Brevet FR2488343A1 — publié le 19820212

La présente invention se rapporte à des agencements de piston et de semelle de piston utilisés dans les pompes hydrauliques et elle se rapporte plus particulièrement à une semelle de piston perfectionnée qui empêche que des contaminants nuisibles s'incrustent dans la surface du siège entre le piston et la semelle. Il est classique de réaliser une pompe hydrau- lique qui comprend une série de pistons se déplaçant radialement en va-etvient ayant des extrémités sphériques élargies et des semelles qui sont montées articulées sur les extrémités sphériques des pistons. Les semelles sont en appui contre une surface de came formée sur une came ou organe de réaction d'un arbre d'entra nement ro- tatif. Une construction typique de semelle comprend une surface de butée en cuvette ayant la forme d'un tronc de cône qui est en appui contre la tête sphérique d'un piston respectif. La force de rotation de l'arbre d'en- trainement est transmise par l'intermédiaire des semelles pour provoquer le déplacement en va-et-vient des pistons. Un problème qui se pose avec les agencements piston-semelle connus réside en ce qu'il se forme des cre- vasses dans des emplacements adjacents à la surface de con- tact entre l'extrémité sphérique du piston et la surface de butée en cuvette, qui permettent à des contaminants de s'y loger ou-de s'y coincer. Lorsqu'un mouvement rela- tif se produit entre l'extrémité du piston et la semelle, les contaminants peuvent entrer entre les surfaces de contact, détériorant ainsi le siège. Ainsi, il existe un besoin de disposer d'une semelle perfectionnée qui empêche que des contaminants nuisibles s'incrustent dans la surface du siège entre le piston et la semelle. Les inconvénients que présentent les agencements de piston et de semelle actuels ont entrai- né la réalisation de la semelle de la présente invention qui supprime efficacement la possibilité pour les contami- nants de pénétrer dans la surface de contact entre le piston et-la semelle avec une détérioration consécutive du siège. La semelle de la présente invention est utili- sée dans les pompes hydrauliques du type à pistons ra- diaux, soit du type à débit fixe, soit du type à débit variable, pour accoupler de manière opérante un piston individuel à une surface de came formée sur l'arbre d'en- traînement. Dans le mode de réalisation décrit et re- présenté, la pompe comporte une ou plusieurs rangées de pistons s'étendant radialement, montés autour de l'arbre d'entraînement. Chaque piston comporte un perçage axial qui permet au fluide d'y pénétrer à travers la tête de piston. La tète de piston est sphérique et est sol- licitée par ressort de façon à porter d'une manière uniforme sur une semelle respective, assurant ainsi une étanchéité sous pression. La semelle comprend un corps de forme géné- rale rectangulaire ayant une surface latérale intérieure incurvée conçue pour venir en appui contre un bossage de came formé sur le vilebrequin et une ouverture traver- sant le corps pour permettre l'écoulement centrifuge du fluide pour remplir le piston. Le côté opposé du corps de la semelle comprend un évidement pour retenir une pièce rapportée durcie formant siège. La tète de pis- ton sphérique se déplace sur la circonférence ou bord intérieur situé au sommet de la pièce rapportée et est supportée par la pièce rapportée de sorte qu'elle ne peut pas venir en appui contre le fond de l'évide- ment du corps de la semelle. Le bord intérieur supérieur de la pièce rappor- tée forme une ligne de contact vive entre la semelle et la tête de piston sphérique de sorte qu'il se produit une action d'essuyage lorsqu'il se produit un mouvement rela- tif entre le piston et la semelle. En outre, il est formé une zone ouverte de part et d'autre de la ligne de con- tact entre le piston et la semelle pour empocher aux contaminants de pénétrer entre les surfaces de contact, ce qui détériorerait le siège. La pièce rapportée durcie formant siège sup- prime également la possibilité que des contaminants nui- sibles s'incrustent dans la surface du siège ce qui s'est produit avec les constructions de semelle exis- tantes. Ainsi, la semelle de la présente invention réduit l'usure de la tête de piston qui se produisait lorsque des contaminants s'incrustaient dans la surface de contact entre le piston et la semelle. D'autres avantages et caractéristiques avan- tageuses de la semelle de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va sui- vre et à l'examen des revendications et du dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une pompe hydraulique qui comporte la semelle perfection- née de la présente invention, avec arrachement d'une par- tie du carter de la pompe pour mieux en montrer les élé- ments; et la figure 2 est une vue en coupe, prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant la construction de la semelle. On a représenté sur les figures 1 et 2 un mode de réalisation préféré de la semelle perfectionnée construite conformément aux enseignements de la présente invention. La pompe hydraulique 10 représentée sur la fi- gure 1 est une pompe de la série "PS" fabriquée et ven- due par la société "Poclain Hydraulics" et elle comporte un carter muni d'une ou de plusieurs rangées de pistons 14 disposés autour d'un vilebrequin 16. Le vilebrequin 16 comporte un certain nombre de bossages de came ou ma- netons 18 de vilebrequin et chaque piston est accouplé à un maneton de vilebrequin respectif par une semelle fabriquée conformément aux enseignements de la pré- sente invention. Chaque piston 14 comporte une extrémité ou tête sphérique élargie 