Brevet FR2504987A1 — publié le 19821105

Mécanisme à fluide sous pression comportant des galets de réaction portés par des pistons. On connaît déjà des moteurs hydrauliques comportant des pistons prenant appui sur une c Eîae de réaction au moyen de galets montés rotatifs sur les pistons eux-mêmes Ces galets doivent être axialement maintenus en position sur les pistons correspondants. C'est le but de la présente invention de proposer de nouvelles dispositions de maintien axial en position des galets sur les pistons, applicables notamment aux moteurs à pistons, dits, 'débrayables", dont les pistons non alimentés en fluide sous pression doivent pouvoir être maintenus rentrés dans les cylindres. L'invention a plus généralement pour objet un mécanis- me à fluide sous pression, tel qu'un moteur ou une pompe hydrauli- que, comprenant: un corps supportant au moins une came, un bloc-cylindres monté rotatif autour d'un axe, par rapport audit corps, une pluralité de cylindres disposés radialement par rapport audit axe de rotation du bloccylindres, des pistons montés coulissants à l'intérieur des cylindres, un piston par cylindre, des galets cylindriques d'appui des pistons sur la ou les cames, à axes parallèles à l'axe de rotation du bloc- cylindres, placés, chacun, dans au moins une portion d'un alésage transversal dont est muni chaque piston, et, un dispositif de maintien axial de chaque galet dans son alésage, constitué par des butées montées sur le bloc- cylindres, sur lesquelles les tranches d'extrémités des galets sont susceptibles de prendre appui. Chaque galet est susceptible de comporter deux appen- dices coaxiaux disposés de chaque côté dudit galet, cependant que lesdites butées présentent des interruptions au moins partiel- les suivant des directions radiales, coïncidant avec les plans radiaux contenant lesdits appendices, de manière à permettre les débattements radiaux de ces appendices concomitants au coulis- sement du piston. Les avantageuses dispositions suivantes sont, en ou- tre, de préférence, adoptées: les butées sont constituées par une pluralité d'élé- ments sectoriels unitaires, qui s'étendent, chacun, entre les appendices situés d'un même côté du plan contenant les axes des cylindres, que sont susceptibles de comporter deux galets successifs, et, qui sont fixés sur le bloc-cylindres par au moins une goupille de fixation, ou par un élément analogue; selon une autre réalisation, les butées sont consti- tuées par au moins deux éléments sectoriels, qui s'étendent, chacun, sur un secteur angulaire supérieur à celui séparant les axes de deux cylindres consécutifs, qui sont munis d'échancrures coïncidant avec les portions de bandes radiales dans lesquelles s'effectuent les débattements des appendices que sont suscepti- bles de comporter certains galets au moins, et, qui sont fixés sur le bloc-cylindres par au moins une goupille de fixation, ou par un élément analogue; une partie au moins des faces périphériques des parties du bloccylindres séparant les cylindres adjacents sont conformées en correspondance des faces desdits éléments sectoriels orientées vers l'axe de rotation et constituent des faces d'appui de ces éléments sectoriels sur le bloc-cylindres, qui en interdi- sent la rotation autour de la "au moins une goupille"; selon une troisième réalisation, d'un côté au moins d'un plan transversal contenant les axes de plusieurs cylindres, les butées sont constituées par un anneau unique, présentant une ouverture et apte à subir une déformation élastique d'écartement de ses extrémités délimitant ladite ouverture, de manière à pouvoir être mis en place autour du bloc-cylindres au moyen de ladite déformation élastique, ledit anneau étant, en outre, muni d'échancrures qui coïncident avec les portions de bandes radiales dans lesquelles s'effectuent les débattements des appendices que sont susceptibles de comporter au moins certains galets; une partie au moins de la face périphérique du bloc-cylindres disposée en regard dudit anneau est conformée en un contour possédant une assymétrie de révolution et conformé en correspondance de la face de cet anneau disposée en regard, de manière que l'anneau soit maintenu solidaire en rotation du bloc- cylindres; deux goupilles de fixation, ou éléments analogues, fixent les extrémités d'ouverture de l'anneau sur le bloc- cylindres; la ou les goupilles de fixation, ou éléments analo- gues, sont arrêtées dans leurs logements par refoulement de la matière délimitant l'ouverture desdits logements; le mécanisme comporte effectivement des galets mu- nis d'appendices, des ressorts étant attelés aux appendices de galets distincts afin de permettre la rentrée des pistons corres- pondants dans leurs cylindres lors d'un fonctionnement du mécanis- me pendant lequel ces cylindres ne contiennent aucun fluide sous pression. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristi- ques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une coupe transversale, suivant I-I de la figure 2, d'un moteur hydraulique réalisé selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe axiale suivant II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 1 la figure 4 est une vue partielle en coupe, analogue à la figure 1, d'une variante conforme à l'invention du moteur de la figure 1; la figure 5 est une coupe suivant V-V de la figure 4; _ la figure 6 est une coupe transversale, suivant VI-VI de la figure 7, d'un moteur hydraulique réalisé selon un deuxième mode de réalisation conforme à l'invention; la figure 7 est une coupe axiale suivant Vil-VII de la figure 6 la figure 8 est une coupe suivant VIII-VIII de la figure 6; la figure 9 est une vue partielle en coupe, analogue à celle de la figure 6, d'une variante, conforme à l'invention, du moteur de la figure 6; la figure 10 est une coupe suivant X-X de la figure 9; la figure 11 est une coupe transversale, suivant XI-XI de la figure 12, d'un moteur hydraulique réalisé selon un troisième mode de réalisation conforme à l'invention; la figure 12 est une coupe suivant XII-XII de la figure ll; la figure 13 est une coupe suivant XIII-XIII de la figure Il; la figure 14 est une vue partielle en coupe, analo- gue à celle de la figure 11, d'une variante, conforme à l'inven- tion, du moteur de la figure 11; et, la figure 15 est une coupe suivant XV-XV de la figure 14. Les divers moteurs hydrauliques représentés sur les dessins, et leurs variantes, ont des caractéristiques de structure communes, et, bien entendu, d'autres caractéristiques, qui sont particulières à chaque moteur. La structure commune aux divers moteurs représentés est constituée par un carter 1 en deux parties la et lb assemblées par des vis 2, un arbre moteur 3, monté rotatif par rapport au carter 1 au moyen de roulements coniques 4, et muni de cannelures 5, un bloc-cylindres 6, qui comporte lui-même des cannelures 7 en prise avec les cannelures 5 de l'arbre moteur 3, une glace plane 8 de distribution de fluide, dont une face 9 perpendiculaire à l'axe 10 de rotation de l'arbre moteur 3 est en appui sur une face transversale également plane 11 du bloc-cylindres 6, des cylindres 12, qui sont ménagés dans le bloc- cylindres 6 et disposés radialement, des pistons 13, qui sont montés coulissants dans lesdits cylindres 12, un par cylindre, des chambres 14, qui sont délimitées à l'intérieur des cylindres par les pistons 13 et qui communiquent, chacune, avec la face 11 du bloc-cylindres par un conduit 15, deux gorges 16 et 17, qui sont ménagées à la péri- phérie de la glace de distribution de fluide 8 et qui, d'une part, sont reliées par des conduits 18 et 19, ménagés dans la partie lb du carter, à des conduits externes d'alimentation en fluide sous pression et de retour de fluide à un réservoir sans pression, d'autre part, sont reliées, à la face 9 de la glace de distribution de fluide 8, par des conduits 20, 21 qui débouchent alternativement, dans chacun des conduits 15 des chambres 14, une came 22, qui est constituée par la face périphé- rique interne de la partie lb du carter et qui comporte plusieurs ondulations, un joint d'étanchéité 23, disposé entre l'arbre moteur 3 et la partie la du carter, et, un couvercle étanche 24, qui est monté sur la partie lb du carter et achève de constituer ce carter 1 en une enceinte étanche aux souillures extérieures. Chaque piston 13 comporte une cavité parallèlépipédi- que 25, qui est opposée à la chambre 14 correspondante et débouche vers l'extérieur, de manière à recevoir un support 26 d'un palier cylindrique circulaire partiel 27 d'axe 28 parallèle à l'axe 10 de l'arbre moteur 3 Ce palier 27 réalise le montage à rotation, sur une longuer axiale L inférieure au diamètre D du piston 13, un galet 29 de même longueur, également