependant que les lumières symétriques de ces deux glaces sont en communication, que les excentrations des cames ont des sens opposés par rapport à l'axe de rotation et que les cylindres du bloc-cylindres sont en nombre pair et sont répartis en deux groupes égaux contenus dans les deux dits plans. De manière avantageuse, les valeurs des distances des centres des zones "haute pression" des glaces de distribution à l'axe de rotation et de la distance séparant les plans des cylindres sont choisies de manière telle que le couple, somme des produits de la distance d'un centre de zone "haute pression" par la somme des résultantes axiales des forces de pression desdites zones, est egal au coupole, produit de la distance séparant les plans des cylindres par la résultante radiale des forces de pression agissant sur les pistons d'un groupe de pistons. De manière préférée, l'excentration de l'une au moins des cames est réglable. Dans ce cas, la came à excentration réglable est avec avantage montée pivotante, par rapport à un support par rapport auquel le bloc-cylindres est monté rotatif, autour d'un axe parallèle à raxe dereation dudit bloc-cylindres et situé à la périphérie de cette came, ce cependant qu'un vérin de réglage de l'excentration est attelé entre ladite came et ledit support. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et lueurs avantages apparaitront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemyle. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention, selon I-I de la figure 2, - la figure 2 est une coupe transversale selon II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe transversale selon III-III de la figure 1, - la figure 4 représente la face plane de distribution d'une des deux glaces de distribution du moteur des figures 1 à 3, - la figure 5 représente la face plane du bloc-cylindres qui est disposée en regard de la glace de distribution de la figure 4, - la figure 6 est une coupe schématisée analogue à celle de la figure 1, d'un moteur conforme à l'invention, et - la figure 7 est une coupe transversale, également schématisée, du moteur de la figure 6. Le moteur représenté en regard des figures 1 à 3 comprend - un carter étanche 1, - un bloc-cylindres 2, solidaire en rotation de l'arbre moteur 3, délimité par deux faces planes de distribution 4 et 5 qui sont perpendiculaires à l'axe 6 de rotation du bloc-cylindres et sont orientées dans deux sens opposés, - deux rangées de cylindres 7 et 8, dont les axes 9 et 10 sont contenus dans deux plans parallèles 11 et 12, perpendiculaires à l'axe 6, les nombres des cylindres des deux rangées étant égaux, - deux cames de réaction t3 et 14 qui correspondent aux cylindres 7 et 8 et constituent des surfaces d'appui pour les patins 15, 16 attelés aux pistons 17, 18 qui sont montés coulissant dans les cylindres 7, 8 respectivement, - deux paliers 19 interposés entre l'arbre 6 et le carter 1 pour le montage à rotation dudit arbre, - deux glaces de distribution 20, 21 ayant chacune une face plane 22, 23 disposée en regard de la face 4, 5 du bloc-cylindres, respectivement, lesdites faces 22, 23 étant maintenues fixes en rotation par rapport au carter 1 au moyen d'ergots 24 On notera que - les cames 13 et 14 ont un profil circulaire et sont excentrées par rapport à l'axe de rotation 6 (1'excentration E13 de la came 13 est visible sur la figure 2), - la came 14 est définitivement fixe par rapport au carter 1, - la came 13 est réglable en position par rapport au carter 1, en étant distincte, et montée pivotante par rapport audit carter autour d'un axe 25 parallèle à l'axe 6, disposé à la périphérie de ladite came, cependant qu'un appendice 26, solidaire de la came 13, guidé dans une rainure 31 ménagée dans le carter 1 est attelé au piston 27 d'un vérin à double effet et à deux chambres 29 et 30, dont le corps 28 est solidaire du carter 1; il doit cependant etre remarqué qu'en fonctionnement, la came 13 est en principe maintenue immobile par rapport au carter 1; de plus, des ressorts 58, 59 maintiennent en appui sur l'appendice 26 les deux parties