Brevet FR2323031A1 — publié le 19770401

La présente invention concerne d'une manière générale les machines tournantes hydrauliques du genre comportant, dans un carter, un arbre monté rotatif et présentant radialement une portée excentrée, une pluralité d'ensembles d'organes cylindre-piston disposés radialement en étoile autour de ladite portée excentrée de manière à ce que les organes cylindre-piston de chacun desdits ensembles ont. à tour de rôle un mouvement relatif l'un par rapport à l'autre, en conjugaison avec la rotation dudit arbre, des conduits d'entrée et de sortie ménagés dans ledit arbre parallèlement à l'axe de celui-ci pour circulation d'un fluide hydraulique, lesdits conduits débouchant respectivement dans des évidements d'entrée et de sortie qui sont ménagés circulairement à la suite l'un de l'autre à la périphérie de la portée excentrée de l'arbre et qui sont circulairement séparés l'un de l'autre par des bossages de commutation, une bague de distribution engagée sur la portée excentrée de l'arbre et interposée entre ladite portée excentrée et les ensembles d'organes cylindre-piston qui entourent celle-ci, et des moyens de maintien contrôlé associés à ladite bague de distribution pour s'opposer à un entraSnement en rotation intempestif de celle-ci par la portée excentrée sur laquelle elle est engagée. La présente invention vise plus particulièrement le cas où les moyens de maintien contrôlé en question comportent au moins une piste circulaire qui est solidaire de la bague de distribution, sensiblement transversalement vis-à-vis de l'arbre autour duquel celle-ci est disposée, et qui coopère avec un organe de maintien solidaire du carter de l'ensemble0 Dans les réalisations de ce type connues à ce jour la piste circulaire que comporte ainsi la bague de distribution est cylindrique, et l'organe de maintien qui coopère avec elle comporte lui-m8me à cet effet une portée de contact cylindrique, soit qu' il s'agisse d'un pion rapporté sur le carter, soit qu'il s'agisse directement d'un des tourillons d'un des ensembles d'organes cylindre-piston lorsque de tels ensembles sont montés oscillants sur le carter. Dans tous les cas, le contact d'un tel organe de maintien avec la piste circulaire avec laquelle il coopère se fait tout au long d'une génératrice commune à cet organe de maintien et à cette piste circulaire, et ce contact est un contact à glissement. Un tel contact a' glissement est inévitablement une cause d'usure non négligeable. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant de substituer un contact à roulement à un tel contact à glissement. De manière plus précise, la présente invention a pour objet une machine tournante hydraulique du genre succinctement exposé ci-dessus et caractérisée en ce que l'un au moins des organes de maintien prévus entre la bague de distribution et le carter est une bille disposée librement entre deux alvéoles à profil torique dont les concavités sont tournées l'une vers l'autre, lesdits alvéoles étant solidaires l'un de ladite bague de distribution, l'autre du carter, et étant décalés radialement l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ladite bille soit simultanément en contact avec leurs bords périphériques par deux de ses zones dia métralement opposées, et lesdits bords périphériques formant ainsi l'un et l'autre des pistes circulaires pour ladite bille. Il n'y a ainsi qulun contact de roulement entre l'organe de maintien et les pistes circulaires avec lesquelles il coopère, et l'usure à ce niveau est avantageusement minimale. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une machine tournante hydraulique suivant l'invention, selon la ligne brisée I-I de la figure 3 ; la figure 2 est, pour sa moitié de gauche, une vue en coupe transversale de cette machine tournante hydraulique, suivant la ligne IlÂlIA de la figure 1, et, pour sa moitié de droite, une vue en coupe transversale de cette même machine tournante hydraulique, suivant la ligne IIB-IIB de la figure 1 ;; la figure 3 est une vue partielle de bout de cette machine tournante hydraulique, suivant la flèche III de la figure 1 la figure 4 est, à échelle supérieure, une vue partielle en coupe axiale analogue à la figure 1 et concerne une variante de réalisation. Ces figures illustrent l'application de l'invention à la réalisation d'un moteur hydraulique. Conformément à la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3,-ce moteur hydraulique comporte, dans un carter 