Brevet FR2465099A1 — publié le 19810320

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Roger Maistrelli concerne les moteurs hydrauliques à pistons axiaux et plateau incliné, également dénommés moteurs à barillet. Les moteurs de ce type sont bien connus et, selon leur utilisation, ils sont habituellement alimentés par des distributeurs différents: électrovalve ou valve à commande mécanique fonctionnant en tout ou rien, pour des moteurs à vitesse constante, ou encore régulateur de débit pour des moteurs à vitesse variable.-Dans le cas de mouvements asservis, il est courant d'alimenter le moteur par des servovalves. On doit d'autre part y associer des organes de protection contre les surpressions, c'est- à-dire des clapets de sécurité, soit pour la protection du moteur lui- même, soit pour limiter son couple et protéger la mécanique entraînée. Lorsque l'on doit freiner une charge entraînée inertielle, ou encore lorsque l'on doit freiner une charge motrice en cas de panne de l'alimentation hydraulique, il est nécessaire que le moteur puisse fonctionner en pompe et pour cela être gavé à une pression de quelques bars par l'intermédiaire de clapets de gavage anti-retour. De plus un axe doit souvent être disponible pour l'entraînement d'un capteur de position ou de vitesse du moteur. Enfin un tel moteur est ses accessoi- res doit être relié à l'installation hydraulique par quatre canalisations: une canalisation d'alimentation à haute pression de la servovalve, une canalisation de retour au bac de la servalve, une canalisation de gavage et un drain du moteur hydraulique. Ces quatre canalisations et celles nécessaires entre le moteur, la servovalve et les clapets rendent l'ensemble volumeux, lourd et coûteux. Or le volume et le poids sont particulièrement préjudiciables dans les applications o ce matériel est embarqué sur des éléments de machine mobiles, par exemple sur des robots de fabrication. Il est connu d'intégrer des clapets dans les culasses des machines hydrauliques. Il est connu également de flasquer directement la servovalve sur le moteur. Il est connu enfin de relier le drain du moteur et le retour de la servovalve en mettant des joints spéciaux sur l'arbre de sortie du moteur pour assurer son étanchéité malgré la surpression qui en résulte dans le carter. Ces améliorations permettent une diminution du poids du volume ainsi que du coût de l'ensemble, mais sont généralement appliquées isolément par addition d'organes séparés de sorte qu'il n'existe pas d'ensemble complet très compact. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précédents, c'està-dire de réaliser un moteur hydraulique pouvant recevoir une servovalve, ayant une prise de capteur de position ou de vitesse de l'arbre, ayant ses clapets de gavage et de surpression intégrés, et enfin ne nécessitant que deux tuyaux de liaison avec le générateur hydraulique, le tout en un ensemble particulièrement compact. L'invention consiste, dans une pompe à barillet logée dans un carter sensiblement cylindrique fermé à une extrémi- -té par un couvercle servant de palier à une des extrémités de l'arbre du moteur et à l'autre extrémité par une plaque de fermeture servant de palier à l'autre extrémité de l'arbre, à agencer ladite plaque de fermeture, de forme générale sensiblement parallélépipédique, de telle manière qu'elle comporte intérieurement à sa masse deux percements longitudi- naux situés dans un plan parallèle à celui de la plaque et communiquant chacun, par trois percements perpendiculaires à la plaque, respectivement avec les utilisations de la servo- valve fixée sur cette plaque, avec une des lumière de distri- bution du barillet et avec l'intérieur du carter par l'inter- médiaire d'un clapet anti-retour. Le premier de ces percements perpendiculaires de l'un et l'autre des percements longitudinaux débouche de préférence sur les deux faces de la plaque, laquelle se complète par deux autres percements perpendiculaires supplémentaires débouchant également sur une face de la plaque de manière à permettre le raccordement de la servovalve sur l'une quelcon- que des deux faces de la plaques, l'autre des faces étant utilisée pour le raccordement des deux canalisations de connexion à l'installation hydraulique, ce raccordement se faisant de préférence par un bloc de raccordement qui obture en même temps sur la face correspondante les orifices non utilisées desdits premiers percements perpendiculaires. Enfin, la plaque comporte un ou plusieurs percements transversaux parallèles au plan de la plaque, et interconnec- tant les deux percements longitudinaux par l'intermédiaire de deux clapets de sécurité. