Brevet FR2298014A1 — publié le 19760813

L'invention a pour objet les machines actionnées par pression de fluide et en particulier les moteurs hydrauliques du type décrit dans le brevet britannique 935 732 et dans la demande de brevet britannique 38 772/74 au nom de la Demanderesse. Selon ltinvention, la machine actionnée par pression de fluide comprend un arbre sur lequel est monté un premier organe comprenant une pluralité d'ensembles cylindre-piston actionnés radialement, un second organe comprenant au moins un chemin de came contre lequel les dits ensembles sont agencés pour reposer loraqutils sont mis sous pression, de manière à engendrer une réaction provoquant un mouvement de rotation relatif entre les dits premier et second organes, un organe d'obturation entourant l'arbre et disposé au voisinage du premier organe pour amener du fluide sous pression à un conduit d'admission de chacun des dits ensembles cylindre-piston, le dit organe d'obturation étant fixe par rapport au dit second organe de mnnière qu'un mouvement de rotation relatif soit possible entre le dit premier organe et l'organe d'obturation, des moyens de retenue fixés à l'arbre pour maintenir l'organe d'obturation et le premier organe dans le sens longitudinal, le dit premier organe et le dit moyen d'obturation étant agencés pour coopérer avec les dits moyens de retenue de manière que des forces tendant à séparer le premier organe de l'organe d'obturation se tranSmettent à l'arbre, engendrant dans ce dernier une tension qui s'oppose à la dite sépa- ration. De préférence, le dit organe dsobturation est disposé entre le premier organe et un troisième organe, ces deux organes étant solidaires en rotation de l'arbre. De façon avantageuse, le dit organe d'obturation comprend un collecteur disposé entre deux obturateurs frontaux respectivenent associés pour leur fonctionnement aux premier et troisième organes. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en se repérant au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'une première forme de réalisation d'un moteur hydraulique selon l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe verticale iragmentaire d'une deuxième forme de réalisation de l'invention, qui représente deux étapes de fonctionnement du moteur. On a représenté sur la figure 1 une première forme de réalisa- tion d'un moteur hydraulique. Le moteur comprend un arbre il sur lequel est calé un rotor 12, monté à l'intérieur d'un carter fixe 13. Ce carter comporte une partie munie de deux chemins de came 15 et 16 sensiblement identiques. Ces caractéristiques générales du moteur hydraulique sont bien connues, et sont décrites par exemple dans le brevet britannique 933 732 de la Demanderesse. Des explications détaillées ne sont donc pas nécessaires. Le rotor t2 porte une pluralité (par exemple, dix) d'ensembles cylindre-piston comprenant chacun un piston 17 coulissant radialement dans un cylindre 18. Chaque piston comprend une tête en sai2aae 19 formée dfune seule pièce avec le piston et logée dans un évidement 20 ménagé dans une crosse 21 qui, par l'intXrmédiaire de tourillons 22 et 23, porte des roulements à rouleaux 24, 250 Chacun des pistons 17 est rappelé par ressort vers l'extérieur par un res- sort 17a, ce qui permet à la tête de piston 19 de rester en contact avec évidement 20 de la crosse, et aux roulements à rouleaux 24, 25 de reposer sur les chemins de came 15, 16. Un collecteur 26 est fixé au carter 13 et comprend des conduits d'entrée et de sortie 27 et 28 grâce auxquels de l'huile sous pression peut être envoyée à des passages respectifs 29 (dont un seul est représenté) répartis angulairement et ménagés dans un obturateur frontal 30, et peut ensuite s'en échapper par I'intermédiaire des orifices 31 du collecteur 26. Chacun des passages 29, à son extrémité adjacente au collecteur 26, est élargi pour former une chambre annulaire 32 dans laquelle un joint torique dlastique 33 est positionné, an moyen d'une bague d'appui 34, entre la face de la chambre et la face adjacente du collecteur. Chacun des joints toriques sert à fournir une charge initiale de manière à rappeler l'obturateur frontal 30 contre la face adjacente du rotor 12. La bague d'appui 34 associée à chaque