10, un arbre 11 qui est monté rotatif entre des paliers 12 et dont une extrémité cannelée 13 fait saillie hors du carter 10, l'autre extrémité 14 de cet arbre ll demeurant confinée à l'intérieur du carter 10, dans un logement fermé 15 Ménagé dans celui-ci. En pratique, le carter 10 est, dans l'exemple représenté, constitué par deux coquilles lOÂ,lOB affrontées l'une à l'autre suivant un plan commun de jonction P sensiblement transversal vis-à-vis de l'arbre 11, et sont solidarisées l'une à l'autre par des tirants filetés 16 engagés dans des perçages taraudés 17 que l'une d'elles présente parallèlement à l'axe de l'arbre 1L Dans sa partie médiane l'arbre 11 présente une portée cylindrique excentrée 20 et sur celle-ci est engagée une bague de distribution 21 ayant à cet effet une surface interne cylindrique complémentaire de ladite portée excentrée. Dans l'exemple représenté, la surface externe 23 de la bague de distribution 21 est sphérique. Le carter 10 contient en outre une pluralité d'ensembles 25 qui comportent chacun un organe cylindre 26 et un organe piston 27 monté mobile axialement dans l'organe cylindre correspondant, et qui sont régulièrement répartis circulairement autour de la bague de distribution 21, en étant radialement disposés en étoile vis-à-vis de celle-ci. Dans l'exemple représenté, il y a ainsi cinq ensembles 25 d'organes cylindre-piston. Le cylindre 26 de chacun de ces ensembles est monté oscillant dans le carter 10 autour d'un axe sensiblement parallèle à l'arbre 11, et présente à cet effet deux tourillons 28A,28B montés pivotants dans des logements 29au293 prévus à cet effet dans les coquilles lOÂ,lOB constitutives du carter 10, avec interposition de coussinets 30A,30B. Dans l'exemple représenté, un tel cylindre 26 est borgne et le piston 27 qui lui est associé est tubulaire. L'extrémité libre de ce piston 27 présente en bout une surface d'appui sphérique 32, au contact avec la bague de distribution 21 ; elle présente en outre intérieurement un épaulement 33 pour appui d'un ressort 34 qui, en appui par ailleurs sur le fond du cylindre 26 correspondant, sollicite élastiquement le piston 27 en direction de la bague de distribution 21 pour maintien du contact entre ce piston et cette bague. Des moyens de distribution hydraulique sont en outre prévus, et ces moyens comportent un conduit d'entrée 35E et un conduit de sortie 35S ménagés dans l'arbre 11 sensiblement parallèlement à son axe. A l'extrémité interne 14 de cet arbre, ces conduits d'entrée et de sortie sont en communication avec des évidements 36E, 36S ménagés à la périphérie de l'arbre 11 et décalés axialement l'un par rapport à l'autre le long dudit arbre. Le logement 15 du carter 10 dans lequel est engagée l'extré- mité interne 14 de l'arbre 11 présente, en regard des évidements d'entrée 36E et de sortie 36S de cet arbre, des gorges annulaires d'entrée 38E et de sortie 38S qui, par des conduits 37E, 37S ménagés dans le carter 10 sont susceptibles d'être raccordées à une quelconque source de circulation de fluide (non représentée). Au droit de portée excentrée 20 les conduits internes d' entrée et de sortie 35E, 35S de l'arbre 11 débouchent respectivement dans des évidements d'entrée et de sortie 40E, 40S qui sont ménagés circulairement à la suite l'un de l'autre à la périphérie interne de ladite portée excentrée 20, dans la zone médiane de celle-ci, et qui sont circulairement séparés l'un de l'autre par des bossages de commutation 42, lesdits bossages résultant en pratique de ce qui reste à ce niveau de la portée excentrée 20 compte tenu des évidements 40E,40S qui-l'affectent. Conjointement, la bague de distribution 21 présente dans sa zone médiane des passages 44 qui s'étendent chacun sensiblement radialement et qui sont chacun respectivement disposés en regard d'un ensemble 25 d'organes cylindre-piston, pour alimentation de celui-ci. Au droit de chacun de ces passages 44 la périphérie interne de la bague de distribution 21 présente une cuvette 45, qui va en s'évasant circonférentiellement de part et d'autre du débouché du passage 44 correspondant. Par ailleurs, l'extrémité interne 14 de l'arbre 11 présente un canal 47 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de cet arbre et qui est apte a' faire communiquer avec le reste du carter 10 le volume 48 de celui-ci confiné entre l'extrémité interne 14 de l'arbre 11 et le fond du logement borgne 15 dans lequel celleci est engagée. En outre, des moyens de maintien contrôlé