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé sur lequel: la figure 1 représente le schéma hydraulique du moteur et de ses accessoires; la figure 2 est une coupe axiale du dispositif selon II-II de la figure 3; la figure 3 est une coupe transversale selon III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue partielle de face du plateau distributeur; et la figure 5 est une coupe fragmentaire analogue à la figure 3 d'une variante de réalisation des clapets de sécuri- té. Sur la figure 1 on a désigné par la référence globale le servomoteur constitué par le moteur hydraulique et ses accessoires. Ce servomoteur comprend: - un moteur 11 à pistons en barillet du type à plateau incliné ayant deux orifices 12 et 13 pour l'alimentation en fluide et le retour de fluide et un orifice 14 de drain recueillant les fuites internes du moteur. Ce moteur a un arbre principal de sortie 15 pour l'entraî- nement de capteurs divers non représentés sur cette figure. - Une servovalve 17 connue en soi ayant quatre orifices l'orifice 18 qui est alimenté en fluide haute pression par une source extérieure 19 non représentée; l'orifice 20 de retour du fluide qui est relié au réservoir en un point o il règne une basse pression 21 réglée par un organe non représenté; enfin les orifices 22 et 23 qui sont les orifices d'utilisation de la servovalve. - Des canalisations 24 et 25 reliant ces orifices d'utilisation de la servovalve à ceux 12 et 13 du moteur. - Deux clapets de surpression 26 et 27 limitant la différence de pression entre les canalisations 24 et 25, quelle que soit celle o règne la plus haute pression. - Deux clapets de gavage 28 et 29 reliant chacune des canalisations 24 et 25 à une canalisation 30, reliée à l'orifice de retour 20 de la servovalve. Suivant le sens et la valeur du courant électrique de commande de l'organe d'entrée 32 de la servovalve, celle-ci envoie plus ou moins de fluide à haute pression arrivant sur son orifice 18 vers son utilisation 22 ou 23, ce qui fait tourner le moteur hydraulique dans un sens ou l'autre, le deuxième orifice d'utilisation (23 ou 22) renvoyant le fluide revenant du moteur vers la basse pression 21. Quand la différence de pression dans les canalisations 24 et 25 tend à s'élever au-dessus de la valeur de tarage des clapets 26 et 27, ceux-ci s'ouvrent pour que cette différence reste limitée à la valeur prévue en dérivant la quantité de fluide nécessaire. Quand la pression dans une des canalisations 24 et 25 tend à tomber en dessous de la valeur réglée par la pression 21 le clapet de gavage correspondant 28 ou 29 s'ouvre pour y maintenir cette basse pression. On voit d'autre part sur les figures 2 et 3 que le moteur proprement dit est constitué d'un carter principal 101 de forme générale tubulaire, fermé par un couvercle 102 et par une plaque 103. Un arbre 104, tourillonnant dans des paliers 105 et 106 logés dans le couvercle et la plaque, est solidaire en rotation d'un barillet 107 dans lequel coulissent des pistons 108 rappelés par des ressorts 109 contre un plateau incliné 110. Le plateau 110.est monté tournant librement dans le couvercle 102 grâce à des paliers axiaux et radiaux 111. Le barillet glisse contre une plaque de distribution fixe 112 percé de deux orifices 113 et 114, visibles sur la figure 4, qui assurent l'alimentation en huile des cylindres de pis- tons de façon connue. L'arbre 104 possède une extrémité 115 de forte section côté couvercle pour l'entraînement d'une charge et une extrémité 116 de plus faible section pour l'entraînement d'un capteur de position ou de vitesse suivant les applica- tions. Ce capteur, facultatif, est représenté en traits mixtes sur la figure 2 et désigné par la référence 117. Des joints 118 et 119 assurent l'étanchéité aux sorties d'arbres. L'ensemble qui vient d'être décrit est entièrement connu, l'invention se situant dans la constitution de la plaque 103. Celle-ci, de forme générale parallèlépipédique, comprend une face 120 de fixation sur le carter central du moteur et une face opposée 121 recevant éventuellement le capteur 117. Une de ces deux faces, la 121 dans l'exemple représenté, - reçoit la servovalve 122 de commande, (équivalant à l'ensemble 17, 32 de la figure 1), l'autre face recevant les deux canalisations haute et basse pression 123 et 124 de liaison avec un générateur hydraulique extérieur. Ces canalisations 123 ou 124, qui correspondent à 19 et 21 de la figure 1, peuvent être raccordées directement sur la face 120, ou comme représenté sur la figure 2, par l'intermédiaire d'un bloc de raccordement 125 vissé sur la plaque 103, ce qui facilite les opérations de maintenance en évitant l'obligation de dévisser des raccords hydrauliques pour démonter le moteur. La plaque 103 comporte un percement 126 reliant la canalisation 123 avec l'orifice d'alimentation haute pression de la servovalve, un percement 127 reliant la canalisation 124 de retour vers la zone basse pression du générateur hydraulique extérieur avec l'orifice de retour de la servoval- ve, et des percements 128 et 129 disposés de telle sorte qu'ils communiquent avec les deux orifices d'utilisation de la servovalve. Les percements 128 et 129 sont reliés avec les orifices 113 et 114 de la plaque de distribution par deux percements longitunaux 130 et 131 situés dans un plan parallèle à celui de la plaque et deux percements perpendiculaires 132 et 133. Les ensembles de percement 128, 130 et 132 d'une part, et 129, 131 et 133 d'autre part équivalent respectivement aux canalisations 24 et 25 de la figure 1. Les canalisations 130 et 131, qui débouchent sur la face 134 de la plaque 103 doivent être fermées par des obturateurs 135 et 136 mais ceux-ci sont de préférence