Brevet FR2297335A1 — publié le 19760806

L'invention due à Karl EICKMANN est relative à la réalisa tion d'un patin de piston pour machines à pistons radiaux par courues par un fluide, tel qu'un liquide ou un gaz, par exemple pour des moteurs, des pompes, des compresseurs ou des machines analogues. L'invention a pour but de réaliser un patin de piston qui convienne à des courses de pistons importantes. à des pressions élevées-et à des vitesses de rotation également élevées. Dans les machines à pistons axiaux ou radiaux on connait des patins de-piston qui conviennent à des courses de piston réduites et qui comportent déjà des paliers hydrostatiques sans la surface de glissement des patins. Ces paliers hydrostatiques sont alors de section droite circulaire. Il en résulte que le patin de pis ton tendà basculer par suite du renflement de sa section formé au milieu. du palier hydrostatique.Dans ces conditions, une par tie de la surface de glissement du patin connu travaille à chaud et uneautre partie est le siège de fuites lorsque la course du piston dèvient importante et que par conséquent la puissance augmente. L'invention obvie aux inconvénients ci-dessus des patins de pistons connus, pçrmet d'augmenter la course des pistions, donc la puissance de la machine. Ce résultat est obtenu. conformément à l'invention. par le fait que le patin de piston est incorporé- à-une machine à pis tons radiaux est muni d'évidements situés.entre des''parties de 'surfacedeguidage disposées à ses extrémités et que les-paliers hydrostatiques sont déplacés. jusqu'aux parties de surface de guidage précitées..y sont réalisés sous forme allongéesuivant le sens detrotation \du rotor et que des rainures de délimitation sont prévues à l'extérieur des paliers hydrostatiques.On évite ainsi le renflement usuel jusqu'à présent de la section droite du palier sous l'action de la pression au niveau du milieu du palier, des patins de pistons connus et le patin de piston peut convenir à des amplitudes de pivotement doubles et parfconsé- quent à des courses de pistons d'amplitudes doubles, ainsi qu'à des pressions et vitesses de rotation élevées ce qui permet d'obtenir; grâce au patin de piston conforme à l'in.vention. une puissance multiple de celle que l'on pouvait obtenir jusqu'à présent avec de telles machines à pistons. , L'invention est expliquée plus en détail ci-apres à l'aide d'un de-ses modes de réalisation, pris à titres illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins-annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une machine à pistons radiaux dont les pistons sont équipés de patins conformes à l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe longitudinale du patin de piston conforme à l'invention, -, la figure 4 est une coupe transversalesuivant la ligne IV-IV de la figure-3, - la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 3, - la figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la figure 3, - la figure 7 est une coupe longitudinale d'un patin de piston connu et - la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. Sur les figures 1 et 2 on distingue, dans le carter 14, l'ensemble du rotor 9 et des cylidres 31, monté et tournant sur les paliers 18. Dans les cylindres 31 se mauvent périodiquement dans un sens et dans l'autre les pistons 8 qui sont associés aux paliers de piston à paliers de pivotement 9 qui sont guidés radialement dans les deux sens par le quide de course de piston 12. Les cylindres 31 sont reliés aux raccords 16 et 17 par l'intermédiaire des conduits rotoriques 35. des cavités de commande 36 situées dans le corps de commande 15 et de conduits ménagés dans le corps de commande 15. Lorsque la machine est en-f-oncionne- ment le fluide parcourt les raccords, cylindrer conduits et cavités de commande précités. Les patins de piston comportent des surfaces extérieures de guidage 20 à l'aide,desquelles ils glissent sur la surface intérieure de guidage 10 du guide de course de piston 12.Dans la surface extérieure 20 des patins de piston se trouvent des paliers hydrostatiques 2-^- appelés--encare cavités à fluide sous pression. qui sont alimentés-. par des conduits de liaison 24 et par la cavité intérieure de palier 23i en fluide sous pression issu des cylindres 31. Dans les machines à pistons axiaux et-dans les machines à pistons radiaux de, la technique antérieure, on utilisait jusqu'à présent les patins de pistons représentés sur les figures 7 et 8. Ceux-ct avaient une surface extérieure non subdivisée 20 dans laquelle était formé un palier hydrostatique circulaire 37 alimenté par un conduit 24. Certains de ces paliers hydrestatiques étaient entourés d'une rainure' annulaire 38. Lorsque 'de tels patins de pistons étaient montés dans une machine telle que celle des figures 1 et 2, ou dans une machine à pistons axiaux, les patins de piston pivotaient autour de leur milieu 32' d'un angle A désigné par 25 sur la figure 2, au cours du fonctionnement de la machine. Le palier hydrestatique (cavité à fluide,sous pression) 37 du patin de piston connu représenté sur les figures 7 et 8 présente un renflement de sa section droite au niveau du milieu du palier 37. Au cours du pivotement-de l'angle ce renflement de section se déplace également de l'an gle A, ce qui entraîne une concentration de pression.Dans ces conditions le patin dç piston connu'bascule pour les grandes courses de piston qui correspondent à un angle A important. Un des côtés du palier 37 s'ouvre alors, ce qui produit une fuite i-partir du palier. L'autre côté au contraire, du fait de sa trop grande force,d'applicatidn sur la surface de guidage 10, provoque un point chaud sur celle-ci. Ces deux inconvénients emechaient dans la technique antérieure de grandes courses - de pistons et d,ês puissances élevées. Les-enaembles de la tech ne antérieure ne convenaient donc qu'à de faibles courses de piston--s,' et à 'de, faibles puissances. 