Joint torique sert à empêcher la sortie du joint et forme en même temps un joint contre la face adjacente du collecteur. Tout mouvement axial résultant de l'application d'une tension à l'arbre, lorsque le rotor tourne, peut être compensé par la bague d'appui 34 qui coulisse axialement sur une courte distance à l'intérieur de sa chambre annu- laire 32 tout en maintenant l'étanchéité nécessaire. L'extrémité de chaque passage 29 opposée au collecteur est également élargie, mais avec un rayon moins grand que la chambre 32, pour former une autre chambre 35 qui peut coïncider avec une poche 36 formée dans le rotor 12. Chacune des poches 36 communique avec un passage 37 formé dans le rotor et relié lui-me au cylindre 18. De cette mnnière, les passages 29 formés dans l'obturateur frontal 30 peuvent communiquer tour à tour, pour permettre l'écoulement du fluide, avec un passage 37 du rotor au cours de la rotation de ce dernier. Une pluralité de broches 38 s'étendent dans des alésages associés 39,40 formés respectivement dans l'obturateur frontal 30 et dans le collecteur 26. Les broches permettent un déplacement axial limité de l'obturateur frontal 90 par rapport au collecteur 26, mas empêchent un mouvement de rotation relatif entre eux. Sur chacun des côtes du collecteur 26 opposé à l'obturateur frontal 30, il est prévu un palier de butée 41 à rouleaux sphéri- ques claveté sur 1 'arbre il. Le palier 41 supporte le collecteur 26 dans leur mouvement de rotation relatif et sert à encaisser les efforts radiaux liés aux efforts axiaux. Le palier 41 est maintenu en position sur l'arbre tt par une bague de retenue 42 vissée sur 1' extrémité de 1 'arbre. Pendant le fonctionnement du moteur, la tension dans l'arbre tl est transmise au collecteur 26 par l'ieter- médiaire du palier 41 et de la bague de retenue 42. Une autre bague de retenue 43 est montée sur l'arbre 11 de l'autre c8té du rotor 12. Lorsque le moteur fonctionne, du fluide sous pression est envoyé par le conduit d'entrée 27 à chacun des cylindres 18 lorsque le piston 17 associé se trouve sur un point haut de la partie oa- portant le chemin de came. la pression exercée par le piston 17 sur les chemins de came 15 et 16 par l'intermédiaire de la crosse 21 et des roulements 24, 25 produit une réaction qui fait tourner le rotor et le piston se déplace vers un point bas des chemins de came. Lorsque le piston se déplace vers le point bas, la rotation du rotor met le passage 37, qui communiquait avec l'orifice d'entrée 27, en communication avec 1 'orifice de sortie 28 ; le fluide sous pression peut ainsi s'échapper lorsque le piston s'approche à nouveau d'un point haut. Lorsque le fluide sous pression est appliqué au passage 37 du rotor par l'intermédiaire du conduit d'entrée 27, le fluide hydraulique passe entre les faces de l'obturateur frontal 30 et les faces adjacentes respectives du rotor 12 et du collecteur 26, le dit fluide hydraulique engendrant des forces qui tendent à écarter les surfaces adjacentes. Cependant, étant donné que le fluide hydraSligoe agit sur une surface annulaire plus grande dans la chambre 32 de l'obturateur frontal que dans la chambre 35, l'application du fluide sous pression engendre des forces dont la résultante rappelle l'obturateur 30 contre le rotor 12. Cette force fournit l'étanchéité appropriée entre les faces, coullssant l'une par rapport à l'autre, de l'obturateur frontal et du rotor lorsque ce dernier tourne. Les bagues de retenue 42, 43 servent à empecher le rotor 12 de s'écarter de l'obturateur frontal 30, ce qui permet aux forces qui, sans cela, tendraient à écarter le rotor de l'obturateur, de se transmettre à l'arbre i i. Cenui-ci se trouve par conséquent sous tension entre les bagues de retenue 42 et 43. Dans une variante de réalisation représentée à la figure 2, le moteur hydraulique comprend un arbre 101 sur lequel est calé ïm rotor 102, monté à l'intérieur d'un carter 103, lequel comporte une partie t04 munie de deux chemins de came 105 et 106 sensible- ment identiques. Le rotor 102 comporte une pluralité (par exemple dix) d'en- sembles cylindre-piston comprenant chacun un piston 107 e un ey- lindre 108 coulissant radialement sur le piston et agencé pour reposer sur les chemins