du piston 27, - les excentrations E13 et E14 des cames 13 et 14 (figure 7) sont opposées par rapport d l'axe de rotation 6, - les lumières d'alimentation en fluide sous pression 32, 33 et de refoulement 34, 35 des glaces 20, 21 communiquent entre elles, les lumières 32, 33 par un conduit 36, les lumières 34, 35 par un conduit 37 et sont reliées par des manchons étanches 38 aux raccords d'alimentation et de refoulement principaux du moteur 39, 40 ménagés dans le carter 1, les lumières 33 étant contenues dans un même plan diamétral que les lumières 32, mais situées de l'autre c8té de l'axe 6, et la même disposition relative étant adoptée pour les lumières 34, 35, - des conduits 41, 42 ménagés dans le bloc-cylindres 2 relient chaque cylindre 7, 8 à la face 4, 5 dudit bloc, et sont alternativement mis en connu- nication avec les lumières 32, 34, et 33, 35, respectivements - de petits pistons d'équilibrage 43, montés coulissants dans des cylindres 44 ménagés dans chaque glace de distribution 20, 21, permettent comme cela est déjà connu, en prenant appui sur le carter 1 et en étant soumis à effet du fluide des lumières desdites glaces, de maintenir les faces 22 et 23 de ces glaces en appui sur les faces 4 et 5 du bloc-cylindres, - des couronnes 45, 46 présentant des encoches 47 pour le passage des bras des patins 15, 16 maintiennent lesdits patins en position et en appui permanent sur les cames 13, 14, respectivement, - les chambres 29 et 30 du vérin de réglage de la position de l'appendice 26 sont reliées par des conduits 48, 49 à un distributeur à trois positions 50; une pompe 51 est reliée par son conduit d'aspiration 52 à un réservoir de fluide 53 et,par par son conduit de refoulement 54,au au distri- buteur 50; un clapet de décharge taré 55 est disposé sur un conduit 56 raccordé en dérivation au conduit de refoulement 54; un conduit 57 relie le distributeur 50 au réservoir 53, - les trois positions du distributeur 50 correspondent, la première position, aux mises en communications des conduits 54 et 49 et des conduits 48 et 57, la deuxième position, à la mise en communication des conduits 54 et 57 et à l'obturation des conduits 48 et 49, et, la troisième position, aux mises en communications des conduits 54 et 48 et des conduits 49 et 57. Sur la figure schématisée 6, on a représenté les résultantes A et B égales mais de sens opposées, parallèles à l'axe 6, des forces de pression qui, prenant appui sur la zone "haute pression" des faces 22 et 23 des glaces 20 et 21, poussent sur les faces 4 et 5 du bloccylindres, ainsi que les résultantes radiales C et D, là encore égales et de sens opposés, des forces de pression qui, prenant appui sur le carter 1 par l'intermédiaire des pistons 7 et 8 et patins 15 et 16, agissent sur le bloc-cylindres 2. On note que les points d'application des forces A et B sont situés, chacun, à une distance M de l'axe 6; de même, les points d'application des forces C et D sont situés, chacun, à une distance N d'un plan 58 équidistant des plans 11 et 12 des deux rangées de cylindres. Ledit plan 58 coupe > par ailleurs,l'axe 6 en un point 59. Et on précise que les distances M et N ont été choisies de manière telle que, compte tenu de la valeur des résultantes A, B, C et correspondant à la pression maximale d'utilisation, soit vérifiée la relation AxN = CxN avec A = B et C = D Or, on se rend compte que, compte tenu des liaisons, symé triques par rapport au point 59, des des lumières 32 et 33, et 34 et 35, les résultantes A et B ont pour effet d'engendrer un couple de valeur : 2 A x N. De came, les résultats C et D ont pour effet d'engendrer un couple de valeur 2 C x N. En outre, compte tenu de la géométrie méme du moteur, ces deux couples. égaux en valeur absolue, mais de signes opposés,s'annulent. Le bloc-cylindres n'est donc soumis en définitive qutà la composante orthoradiale qui est égale au couple moteur parallèle à l'axe 6. Tous les autres couples et toutes les autres forces sont équilibrés L'avantage qui découle de cette intéressante disposition est, bien entendu, que les paliers 19, qui