'GrSce à l'invention. les défauts de la technique antérieure se trouvent surmontés par le fait que le patin de piston, relativement à sa surface extérieure, est interrompu par deux évidements 22,et est subdivisé en parties de, surface de guidage 6 situées vers ses extrémités. 2' le palier hydrostatique est subdivisé en deux paliers (cavi tés à fluide sous pression) 2 et ces cavités 2 sont disposées à l'int4rieur des parties de surface de guidage 6 situées vers les extrémités du patin de piston. 3- les cavités à -fluide sous pression 2 du palier hydrostatique du patin de piston sont de forme allongée, plus.longue suivant le sens de rotation que suivant la direction de l'axe du rotor, et 4 dans les parties d'extrémités 6 de la surface de guidage 20. des rainures de délimitation 1, 3 subdivisent cette surface de guidage 2C en parties 4 et 5. On évite ainsi 1e renflement de la section circulaire du palier 37 connu, et la tendance au basculement du patin de piston est suffisamment réduite, pour permettre une course de piston importante et par conséquent une puissance élevée. En même temps on diminue ainsi les frottements et les fuites. Les figures 3 à 6 représentent séparément le patin de piston réalisé conformément à l'invention. La partie centrale 21 du patin de piston constitue le corps proprement dit du patin de piston, sur lequel se trouve la pièce de pivotement 7, dirigée vers l'intérieur. qui relie le patin au piston 8 et à l'extrémité de laquelle sont prévues les parties de surface de guidage 6 disposées vers l'extérieur. Ces parties de surface de guidage extérieures 6 sont guidées le long de la surface intérieure 10 du guide de course de piston 12 des figures 1 et 2.A l'extré- mité, associée au piston 8, de la pièce de pivotement 7 se trouve le palier hydrostatique intérieur (cavité à fluide sous pression) 23, qui communique. par l'intermédiaire des conduits de liaison 24 du patin de piston, avec les paliers hydrostatiques (cavités à fluide sous pression) 2 et les alimente en fluide sous pression issu du cylindre 31, lequel est alimenté par le canal 24 du piston 8. Pour empêcher la concentration de pression de fluide dans un palier circulaire, les paliers (cavités à fluide sous pression) 2 conformes à l'invention. sont réalisés, ainsi qu'on l'a indiqué-en 26, sous une forme plus longue suivant le sens de rotation que suivant la direction de l'axe du rotor, indiquée par 28.Ce mode de réalisation conforme à l'invention empêche le basculement du patin de piston sous l'action de la concentration de pression du fluide et du pivotement du patin de piston à partir de l'axe du piston. Ce mode de réalisation rend ainsi le patin de piston conforme à l'invention apte aux courses de pistons importantes et aux pressions élevées. Les références numériques 27 et 29 montrent que les cavités de palier 2 conformes à l'invention sont disposées relativement près du milieu du patin de piston et par conséquent relativement loin des extrémités du patin de piston, ce qui empêche toute flexion de ce dernier.Conformément à l'invention dans les parties de surface de guidage 6. à l'extérieur des paliers 2, sont disposées des rainures de délimitation 1 et 3 qui délimitent la sur face détanchéité des cavités de paliers hydrostatiques 2. On évite ainsi'qu'entre les surfaces de guidage 20 et 10 puissent se former ds paliers hydrodynamiques qui écarteraient du guide 10 le patin de piston et provoqueraient des fuites.Les parties de surface de guidage 6. situées vers l'extérieur, du patin de piston sont interrompues par les deux fentes 22 pour éviter la formation de paliers hydrodynamiques et pour permettre aux saillies radiales 13 du rotor (figures 1 et 2) de s'engager à travers le patin de piston Le patin de piston peut donc s'engager profondément. par sa partie centrale 21, dans le rotor 9 et dans les cylindres 31 tout le long du guide extérieur de piston 33, ce qui permet d'obtenir une-tré grande course de piston et par conséquent une puissance tris élevée. Les saillies radiales du rotor 13 des figures-l,et 2 sont donc plus étroites que les fentes 22 du patin de piston conforme à l'invention. On a désigné par 4 et 5 les parties restantes de la surface de guidage 20. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Patin de piston, pour machine à pistons radiaux comportant une partie centrale, une partie de pivotement et des parties de surface de guidage situées aux extrémités et séparées l'une de l'autre par des fentes, caractérisé en ce que dans les parties (6) de surface de guidage (2C) sont disposées des paliers hydrostatiques (2,' a longés suivant la direction de rotation du rotor et relit 3 aux cylindres (31) par des conduits de liaison (24). 2. Patin de piston selon la revendication 1. caractérisé en ce qu'à l'extérieur des surfaces d'étanchéité des paliers hydrostatiques (2) sont prévues des rainures de délimitation (1).