de came 105, 106 par l'intermédiaire de tourillons 109, 140 et de roulements à rouleaux 111, 112. Un collecteur 113 est fixé au carter et comprend des conduits d'entrée et de sortie 115 et 116 par lesquels de l'huile sous pression peut être envoyée à des passages respectifs 117 (dont un seul est représenté) ménagés dans un obturateur frontal 118, et peut ensuite s 'en échapper, par l'intermédiaire des orifices Il 7a du collecteur. L'obturateur 118 est disposé au voisinage du rotor 102 de telle manière que les passages 117 communiquent tour à tour, au cours de la rotation du rotor, avec un passage 119 formé dans le rotor pour permettre l'écoulement du fluide. Le passage 119 communique avec le cylindre 108 par l'intermédiaire d'un passage 120 ménagé dans le piston 107. ÂÙisi, Si on envoie du fluide sous pression, par 1 'intermé- diaire du conduit d' entrée 115, à chacun des cylindres 108 se trou- vant en un point haut du chemin de came, comme représente partiellement à la partie gauche du dessin, l'appui du cylindre sur la partie comportant le chemin de came produit une réaction qui fait se déplacer le cylindre en direction d'un point bas du chemin de came, conne représenté partiellement sur la partie droite de la figure 2. lorsque le cylindre se déplace vers le point bas, le passage 119, qui communiquait avec le conduit d'entrée 115, vient en communication avec le conduit de sortie 116 du fait de la rota- tion du rotor, et le fluide sous pression peut s 'échapper lorsque le cylindre s'approche i nouveau d'un point haut. Il est prévu, du c8té du collecteur qui est opposé è l'obtu- rateur frontal 118, un second obturateur frontal 121, analogue à l'obturateur 118, qui communique par l'intermédiaire de passages 122, avec une pluralité d'évidements 123, répartis angulairement, ménagés dans un faux rotor 124 claveté sur l'arbre 101 au moyen d'une clavette 125. Chacun des obturateurs frontaux 118 et 121 comporte une partie de passage élargie, respectivement 126, 127, qui communique directement avec les conduits du collecteur 113 pour permettre au fluide sous pression d'agir sur les zones annulaires 1 26a, 1 27a. La résultante des forces exercées par le fluide sous pression rappelle les obturateurs 'frontaux respectivement contre le rotor et contre le faux rotor.Cette force de rappel fournit l'étanchéité appropriée entre les faces, coulissant l'une par rapport a' l'autre, des obturateurs frontaux et des rotors lorsque ceux-ci tournent. Pour empêcher les rotors de s 1écarteur des obturateurs fron- taux et du collecteur, les rotors sont agencés pour être en butée contre des bagues de retenue 128, 129, logées dans des gorges 130, 131 de l'arbre. les bagues de retenue sont fendues de manière que leur introduction dans les gorges soit facilitée. Les bagues de retenue 128, 129, permettent aux forces qui tendent à écarter les rotors des obturateurs frontaux de se trans- mettre à l'arbre 101. Celui-ci se trouve par conséquent sous tension entre les bagues de retenue et cette tension s'oppose à ce que les rotors s'écartent des obturateurs frontaux. On peut, si on le désire, omettre l'obturateur frontal 121, mais il est préférable de le prévoir pour encaisser > iléchissc ment de l'arbre 101 dA aux efforts radiaux extérieurs. Les obturateurs frontaux compensent un tel fléchissement en se msantenant en contact étroit avec le rotor et le faux rotor lorsque le fié- crissement de l'arbre tend à supprimer le parallélisme entre les faces correspondantes du collecteur 11), des obturateurs 118 et 121 et des rotors 102 et 124. On peut, si on le désire, remplacer le faux rotor 124 par un rotor analogue au rotor 102. il est clair d'autre part que, bien que les formes de réalisation décrites concernent un moteur hydraulique dans lequel le rotor est rotatif et le carter est fixe, le rotor pourrait être fixe et le carter rotatif. REVENDICATIONS 1.