Brevet FR2439314A1 — publié le 19800516

La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux moteurs et aux pompes hydrauliques, du type autorégulateur à pistons axiaux. On rappelle que dans les moteurs ou pompes de ce type, faisant notamment l'objet des brevets français 1.469.527, 1.553.922 et 2.093.037, des pistons coulissent dans des cylindres reçus dans un barillet, lequel est avantageusement monté flottant sur un arbre,qui l'entraine en rotation, et sur un support creux, solidarisé au corps de pompe sur son fond traversé par l'arbre d'entraînement, et amenagé en berceau au moyen de deux portions cylindriques concaves, sur lesquelles s'appuient deux portions cylindriques convexes, concentriques aux portions concaves du berceau, d'un plateau incliné contre lequel sont retenues les tetes des pistons.Le barillet est appliqué contre une glace de distribution du fluide hydraulique, portée par/ou solidaire d'un fond fermant le corps de pompe ou de moteur, du côté opposé à celui par lequel s'effectue l'entrainement, et cette glace présente une lumière d'aspiration et une lumière de refoulement en vis-à-vis desquelles viennent successivement les ouvertures d'entrée des cylindres des pistons, lors de la rotation du barillet. Dans certains moteurs ou pompes de ce type, le plateau garde une inclinaison résiduelle, même lorsque le débit est nul, et qu'aucune énergie n'est fournie, afin d'atténuer les pulsations de la pression.Dans ces cas, il est avantageusement prévu au moins un palier à roulement, solidaire du flanc extérieur d'une des portions cylindriques convexes du plateau, et susceptible de coopérer avec la joue latérale du berceau adjacent. A partir d'une inclinaison maximale du plateau, obtenue, à la mise en route du moteur ou de la pompe, au moyen d'un piston de compensation sollicité par un ressort, puis sollicité également par la pression de refoulement, lorsque le moteur ou la pompe fonctionne, on commande les variations de l'inclinaison du plateau par un piston de commande sollicité par la pression de refoulement à partir du moment où cette dernière a atteint une valeur dite pression de régulation, correspondant généralement au tarage d'un ressort limitant les déplacements d'un tiroir de régulation alimentant le cylindre dans lequel coulisse le piston de commande.La position du plateau incliné résulte d'un équilibre entre les effets antagonistes du piston de commande et du piston de compensation. Dans une pompe ou un moteur de ce type, le débit de sortie est donc automatiquement adapté aux besoins partir d'une valeur de la pression de refoulement, dite pression de régulation, la variation de débit par tour étant commandée par le changement de l'inclinaison du plateau, lui-même commandé par la pression de refoulement, dont les variations expriment l'évolution des besoins dans le circuit en aval de la pompe ou du moteur. I1 y a donc asservissement du débit par tour en fonction de la pression de refoulement, à partir de la pression de régulation. Le débit par tour reste maximal de la mise en route de la pompe ou du moteur jusqu'à l'obtention d'une pression de refoulement égale à une pression de régulation.Puis, pour des pressions de refoulement croissantes, le débit diminue rapidement pour s'annuler à une pression de refoulement maximale. Le produit pression-débit définit ainsi la puissance délivrée par le moteur ou la pompe,. qui évolue selon une loi intangible. Le but que l'on se propose d'atteindre par la présente invention est de perfectionner les pompes ou moteurs de ce type afin d'obtenir une loi de puissance préalablement déterminée, différente de la loi classique obtenue sur les pompes ou moteurs connus. A cet effet, le moteur ou la pompe hydraulique selon l'invention, du type ci-dessus indiqué, comprenant un tiroir de régulation, sollicité par la pression de refoulement, et susceptible de mettre à la pression de refoulement un piston de commande faisant varier l'inclinaison du plateau incliné à l'encontre d'un piston de compensation, se caractérise en ce que le tiroir de régulation est directement relié au plateau par des moyens mécaniques de basculement de ce dernier, lesquels comprennent des moyens élastiques prenant appui, d'un côté, en bout du tiroir de