sont associés à la bague de distribution 21 pour s'opposer à un entraînement de celle-ci par la portée excentrée 20 de l'arbre 11 sur laquelle elle est engagée. Suivant l'invention, et conformément aux formes de réalisation représentées, ces moyens de maintien contrôlé comportent un flasque annulaire 50 qui s'étend sensiblement transversalement autour de arbre 11, au contact d'une des faces transversales de la bague de distribution 21, et qui est solidarisé à celle-ci par au moins un pion 51 engagé à force dans un perçage 52 de ladite bague et dans un perçage 53 dudit flasque. Sur sa face opposée à celle par laquelle il est au contact de la bague de distribution 21, le flasque 50 présente une pluralité d'alvéoles 54 régulièrement répartis circulairement. Dans l'exemple représenté, ces alvéoles sont au nombre de cinq et sont directement formés à la surface du flasque 50 qu'ils équipent. Chacun de ces alvéoles 54 a un profil torique. Dans l'exemple représenté, ces alvéoles 54 sont à fond plat et leur bord périphérique a en section un profil circulaire, sensiblement en quart de cercle. En regard du flasque 50 solidaire de la bague de distribution 21, le carter 10 porte un flasque 50' qui lui est solidarisé par au moins un pion 51' engagé à force dans un perçage 52' dudit carter et dans un perçage 53' dudit flasque. Sur sa face opposée à celle par laquelle il est au contact du carter 10, et donc sur sa face en regard du flasque50, le flasque 50' comporte, régulièrement répartis circulairement,des alvéoles 54'-, qui sont semblables en configuration aux alvéoles 54 du flasque 50, et dont le nombre est égal à celui de ces derniers, cinq dans l'exemple représenté. Dans l'exemple représenté, sur les figures I à 3, les alvéoles 54' sont directement formés à la surface du flasque 50' qu' ils équipent. Les alvéoles 54 du flasque 50 et les alvéoles 54' du flasque 50' sont associés par paires d'un flasque à l'autre, et le montage de ces flasques 50,50' est tel que les deux alvéoles 54,54' d'une paire d'alvéoles associés l'un à l'autre sont décalés radialement l'un par rapport à l'autre et qu'une bille 55 disposée librement entre ces deux alvéoles est simultanément en contact avec les bords périphériques de ceux-ci, par deux de ses zones diamétralement opposées. Ainsi qu'il est aisé de le comprendre, les bords périphériques des alvéoles 54,54' forment ainsi l'un et l'autre des pistes circulaires pour la bille 55 disposée entre ces alvéoles. De préférence, et tel que représenté, le profil circulaire que présente en section transversale le bord périphérique d'un alvéole 54,54' est complémentaire de celui de la bille disposée entre ces alvéoles. Dans l'exemple représenté, la bague de distribution 21 est montée librement coulissante axialement sur la portée excentrée 20 sur laquelle elle est engagée, et sur sa face latérale opposée à celle par laquelle elle porte le flasque 50 elle est soumise à des moyens élastiques à action axiale. Dans l'exemple représenté, un flasque annulaire 58 est interposé entre la bague de distribution 21 et les moyens élastiques à action axiale auxquels celle-ci est soumise, ceux-ci étant constitués par une rondelle élastique du genre diaphragme ou rondelle étoilée 59, du type de celles par exemple vendues sous la désignation commerciale "RINGSPAN". Ainsi qu'il est aisé de le comprendre, cette disposition permet un maintien axial sans jeu des billes 55 entre les alvéoles 54,54' entre lesquels elles sont disposées. Dans l'exemple représenté, le flasque 58, qui s'étend transversalement vis-à-vis de l'arbre 11 au contact de la bague de distribution 21, est calé en rotation sur le carter 10. Pour ce faire, ce flasque 58 présente à sa périphérie des échancrures 60 par lesquelles il est engagé sur les tourillons 28B munis de coussinets 30B des cylindres 26 des ensembles d'organes cylindre-piston 25. En fonctionnement, et s'agissant d'un moteur, du fluide sous pression est introduit dans la machine tournante hydraulique suivant l'invention, par le canal 37E prévu à cet effet. Par l'évidement 36E de l'extrémité interne 14 de l'arbre 11, puis le canal 35E de cet arbre, et enfin l'évidement 40E de sa portée excentrée 20, ce fluide sous pression est admis à pénétrer dans ceux des ensembles 25 d'organes cylindre-piston pour lesquels les passages correspondants 44 de la bague de distribution 21 se trouvent en regard de l'évidement d'entrée 40E de ladite portée excentrée. I1 peut y avoir ainsi deux ou.trois