n'ont plus que le poids de ltarbre 3 et du bloc-cylindres 2 à supporter, peuvent avoir des dimensions réduites par rapport aux moteurs connus antérieurement, ce qui permet d'obtenir un moteur léger et compact. Ou encore, à dimensions égales des paliers, le moteur peut fonctionner à des pressions plus élevées et avoir une durée de vie plus grande. Enfin, les frottements eux-'sèmes dans les paliers sont trbs faibles, ce qui rend possible l'obtention de bons rendements des moteurs correspondants. Et il faut remarquer que, mEme lorsqu'on modifie l'excen- tration d'une des cames, telle que ltexcentration de la came 13 par exemple, on ne change pratiquement rien à la distribution des forces A, C ni à la distance du point d'application de la force A de l'axe 6. Par conséquent, l'équilibrage précédemment observé est conservé. Par contre, on comprend bien qu'une excentration réglable d'une valeur maximale à une valeur nulle permette de faire varier la cylindrée active du groupe de cylindres correspondant d'une valeur maximale à une valeur également nulle. Ainsi le moteur des figures 1 à 3 est-il, en outre, un moteur à cylindrée variable. L'invention n'est pas limitée à la réalisation représentée, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui hêtre apportées, sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Mécanisme hydraulique, moteur ou pompe, comprenant un bloc-cylindres rotatif (2) comportant une pluralité de cylindres (7, 8) disposés dans deux plans parallèles (11, 12), distincts, perpendiculaires à l'axe de rotation (6), des pistons (17, 18), au moins un par cylindre, qui sont disposés radialement et évoluent a l'intérieur desdits cylindres en effectuant une seule course active à chaque tour de rotation du bloccylindres, deux cames de réaction (13, 14) excentrées par rapport à l'axe de rotation du bloc-cylindres, les pistons (17) contenus dans les cylindres d'un (11) des deux plans étant en appui sur l'une (13) des cames, les autres (18) desdits pistons étant en appui sur l'autre came (14) et un organe de distribution (20,21) de fluide auxdits cylindres fixe, lors du fonctionnement, par rapport aux dites cames, caractérisé en ce que ledit organe de distribution est constitué par deux glaces de distribution planes (20, 21), distinctes, disposées en regard de deux faces (4, 5) du bloccylindres (2) perpendiculaires & l'aie de rotation (6) et orientées en sens opposés, disposées symétriquement par rapport au point d'intersection (59) de l'axe de rotation (6) avec un plan intermédiaire (58) parallèle aux deux dits plans des cylindres et équidistant de ceux-ci, cependant que les lumières symétriques (32, 33 et 34, 35) de ces deux glaces sont en communication, en ce que les excentrations (E13, E14) des cames ont des sens opposés par rapport à l'axe de rotation et en ce que les cylindres du bloccylindres sont en nombre pair et sont répartis en deux groupes égaux contenus dans les deux dits plans. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs des distances (M) des centres des zones "haute pression" des glaces de distribution à l'axe de rotation et de la distance séparant les plans des cylindres sont choisies de manière telle que le couple, somme des produits de la distance d'un centre de zone "haute pression" (M) par la somme des resultantes axiales des forces de pression. desdites zones tA et n), est égal au couple, produit de la distance séparant les plans des cylin- dres (2N) par la résultante radiale des forces de pression agissant sur les pistons (C ou D) d'un groupe de pistons. 3. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'excentration (E13) de l'une (13) au moins des cames-est réglable. 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came (13) à excentration réglable est montée pivotante par rapport à un support (1) par rapport auquel le bloc-cylindres (2) est monté rotatif autour d'un axe (25) parallèle l'axe de rotation (6) dudit bloccylindres et situé la périphérie de cette came, cependant qu'un vérin de réglage (27) de l'excentration est attelé entre ladite came et ledit support.