régulation, et, de l'autre c8té, contre un poussoir venant en contact d'un appui solidaire du plateau incliné.Cet appui est, de préférence, constitué par l'une de deux portions cylindriques convexes rattachées au plateau, et tourillonnant, par l'intermédiaire de roulements, sur deux parties cylindriques convexes qui leur sont concentriques, et qui constituent un berceau sur lequel tourillonne le plateau incliné. On tire ainsi le meilleur parti de la présence des éléments que l'on retrouve dans les pompes et moteurs selon les brevets français 1.553.922 et 2.093.037 précités. Un mode de réalisation simple et économique des moyens élastiques consiste à utiliser un ressort s'appliquant contre une coupelle située en bout du tiroir de régulation. Selon l'invention, il est possible d'obtenir une loi de puissance, délivrée par la pompe ou le moteur, et correspondant à une fonction linéaire décroissante du débit en fonction de la pression, au moyen d'une structure très simple, mais il est également possible d'obtenir, dans une forme de réalisation plus complexe, une loi de puissance prédéterminée. Dans le premier cas, le poussoir est constitué d'un corps, monté coulissant dans un cylindre solidaire de la coupelle, et d'une tête arrondie, appliquée par le ressort dans une cuvette pratiquée dans celle des portions cylindriques convexes constituant l'appui.Dans le second-cas, le poussoir porte. un galet appliqué, par le ressort, contre un élément profilé, constitué par une came dont le profil commande l'inclinaison du plateau selon une loi prédéterminée correspondant à la loi de puissance désirée, cet élément profilé étant solidarisé à la face latérale externe de la portion cylindrique convexe constituant l'appui. De préférence, la came est disposée à l'un des sommets d'une pièce de forme générale triangulaire vissée contre l'appui, et une lumière d'axe concentrique aux portions cylindriques est pratiquée dans la pièce de forme générale triangulaire et se trouve traversée par un pion solidaire du corps de pompe ou de moteur pour empêcher tout décollement de l'appui, donc du plateau, par rapport au berceau. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de deux exemples particuliers de réalisation qui seront à présent décrits, à titre non limitatif, en référence aux figures en annexe dans lesquelles - la figure 1 représente les courbes donnant le débit en fonction de la pression pour des pompes et moteurs connus de ce type, ainsi que pour des pompes et moteurs selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un premier exemple particulier de pompe ou moteur selon l'invention, - la figure 3 est une demi-coupe partielle selon III-III de la figure 2, - et les figures 4 et 5 sont des figures respectivement analogues aux figures 2 et 3 pour un second exemple particulier de pompe ou moteur selon l'invention, la figure 5 étant une demi-coupe partielle selon V-V de la figure 4. En référence aux figures 2 et 3, une pompe ou un moteur de type autorégulateur, selon l'invention, est très semblable à celui ou celle faisant l'objet du brevet français 2.093.037 précité. Cette pompe ou ce moteur ne sera pas à nouveau décrit en détail mais on rappelle qu'elle ou il comprend un barillet 1, entrainé en rotation par un arbre d'entraînement, traversant un support creux 2 et une bride-support 3, constituant un fond pour la pompe ou le moteur, l'arbre ressortant en 4 pour être entraîné par un organe moteur non représenté.Le barillet 1 est monté flottant, c'est-à-dire qu'il prend appui sur une partie bombée (non représentée) du support creux 4, par l'intermédiaire d'un palier, par exemple à aiguilles, de sorte que le barillet 1 est toujours susceptible de subir de petits débattements angulaires grfice auxquels il s'applique correctement contre la glace de distribution 5 que constitue la face interne du fond 6 qui, fixé sur l'entretoise 7 elle-même fixée sur le corps de pompe ou de moteur 8, ferme ce dernier du côté opposé à celui par lequel s'effectue l'entraînement. Le support creux 2 est solidaire de la bride-support 3 elle-même solidarisée au corps de pompe ou de moteur 8. Des pistons 9, montés coulissants dans des cylindres du barillet 1, sont attelés par leur tête à un plateau de commande incliné 