ensembles 25 alimentés en fluide sous pression, tandis que les trois aux deux autres se trouvent conjointement en liaison avec l'évidement de sortie 405 de la portée excentrée 20 de l'arbre 11, les évidements 40E, 40S de cette portée excentrée étant séparés par les bossages de commutation 42, qui assurent une étanchéité suffisante entre les voluxes correspondants. Pour chacun des ensembles 25 d'organes cylindre-piston ainsi alimentés en fluide sous pression, ce fluide exerce sur l'extré- mité interne du piston 27 correspondant une force que celui-ci transmet, par la bague de distribution 21, à la portée excentrée 20 de l'arbre 11. Du fait même de l'excentration de cette portée, il en résulte un couple d'entrainement pour ledit arbre. Au fur et à mesure de la rotation qui en résulte pour l1ar- bre 11, les autres ensembles 25 d'organes cylindre-piston sont successivement alimentés en fluide sous pression, selon le processus décrit ci-dessus, ce qui entretient et assure la rotation de l'arbre 11. Conjointement, les billes 55 interposées entre les flasques 50,50' assurent, en prenant appui sur le bord périphérique des alvéoles 54' du flasque 50 qui est fixe, dans lesquels elles sont pour moitié engagées, un maintien convenable en rotation de la bague de distribution 21, du fait qu'elles sont également à moitié engagées dans les alvéoles 54 du flasque 50 porté par cette bague et celle-ci est ainsi à meme d' assurer de manière convenable en temps opportun la commutation d'entrée haute pression et de sortie basse pression des ensembles 25 d'organes cylindre-piston. En effet, les alvéoles 54,54' ayant l'un et l'autre un contour circulaire, la bille 55 qui est disposée librement entre eux décrit au cours d'un cycle de rotation de l'arbre 11 un cercle de rayon égal à l'excentration de la portée excentrée 20 de l'arbre 11, et donc de la bague de distribution 21, vis-à-vis de 1' axe de cet arbre 11. I1 va de soi qu'il suffit à cet égard de deux couples ou paires d'alvéoles 54,541 disposés en positions diamétralement opposées. Il va de soi également que des couples ou paires de flasques 50,50' pourraient être prévus sur chacune des faces latérales de la bague de distribution 21. De même, les pions 51' fixant le flasque 50' au carter et le calant donc en rotation, peuvent être remplacés par des échancrures ménagées à la périphérie de ce flasque, pour engagement sur les tourillons 28A munis de coussinets 30A, à la manière de la disposition adaptée pour le flasque 58. Suivant la variante de réalisation illustrée par la figure 4, les alvéoles 54 équipant le flasque 50 sont chacun formés à la surface d'une pastille 62 rapportée sur ce flasque 50. Par exemple, et tel que représenté, une telle pastille 62 présente axialement, dans sa zone centrale, une queue 63 par laquelle elle est engagée à force dans un passage 64 du flasque 50. De même, les alvéoles 54' équipant le carter 10, où comme ci-dessus un élément solidaire de ceÏui-ci, sont chacun formés à la surface d'une pastille 62' rapportée sur ce carter ou sur un tel élément solidaire de ce dernier. Dans l'exemple représenté, une telle pastille 62' présente axialement dans sa zone centrale une queue 63' par laquelle elle est engagée à force dans un perçage 64' ménagé directement dans le carter 10. Cette disposition offre une plus grande facilité d'usinage, et les pastilles 62,62' peuvent avantageusement être obtenues par frittage. De plus des pastilles identiques peuvent être utilisées pour le flasque 50 et pour le carter 10, ce qui simplifie la fabrication de l'ensemble. Dans tous les cas, les billes 55 formant suivant l'invention les organes de maintien contrôlé associés à la bague de distribution 21 coopèrent avantageusement en roulement avec les alvéoles 54,54' entre lesquels elles sont disposées. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de celles-ci, notamment en ce qui concerne le profil des alvéoles 54,54' ; en particulier, au lieu d'être à fond plat, ces alvéoles pourraient chacun constituer une rigole circulaire de section transversale hemicirculaire pour la bille correspondante. De plus les alvéoles solidaires de la bague de distribution et/ou ceux solidaires du carter, peuvent être formés directement sur les faces transversales correspondantes de ladite bague et du dit carter sans intervention de quelconques flasques ou autres éléments solidaires de ces organes, ou de quelconques pastilles dans le cas où de telles pastilles sont cependant mises en