amovibles pour servir de prises de pression de la servovalve en dépannage. Les percements 128 et 129 débouchent de préférence sur les deux faces de la plaque pour permettre indifféremment le montage de la servo- valve 122 sur l'une ou l'autre de ces faces comme exposé plus haut. Dans ce cas ils doivent être rebouchés du côté o arrivent les canalisations 123 et 124. Ceci est obtenu automatiquement dans le cas d'utilisation du bloc de raccor- dement 125. La plaque 103 contient encore deux percements 146 et 147 dont une partie de petit diamètre est en communication avec l'intérieur du carter 101 et dont l'autre de grand diamètre est en communication avec les percements 130 et 131 et loge des clapets de gavage représentés sour la forme d'une bille 148 ou 149 appuyée par un ressort 150 ou 151 contre son siège 152 ou 153, qui peut être rapporté ou taillé lors de l'usinage des percements 146 et 147. Ces clapets, qui équivalant aux clapets 28 et 29 de la figure 1, peuvent également être réalisés sous d'autres formes, comme des clapets plats, ou coniques par exemple. En même temps des percements auxiliaires 154, 155 et 156 relient l'intérieur du carter 101 à l'orifice de retour 127, l'ensemble équivalant à la canalisation 31 de la figure 1. Enfin, la plaque 103 comporte divers éléments non représentés de fixation sur le carter du capteur 117 et de la servovalve 122. La disposition qui vient d'être décrite, et qui permet de réaliser les fonctions mentionnées sur le schéma de la figure 1, présente les avantages suivants: - les diverses fonctions de sécurité et les canalisations de liaison sont regroupées sur la plaque 1o3 qui sert en outre de fixation de la servovalve et du capteur, ce qui donne un servomoteur particulièrement compact. - La disposition laisse le libre choix du positionnement de la servovalve sur les faces 120 et 121. - Les usinages sont simples car tous les percements de liaison ou de logement de clapets coupent perpendiculairement les percements longitudinaux 130 et 131. - Les liaisons avec le générateur hydraulique se font par deux canalisations seulement au lieu de trois ou quatre avec les équipements classiques, ce qui diminue le coûIt de mise en oeuvre. - L'implantation de capteurs de pression pour la mainte- nance est immédiate. REVENDICATIONS 1. Servomoteur formé d'une servovalve commandant un moteur hydraulique à barillet, lequel est constitué par un carter fermé du côté du plateau incliné par un couvercle servant de palier à l'arbre du moteur et du côté des lumières de distribution par une plaque de fermeture servant de deuxième palier pour ledit arbre, caractérisé par le fait que ladite plaque de fermeture (103), de forme sensiblement parallélépipédique, comporte deux percements longitudinaux (130, 131) disposés parallèlement dans un plan parallèle au plan de la plaque, chacun de ces percements faisant communi- quer entre eux un premier percement (128, 129) perpendiculaire à la plaque et débouchant dans l'orifice d'utilisation de la servovalve (122) fixée sur une des faces de la plaque et un deuxième percement (132, 133) perpendiculaire à la plaque débouchant dans une desdites lumières de distribution, la plaque comportant en outre au moins un percement transversal (137, 138) faisant communiquer entre eux les deux percements longitudinaux et contenant des clapets de sécurité (139, 140) à double sens ou leur équivalent. 2. Servomoteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite plaque de fermeture comporte en outre deux percements traversants (126, 127) positionnés pour déboucher dans les orifices d'alimentation de la servovalve et recevant à l'autre extrémité le raccordement de deux canalisations de liaison extérieure (123, 124) réunies respectivement à une source de pression et à une source de basse pression non nulle, ce raccordement étant effectué de préférence par l'intermédiaire d'un bloc de raccordement (125) s'appliquant sur la face (120) de la plaque non utilisée par la servovalve. 3. Servomoteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chadun des percements longitudinaux communique également avec un troisième percement perpendiculaire (146, 147) dont une partie de petit diamètre débouche dans le carter du moteur et dont l'autre de plus grand diamètre contient un clapet anti-retour (148, 149) et son ressort de rappel (150, 151) de manière à constituer un clapet de gavage, des percements auxiliaires (154, 155, 156) étant en outre percés dans la plaque pour faire communiquer l'intérieur du carter avec celui desdits orifices traversants qui communi- que avec la basse pression de manière à coopérer avec lesdits clapets pour assurer le gavage du moteur et son drainage sans canalisation supplémentaire. 4. Servomoteur selon l'une des revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que chacun desdits premiers percements perpendiculaires (128, 129) communiquant avec un desdits percements longitudinaux (130, 131) traverse lui-même la plaque de part en part de manière à permettre le montage indifférent de la servovalve sur l'une ou l'autre des faces de la plaque en refermant l'orifice de débouché non utilisé, de préférence par ledit bloc de raccordement.