10.La distribution du fluide hydraulique s'effectue par la glace fixe 5, qui comporte une lumière d'aspiration et une lumière de refoulement (non représentées). A chaque rotation du barillet 1, ces lumières sont successivement mises en communication avec des orifices ménagés au fond des cylindres recevant les pistons 9. Le plateau 10 comporte latéralement, sur sa face arrière par rapport aux pistons 9, deux portions cylindriques 11 (dont une seule apparaît sur les figures 2 et 3) convexes, de même axe et de même diamètre, disposées symétriquement par rapport au plan médian du plateau 10.Chaque portion 11 vient s'appliquer, par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 12, contre une portion de surface cylindrique concave, concentrique à la portion 11 et usinée dans la bride-support 3 afin de constituer un berceau 13 sur lequel le plateau incliné 10 est monté tourillonnant autour de l'axe commun aux surfaces cylindriques convexes et concaves. En fonctionnement, le plateau incliné 10 est appliqué contre le berceau 13 par les forces de pression. Lorsque la pression de refoulement de la pompe ou du moteur est nulle, à la mise en route, un piston 14, dit piston de compensation, coulissant dans un cylindre 15 monté dans l'en- tretoise 7, est repoussé par un ressort 16 vers le plateau 10 sur lequel il agit par l'intermédiaire d'un galet 17 pour assurer l'inclinaison maximum du plateau 10.Un tiroir de régulation 18 est positionné dans une fourrure 19, vissée dans un alésage du fond 6, d'une part, au moyen d'un obturateur 20, lui-même vissé dans la fourrure 19, et, d'autre part, d'une coupelle 21 se prolongeant d'un cylindre 22 dans lequel coulisse le corps 23 d'un poussoir dont la tête arrondie 24 est appliquée par un ressort 25 dans une cuvette pratiquée dans l'une des portions cylindriques convexes 11 constituant un appui.La chambre 26 définie par le tiroir 18, la fourrure 19 et l'obturateur 20, est en communication permanente avec la lumière de refoulement de la glace 5, de même que la chambre 27, définie entre la fourrure 19 et le fond 6, est en communication permanente par la conduite 28, avec l'entrée d'un cylindre 29, monté dans l'entretoise 7, et dans lequel coulisse un piston de commande 30 s'appuyant contre le plateau incliné 10 par un galet 31. Lorsque le moteur ou la pompe fonctionne, la pression de refoulement, admise dans la chambre 26, déplace le tiroir 18 vers le plateau 10, de sorte que la pression de refoulement est transmise, par les perçages 32 de la fourrure 19, à la chambre 27 et donc aussi dans le cylindre 29. La pression de refoulement étant également admise dans le cylindre 15, le piston 14 exerce sur le plat-eau 10 un effort de compensation. Sous l'action combinée du piston de commande 30, du piston de compensation 14 et de la tête de poussoir 24, le plateau incliné 10 prend une inclinaison telle que l'évolution du débit de refoulement du moteur ou de la pompe en fonction de la pression de refoulement est une fonction linéaire décroissante, selon la droite AC de la figure 1, alors que pour les pompes ou moteurs connus, cette évolution suit la courbe ABC, puisque le débit par tour Q, représenté en ordonnée, reste maximal de la mise en route de la pompe ou du moteur (pression de refoulement nulle) jusqu'à l'obtention d'une pression de refoulement égale à la pression de régulation PR choisie, puis, pour des pressions de refoulement croissantes, le débit diminue rapidement pour s'annuler à une pression de refoulement maximale Pmax. La pompe ou le moteur représenté (e) sur les figures 4 et 5 comporte de nombreux éléments identiques ou analogues à ceux compris dans la pompe ou le moteur que l'on vient de décrire. Ces éléments ne seront pas à nouveau décrits et seront identifiés par les mêmes indices de référence. Le second exemple de réalisation se distingue du premier par les moyens mécaniques de basculement du plateau 10 reliant directement ce dernier au tiroir de régulation 18. Le ressort 25, prenant appui contre la coupelle 21 disposée en bout du tiroir de régulation 18, applique un poussoir constitué d'un coulisseau 33, se dépla çant dans une chemise 34 montée dans l'entretoise 7, et portant un galet 35, contre une came 36 dont le profil commande