cylindrique à section circulaire Ce galet 29, de diamètre d inférieur au diamètre D du piston 13, d'une part, a des dimensions lui permet- tant de pénétrer, au moins partiellement, à l'intérieur du cylin- dre 12, d'autre part, est en appui de roulement sur la came 22. De plus, tous les galets 29 d'un moteur sont maintenus en position dans leurs paliers 27, dans la direction des axes 28 de ces pa- liers, par des éléments qui forment des butées axiales pour les faces transversales extrêmes 30 desdits galets, qui sont fixés sur le bloccylindres 3 et qui, eux, peuvent être réalisés suivant plusieurs modes distincts de réalisations, dont ceux décrits ci-après. Avant de décrire chaque réalisation, il convient cependant de préciser les fonctions et constitutions des galets 29 Ces galets 29 ont, pour fonction principale de transmettre la poussée entre la came de réaction 22 et les pistons 13 Selon les réalisations principales des figures 1, 2, 3, ou 6, 7, 8, ou, enfin, 11, 12, 13, les galets 29 n'ont que cette unique fonction principale; au contraire, selon les variantes respecti- ves desdites réalisations principales, représentées sur les figu- res 4, 5, ou 9, 10, ou, enfin 14, 15, les galets 29 ont une deu- xième fonction, qui consiste à constituer des points d'accrochage de ressorts 31 A cet effet, chaque galet 29 comporte un perçage coaxial 32 permettant le passage d'une broche 33, qui fait saillie par rapport à chaque face transversale 30 de ce galet, qui est maintenue en position dans le perçage 32 au moyen d'arrêtoirs 34 et dont les extrémités constituent les supports d'accrochage des ressorts 31, au moins un ressort tendu entre les galets cor- respondant aux pistons 13 coulissant dans deux cylindres successifs 12 A noter que, lors du coulissement des pistons dans les cylindres, les extrémités des broches 33 débattent, par rapport au bloc-cylindres 6, dans des bandes ou couloirs radiaux délimités par deux plans parallèles 35 disposés symétriquement par rapport au plan radial R passant par l'axe 37 de chaque cylindre 12 Bien entendu, comme cela est par ailleurs déjà connu, les ressorts 31 permettent, lors de certains modes de fonctionnement des moteurs, de maintenir les pistons 13 en position rentrée à l'intérieur des cylindres 12, dans une configu- ration également connue comme étant celle du "débrayage des pistons" Tous les moteurs ne comportent pas une telle possibili- té de "débrayage de leurs pistons", et sont alors munis de galets simples, non équipés de broches 33: c'est notamment le cas des moteurs des réalisations principales précitées. Ces dispositions communes, les unes, à tous les mo- teurs, les autres, à ceux, soit des réalisations principales, soit de leurs variantes, les dispositions particulières à chaque réalisation principale et à sa variante associée vont être dé- crites. Réalisation des figures 1, 2, 3 et des figures 4 et 5. Les moteurs correspondants ont leur bloc-cylindres 6 muni de deux rainures parallèles, disposées symétriquement par rapport au plan transversal T, passant les axes 37 des cylin- dres, et perpendiculaire à l'axe 10 de rotation Ces rainures débouchent à la périphérie externe du bloc-cylindres et sont, chacune, délimitées par deux faces 36 parallèles au plan T et par une face cylindrique 38, d'axe 10 Entre les couloirs radiaux (délimités par les plans 35) relatifs aux broches 33 de deux galets 26 successifs, des segments 39 sont introduits dans les rainures 36-38 Leurs extrémités font saillie à l'intérieur des cylindres 12 de manière à être disposées en permanence en regard des faces transversales extrêmes 30 des galets 29 et à constituer des butées axiales de maintien en position des galets 29 Les extrémités de ces segments 39 sont, en outre, disposées hors des couloirs radiaux définis par les plans 35 On observe, en outre, que les formes des segments 39 correspondent à celles des rainures 36-38, celles des flancs 40 de ces segments à celles des faces 36, et, celles de la face cylindrique intérieure 41 desdits segments à celle de la face cylindrique circulaire 38 avec laquelle elle est en contact De plus, une goupille 42 tra- verse des trous 43 et 44 dont sont munis le bloc-cylindres 6 et les segments 39, respectivement, achevant la fixation d'immobi- lisation de chaque segment 39 dans la rainure correspondante. Enfin, chaque goupille 42 est maintenue en