22 qui est traversée par un perçage axial qui permet au fluide de s'écouler à tra- vers la tête du piston de manière à remplir le piston de fluide. Un ressort de rappel (non représenté) main- tient chaque piston en position sur une semelle 20 res- pective de sorte que la tête 22 de piston est amenée à porter de manière uniforme sur la semelle pour assurer une étanchéité sous pression. Le fluide hydraulique est introduit dans le carter du corps12 de la pompe et des lumières 24formées sur la circonférence des manetons 18 du vilebrequin pro- voquent l'aspiration nécessaire pour remplir les pis- tons 14. Il est inutile de donner d'autres détails re- latifs à la construction de la pompe étant donné qu'ils ne font pas l'objet de la présente invention. La semelle 20 de la présente invention est uti- lisée dans les pompes hydrauliques du type à pistons ra- diaux, à débit fixe ou variable, telles que celle re- présentée sur la figure 1. La semelle 20 comprend un corps de forme générale rectangulaire ayant une surface latérale intérieure incurvée 26 conçue pour venir en appui contre le maneton de vilebrequin 18 formé sur le vilebrequin 16. Une ouverture 28 est prévue dans le corps de la semelle 20 pour permettre l'écoulement'centrifuge du fluide dans le piston 14 en vue du remplissage du pis- ton. La face opposée 30 de la semelle 20 comporte un évi- dement 32 pour retenir une pièce rapportée durcie annu- laire 34 formant siège. La tête de piston sphérique 22 se déplace sur la circonférence ou bord intérieur 36 situé au sommet de la pièce rapportée 34 et elle est supportée par la pièce rapportée 34 de telle sorte que son extrémité inférieure ne vient pas en appui contre le fond de l'évidement 32. Le bord supérieur intérieur 36 de la pièce rapportée forme une ligne de contact vive entre la semelle 20 - et la tête de piston sphérique 22 de sorte qu'une action d'essuyage se produit lorsqu'il se produit un mouvement relatif entre la tête de piston 22 et la semelle 20. En outre, une zone ouverte, comme représenté sur la figure 2, est laissée de platet d'autre de la li- gne de contact 36 entre la semelle 20 et la tête de piston 22 pour empêcher les contaminants de pénétrer en- tre les surfaces de contact, ce qui détériorerait le siège entre le piston 14 et la semelle 20. La pièce rapportée durcie formant siège 34 supprime également le risque que des contaminants nui- sibles s'incrustent dans la surface du siège, ce qui s'est produit avec les constructions de semelle anté- rieures utilisant des matières plus tendres. Ainsi, la semelle de la présente invention empoche l'usure exces- sive de la tête de piston sphérique 22 qui se produit lorsque des contaminants s'incrustent dans la surface de contact du siège entre le piston et la semelle. Il apparattra aux spécialistes de la technique que la description qui précède a été donnée en tant qu'exemple illustratif et non limitatif et que l'in- vention n'est limitée que dans la mesure définie par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 - Une semelle de piston pour pompe (10) de refoulement de fluide du type à pistons radiaux (14), cette semelle étant caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (20) de forme générale rectangulaire avant des surfaces intérieure (26) et extérieure (30), la surface intérieure (26) ayant une forme incurvée pour venir en appui contre un bossage de came (18) formé sur un vilebrequin (16), le corps de semelle étant traversé par une ouverture (28) pour permettre l'écou- lement du fluide à travers la semelle, la surface exté- rieure (30) comportant un évidement (32) retenant une pièce rapportée annulaire durcie formant siège (34), cette pièce rapportée comportant un bord circonférentiel intérieur (36) qui forme une ligne de contact vive pour supporter une tête de piston sphérique (22) et ce bord circonférentiel intérieur assurant une action d'essuyage sur la tête-de piston sphérique qui est à la fois en appui contre ce bord circonférentiel intérieur et mobile par rapport à lui. 2 - Pompe (10) de refoulement de fluide du type à pistons radiaux (14) comportant un piston ayant une tète sphérique élargie (32) qui est traversée par un per- çage axial qui permet l'écoulement du fluide à travers la tête de piston et comportant un vilebrequin (16) qui comprend au moins un bossage de came (18), cette pompe étant caractérisée en ce qu'elle comprend: une semelle qui comporte un corps ayant des sur- faces intérieure (26) et extérieure (30), la surface in- térieure (26) ayant une forme incurvée pour pouvoir être 3o en appui contre le bossage de came (18) du vilebrequin (16), la semelle étant traversée par une ouverture (28) pour permettre l'écoulement centrifuge du fluide à tra- vers la semelle, la surface extérieure (30) comportant un évidement (32) retenant une pièce rapportée annulaire durcie formant siège (34), cette pièce rapportée comportant un bord circonférentiel intérieur (36) qui fournit une ligne de contact vive pour supporter la tête de piston sphérique (22) de façon qu'elle puisse se déplacer d'une manière articulée, l'évidement com- prenant une paroi de fond et le bord circonférentiel intérieur de la pièce rapportée supportant la tête de piston au-dessus de la paroi de fond provoquant ainsi la formation d'un espace libre important de part et d'autre de la ligne de contact entre le piston et la semelle pour empêcher la pénétration des contaminants entre les surfaces de contact du piston et de la semelle, le bord circonférentiel intérieur assurant une action d'essuyage de la tête de piston lorsque la tête de pis- ton se déplace par rapport à la semelle.