l'incliné naison du plateau 10. La came 36 est disposée dans le prolongement d'un sommet d'une pièce de forme générale triangulaire 37 dont la base est vissée sur la face latérale externe 38 de l'appui que constitue la portion cylindrique convexe 11. Une lumière 39, d'axe concentrique aux surfaces cylindriques 11 et au berceau 13, est ménagée dans la pièce 37, et un pion 40, vissé sur le corps 8, traverse la lumière 39 et empêche tout décollement de l'appui 11, donc du plateau 10 hors du berceau 13. La lumière de refoulement 41 de la pompe ou du moteur étant en communication avec la chambre 26 par l'intermédiaire du perçage 42, on obtiendra, par déplacement du tiroir 18 vers le plateau 10, une inclinaison de ce dernier selon le profil donné à la came 36, lequel sera choisi pour correspondre à une loi de puissance déterminée, correspondant elle-même à une variation du débit en fonction de la pression selon une courbe telle que ADEC sur la figure 1. Au moyen d'un jeu de pièces 37, portant des cames 36 de profils différents et susceptibles d'être montées selon les besoins sur l'appui 11, on pourra donner a plusieurs moteurs ou pompes selon l'invention, simultanément utilisés, des applications différentes, correspondant aux différents profils, de même que l'on pourra successivement donner à l'un de ces moteurs ou pompes les différentes applications permises par le montage successif des différents profils. Les pompes et moteurs selon l'invention seront avantageusement utilisés pour l'équipement des circuits hydrauliques à haute pression en aéronautique. REVENDICATIONS 1/ Moteur ou pompe hydraulique, du type autorégulateur à pistons axiaux et à plateau de commande incliné, comprenant un tiroir de régulation, sollicité par la pression de refoulement, et susceptible de mettre à la pression de refoulement un piston de commande faisant varier l'inclinaison du plateau à l'encontre d'un piston de compensation, caractérisé (e) en ce que le tiroir de régulation est directement relié au plateau par des moyens mécaniques de basculement de ce dernier. 2/Moteur ou pompe selon la revendication 1, caractérisé (e) en ce que les moyens mécaniques comprennent des moyens élastiques prenant appui, d'un côté, en bout du tiroir de régulation, et, de l'autre côté, contre un poussoir venant en contact d'un appui solidaire du plateau incliné. 3/ Moteur ou pompe selon la revendication 2, caractérisé (e) en ce que les moyens élastiques sont constitués par un ressort s'appliquant contre une coupelle située en bout du tiroir de régulation. 4/ Moteur ou pompe selon la revendication 3, caractérisé (e) en ce que l'appui solidaire du plateau incliné est constitué par l'une de deux portions cylindriques convexes rattachées au plateau et tourillonnant, par l'intermédiaire de roulements, sur deux parties cylindriques concaves qui leur sont concentriques, lesquelles constituent un berceau sur lequel tourillonne le plateau. 5/ Moteur ou pompe selon la revendication 4, caractérisé (e) en ce que le poussoir comprend un corps, monté coulissant dans un cylindre solidaire de la coupelle, et une tête arrondie appliquée par le ressort dans une cuvette pratiquée dans celle des deux portions cylindriques convexes constituant l'appui. 6/ Moteur ou pompe selon la revendication 4, caractérisé (e) en ce que le poussoir porte un galet appliqué par le ressort contre un élément profilé solidarisé à la face latérale externe de celle des deux portions cylindriques convexes constituant l'appui. 7/ Moteur ou pompe selon la revendication 6, caractérisé (e) en ce que l'élément profilé est constitué par une came dont le profil commande l'inclinaison du plateau selon une loi prédéterminée. 8/ Moteur ou pompe selon la revendication 7, caractérisé (e) en ce que la came est disposée à l'un des sommets d'une pièce de forme générale triangulaire vissée contre la portion cylindrique constituant l'appui; 9/ Moteur ou pompe selon la revendication 8, caractérisé (e) en ce qu'une lumière d'axe concentrique aux portions cylindriques est pratiquée dans la pièce de forme générale triangulaire, et en ce quFun pion, solidaire d'un corps de pompe ou de moteur, et traversant la lumière, empêche tout découlement de l'appui, donc du plateau par rapport au berceau.