place par refoulement ( 45) de la matière délimitant les orifices externes des trous 43 du bloccylindres Dans la variante des figures 4 et 5, le bloc-cylindres 6 est en outre muni de rainures transversales 46, symétriques par rapport aux plans R des divers cylindres, afin de permettre le débattement des broches 33. Réalisation des figures 6, 7, 8 et des figures 9 et 10. La constitution des moteurs représentés sur ces figu- res est proche de celle des moteurs précédents, hormis la réalisa- tion des segments en seulement deux éléments 47, qui s'étendent alors nécessairement chacun sur un secteur angulaire supérieur à celui compris antérieurement entre deux couloirs radiaux ( 35), et, en fait, sur un secteur d'environ 1800 On retrouve les deux rainures ( 36-38), dans lesquelles sont placés les segments 47, les faces cylindriques intérieures 48 de ces segments étant en contact avec les faces cylindriques circulaires 38 desdites rai- nures La fixation de chaque segment est complétée par deux gou- pilles 49 placées dans la région des extrémités du segment Il faut assurer le libre débattement des extrémités des broches 33 des galets 29, et, pour ce faire, des rainures 50 sont ménagées dans chaque segment, dans les zones o ce segment traverse les divers cylindres 12, chaque rainure 50 débordant légèrement les plans 35 délimitant le débattement des extrémités des broches 33, et ayant une profondeur p suffisante pour permettre le débat- tement maximal desdites broches 33 Naturellement, les faces transversales 51 des segments 47 constituent, dans la zone o elles traversent les divers cylindres 12, des butées de maintien axial en position des galets 29. Réalisation des figures 11, 12, 13 et des figures 14 et 15. Il n'y a plus, dans cette réalisation, qu'un seul segment 52, de chaque côté du plan T Par ailleurs, chaque rainure est délimitée par, d'une part, deux faces transversales 36, per- pendiculaires à l'axe de rotation 10-, d'autre part, une face polygonale 53, constituant le fond de la rainure Deux goupilles 54 maintiennent refermées les extrémités 55 de l'anneau muni d'une ouverture, que constitue chaque segment 52 On retrouve, par ailleurs, les rainures 50 et les faces 51 déjà définies dans îO la constitution des segments 47 de la réalisation précédente, avec leurs caractéristiques et leurs fonctions A noter encore le contact de la face polygonale intérieure 56 du segment 52 avec la face polygonale 53, ainsi que la déformabilité élastique des segments 52 leur permettant, par écartement élastique des extrémités 55, d'être mis en place dans les rainures du bloc- cylindres 6. Dans chacune des réalisations représentées, les faces transversales ( 40, 51), des segments maintiennent axialement en position les galets 29 dans leurs logements. Par ailleurs, que le moteur soit, ou ne soit pas muni de "pistons débrayables", sa structure est la même, et, sans rien y changer, sauf, bien entendu, d'adopter -des galets 29 munis de broches 33 et de ressorts 31, on peut réaliser un moteur à "pistons débrayables" à partir de la structure commune. Les interruptions des segments 39 dans la zone des plans 35, ou les rainures 50 des segments 47, 52 permettent le débattement des broches 33, dont sont éventuellement munis les galets 29. Par ailleurs, les formes complémentaires des segments 39 et 47 et des rainures les contenant, évitent la rotation de ses segments autour des goupilles 42 et 49, respectivement. De plus, dans la réalisation des figures 11 à 15, la coopération des formes polygonales des faces 53 et 56 maintient naturellement les segments 52 en position sur le bloc-cylindres 6, sans qu'il y ait nécessité de placer des goupilles pour éviter la rotation des segments autour de l'axe 10. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décri- tes, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pour- raient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. R E V E N D I C A T I O N S 1 Mécanisme à fluide sous pression, tel qu'un moteur ou une pompe hydraulique, comprenant un corps ( 1) supportant au moins une came ( 22), un bloc-cylindres ( 6) monté rotatif autour d'un axe ( 10), par rapport audit corps, une pluralité de cylindres ( 12) disposés radialement par rapport audit axe de rotation du bloc-cylindres, des pistons ( 13) montés coulissants à l'intérieur des cylindres, un piston par cylindre, des galets cylindriques ( 29) d'appui des pistons sur la ou les cames, à axes ( 28) parallèles à l'axe de rotation ( 10) du bloc-cylindres, placés, chacun, dans au moins une portion d'un alésage transversal ( 27), dont est muni chaque piston, et, un dispositif de maintien axial de chaque galet dans son alésage, constitué par des butées montées sur le bloc- cylindres, sur lesquelles les tranches ( 30) d'extrémités des galets ( 29) sont susceptibles de prendre appui, caractérisé en ce que chaque galet ( 29) est susceptible de com- porter deux appendices coaxiaux ( 33) disposés de chaque côté dudit galet, cependant que lesdites butées présentent des inter- ruptions ( 50) au moins partielles suivant des directions radiales, coïncidant avec les plans radiaux (R) contenant lesdits appendices ( 33), de manière à permettre les débattement radiaux de ces appen- dices concomitants au coulissement du piston. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les butées sont constituées par une pluralité d'éléments sectoriels unitaires ( 39), qui s'étendent, chacun, entre les appendices ( 33), situés d'un même côté du plan (T) contenant les axes ( 37) des cylindres, que sont susceptibles de comporter deux galets succes- sifs, et, qui sont fixés sur le bloc-cylindres ( 6) par au moins une goupille de fixation ( 42), ou par un élément analogue. 3 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les butées sont constituées par au moins deux éléments sectoriels ( 47), qui s'étendent, chacun, sur un secteur angulaire supérieur à celui séparant les axes ( 37) de deux cylindres consé- cutifs, qui sont munis d'échancrures ( 50) coïncidant avec ies portions de bandes radiales ( 35) dans lesquelles s'effectuent lles débattements des appendices ( 33) que sont susce Dtibles de comporter certains galets au moins, et, qui sont fixés sur le bloc-cylindres ( 6) par au moins une goupille de fixation ( 49), ou par un élément analogue. 4 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'une partie au moins ( 38) des faces périphériques des parties du bloc-cylindres ( 6) séparant les cylindres adjacents sont conformées en correspondance des faces ( 41, 48) desdits éléments sectoriels ( 39, 47) orientées vers l'axe de rotation ( 10) et constituent des faces d'appui de ces éléments sectoriels sur le bloccylindres, qui en interdisent la rotation autour de la "au moins une goupille" ( 42, 49). Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que, d'un côté au moins d'un plan transversal (T) contenant les axes ( 37) de plusieurs cylindres, les butées sont constituées par un anneau unique ( 52), présentant une ouverture ( 55) et apte à subir une déformation élastique d'écartement de ses extrémités ( 55) délimitant ladite ouverture, de manière à pouvoir être mis en place autour du bloc-cylindres ( 6) au moyen de ladite déforma- tion élastique, ledit anneau étant, en outre, muni d'échancrures ( 50) qui coïncident avec les portions de bandes radiales ( 35) dans lesquelles s'effectuent les débattements des appendices ( 33) que sont susceptibles de comporter au moins certains galets. 6 Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une partie au moins ( 53) de la face périphérique du bloc-cylindres ( 6) disposée en regard dudit anneau ( 52) est con- formée en un contour possédant une assymétrie de révolution et conformé en correspondance de la face ( 56) de cet anneau ( 52) disposée en regard, de manière que l'anneau soit maintenu solidai- re en rotation du bloc-cylindres. 7 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications et 6, caractérisé en ce que deux goupilles de fixation ( 54), ou éléments analogues, fixent les extrémités d'ouverture ( 55) de l'anneau ( 52) sur le bloc-cylindres. 8 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 et 7, caractérisé en ce que la ou les goupilles de fixa- tion, ou éléments analogues, sont arrêtées dans leurs logements par refoulement ( 45) de la matière délimitant l'ouverture desdits logements. 9 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte effectivement des galets ( 29) munis d'appendices ( 33), des ressorts ( 31) étant attelés aux appendices de galets distincts afin de permettre la rentrée des pistons correspondants ( 13 > dans leurs cylindres ( 12) lors d'un fonctionnement du mécanisme pendant lequel ces cylindres ne contiennent aucun fluide sous pression.