oeuvre, elles peuvent, comme pour le carter, être directement implantées dans la bague de distribution, sans intervention d'un flasque ou autre élément solidaire de cette bague. REVENDICATIONS 1. Machine tournante hydraulique du genre comportant, dans un carter, un arbre monté rotatif et présentant radialement une portée excentrée, une pluralité d'ensembles d'organes cylindrepiston disposés radialement en étoile autour de ladite portée excentrée de manière à ce que les organes cylindre-piston de chacun desdits ensembles ont à tour de roule un mouvement relatif l'un par rapport à l'autre, en conjugaison avec la rotation dudit arbre, des conduits d'entrée et de sortie ménagés dans ledit arbre parallèlement à l'axe de celui-ci pour circulation d'un fluide hydraulique, lesdits conduits débouchant respectivement dans des évidements d'entrée et de sortie qui sont ménagés circulairement à la suite l'un de l'autre à la périphérie de la portée excentrée de l'arbre et qui sont circulairement séparés l'un de 1' autre par des bossages de commutation, une bague de distribution engagée sur la portée excentrée de l'arbre et interposée entre ladite portée excentrée et les ensembles d'organes cylindre-piston qui entourent celle-ci, et des moyens de maintien contrôlé associés à ladite bague de distribution pour s'opposer à un entrainement de celle-ci par la portée excentrée sur laquelle elle est engagée, lesdits moyens de maintien contrôlé comportant au moins une piste circulaire qui est solidaire de ladite bague de distribution, sensiblement transversalement vis-à-vis dudit arbre, et qui coopère avec un organe de maintien solidaire dudit carter, une telle machine tournante caractérisée en ce que ledit organe de maintien est constitué par une bille disposée librement entre deux alvéoles à profil torique dont les concavités sont tournées ltune vers l'autre, l'un desdits alvéoles équipant ladite bague de distribution, l'autre le carter, et étant décalés radialement l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ladite bille soit simultanément en contact avec leurs bords périphériques par deux de ses zones diamétralement opposées, et lesdits bords périphériques formant ainsi l'un et l'autre des pistes circulaires pour ladite bille. 2. Machine tournante hydraulique suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un alvéole équipant un organe bague de distribution-carter, est directement formé à la surface de cet organe ou d'un élément solidaire de ce dernier. 3. Machine tournante hydraulique suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un alvéole équipant un organe bague de dis tribution-carter est formé à la surface d'une pastille rapportée sur ledit organe ou d'un élément solidaire de ce dernier. 4. Machine tournante hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 2, 3, caractérisée en ce que l'élément solidaire d'un organe bague de distribution-carter sur lequel est formé ou rapporté le ou les alvéoles équipant cet organe est un flasque qui s' détend sensiblement transversalement vis-à-vis de l'arbre et qui est solidaire dudit organe. 5. Machine tournante hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractériséeen ce que le bord périphérique d'un alvéole a un profil circulaire complémentaire de celui de la bille associée. 6. Machine tournante hydraulique suivant la revendication 5, caractériséeen ce que le bord périphérique d'un alvéole est sensiblement en quart de cercle. 7. Machine tournante hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le fond d'un alvéole est sensiblement plat. 8. Machine tournante hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la bague de distribution est équipée de plusieurs alvéoles et le carter est équipé en correspondance d'un nombre égal d'alvéoles. 9. Machine tournante hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la bague de distribution est montée librement coulissante axialement sur la portée excentrée sur laquelle elle est engagée, caractérisée en ce que, sur une de ses faces latérales, elle porte un flasque à alvéole ou alvéoles, et en ce que, sur l'autre de ses faces latérales, elle est soumise à des moyens élastiques à action axiale, tels que rondelle élastique par exemple. 10. Machine tournante hydraulique suivant la revendication 9, caractérisée en ce que, entre la bague de distribution et les moyens élastiques à action axiale auxquels elle est soumise, est interposé un flasque, et celui-ci est calé en rotation sur le carter.