- Machine actionnée par pression de fluide, caractérisée par le fait qu'elle comprend un arbre sur lequel est monts unpre- mier organe comportant une pluralité d'ensembles cylindre-pieton actionnes radialement, un second organe comprenant au moins un chemin de came coutre lequel les dits ensembles sont agencés pour reposer lorsqu'ils sont mis sous pression, de manière à engendrer une réaction provoquant un mouvement de rotation relatif entre les dits premier et second organes, un organe d'obturation entourant l'arbre et disposé au voisinage du premier organe pour amener du fluide sous pression à un conduit d'admission de chacun des dits ensembles cylindre-piston, le dit organe d'obturation étant fixe par rapport au dit second organe de manière qu'un mouvement de rotation relatif soit possible entre le dit premier organe et l'organe d'obturation, des moyens de retenue fixés à l'arbre pour maintenir l'organe d'obturation et le premier organe dans le sens longitudinal, le dit premier organe et le dit moyen d'obturation tant agencés pour coopérer avec les dits moyens de retente de manière que des forces tendant à séparer le premier organe de l'or- gane d'obturation se transmettent à l'arbre, engendrant dans ce dernier une tension qui s'oppose à la dite séparation. 2.- Machine selon la revendication t, dans laquelle l'organe d'obturation comprend un collecteur uni de conduits d'entrée et de sortie et un obturateur frontal disposé entre le dit collecteur et le dit premier organe, face à quoi un fluide sous pression peut successivement être envoyé à chaque ensemble cylindre-piston et s'en échapper. 3.- Machine selon la revendication 2, dans laquelle l'obturateur frontal est agencé pour se déplacer axialement de façon limi- tée entre le collecteur et le dit premier organe, l'obturateur frontal comportant une pluralité de passages répartis angulaire- ment pour permettre le passage du fluide entre le collecteur et le premier organe, chacan de ces passages ayant une partie radinlv ment élargie à son extrémité adjacente an collecteur, grace à quoi, lorsque le moteur fonctionne, une pression de fluide différentielle tend à rappeler l'obturateur en direction du premier organe. 4.-lachine selon la revendication 3, dans laquelle un joint élastique est logé dans chacune - des dites parties élargies. 5. Machine selon la revendication 4, dans laquelle il est prévu un organe d'appui sensiblement rigide entre chaque joint et le collecteur, le dit organe d'appui servant à empêcher la sortie du joint et étant agencé pour pouvoir se déplacer sialereat de façon limitée à l'intérieur de la partie élargie dans laquelle il est logé. 6.- Machine selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le piston de chacun dee ensembles cylindre-piston comprend une tête en saillie qui coopère avec un évitement ménagé dans une crosse par l'intermédiaire de laquelle l'ensemble cylindre-piston repose contre le ou les chemins de came. 7.- Machine selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les moyens de retenue pour maintenir l'organe d'obturation et le premier organe dans le sens longitudinal comprennent une première bague de retenue fixée à l'arbre sur un côté du premier organe et une seconde bague de retenue fixée à l'arbre du côté de l'organe d'obturation et du premier organe opposé à la dite première bague de retenue. 8.- Machine selon la revendication 7, dans laquelle le dit pa- lier estdiEpoE entre la dite seconds bague de retenue et le dit or- gane d'obturation0 9.- Machine selon la revendication 8, dans laquelle le dit palier est un palier à rouleaux sphériques. 10.- Machine selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle organe d'obturation comprend un premier et une second obturateurs frontaux disposés sur chacune des faces d'un collecteur, les dits premier et second obturateurs coopérant respectivement avec un premier et un second rotors pour permettre l'entrée et la sortie du fluide sous pression. ilo Machine selon la revendication 10, dans laquelle chaque obturateur frontal comporte une pluralité de passages répartis angulairement, chaque passage ayant son extrémité adjacente au collecteur radialement élargie de manière que les obturateurs frontaux soient rappelés par la pression de fluide en direction des rotors associé. 12.- Machine selon l'une des revendications 10 et 11, dans laquelle les moyens de retenue comprennent une première bague de retenue fixée à l'arbre sur le côté du premier rotor opposé au collecteur et une seconde bague de retenue fixée à l'arbre sur le côté du second rotor opposé au collecteur.