Brevet FR2517754A1 — publié le 19830610

L'invention concerne un agencement pour positionner axia- lement le rotor d'une machine hydraulique à déplacement, dans lequel le rotor est constitué par un arbre sur lequel est agencé un corps de rotor dont les faces constituent, avec des parois conjuguées, fixes, du corps de la machine, des interstices d'étanchéité reliés entre eux. La mobilité axiale du rotor (piston tournant) conduit, dans de tels agencements, à des inégalités de largeur axiale des interstices en regard des deux faces du rotor Si un interstice augmente, l'autre devenant par conséquent plus petit, la répartition de la pression sur l'étendue duplus petit interstice se modifie, ce qui est de aux influences du frottement et aux modifications de la viscosité ainsi qu'à une déformation élastique des composants, donc à la modification de géométrie de l'interstice Il s'établit alors, du côté du plus grand interstice, une force excédentaire qui déplace encore plus le rotor en direction du plus petit interstice qui est ainsi encore aminci Cette force excédentaire est compensée par une force antagoniste mécanique qui a pour conséquence un fort serrage entre les surfaces de la face du rotor et de la paroi voisine, fixe, appartenant au corps ou carter de la machine Il en résulte que les surfaces en condition de glissement mutuel ne sont plus séparées l'une de l'autre par un film lubrifiant et qu'un 'frottement mixte" s'établit entre les composants concernés Comme un tel interstice est très sensible aux particules d'impuretés, il s'établit, du fait d'un manque d'écoulement hydraulique, de fortes températures qui, combinées au fort serrage entre surfaces et à la moindre viscosité du lubrifiant et à ses impuretés, peuvent conduire au grippage des composants en cause. Diverses solutions ont déjà été proposées pour obtenir une stabilisation du rotor sur une position médiane entre les parois frontales du corps, ou bien entre des plateaux de commande ou distri- bution agencés frontalement Toutefois, bien qu'onéreuses et techni- quement compliquées, ces solutions présentent toutes des inconvénients notables. Si les paliers sont du genre hydrostatique, il y a de fortes pertes d'huile radiales et, malgré les soins complexes apportés à la réalisation des buses d'huile, la fiabilité fonctionnelle est relati-. vement faible. l Meme si l'on utilise des rainures de commande ou distribution ayant des dimensions et positions équilibrées des deux cotés du rotor, 2517754- certains inconvénients apparaissent qui résidentpour l'essentiel, dans le fait qu'une commande bien définie et un positionnement médian exact du rotor ne sont pas possibles, d'o un accroissement du risque de grippage par "collage" d'un côté En outre, il faut alors recourir à des couples de matières onéreux (bronze) dans la région des bagues ou couronnes de commande, et il y a une fuite d'huile radiale plus impor- tante, donc une dégradation du rendement volumétrique. Si l'on utilise des surfaces de commande différentes, sur les plateaux latéraux, les inconvénients sus-mentionnés sont encore plus manifestes. Enfin, il est connu de prévoir -de brefs "courts-circuits" allant aux chambres pour huile de fuite, cela grâce à de petites rainures distributrices qui sont brièvement ouvertes une fois par tour. Cela présente certes l'avantage que, les paliers sont régulièrement alimentés en huile mais il peut néanmoins y avoir un collage du rotor sur un côté, donc les inconvénients sus-mentionnés, et il peut y avoir d'importantes pulsations de pression, d'o un bruit supplémentaire - Pour surmonter ces inconvénients dus à l'inégalité de largeur des interstices d'étanchéité, on a déjà proposé (demande de brevet allemand DE-OS 28 46 841) un agencement du genre mentionné au début, dans lequel les deux interstices sont reliés au côté haute pression de la machine par des canaux offrant des résistances hydrauliques fixes, de façon qu'une boucle de régulation de position, pour le positionnement axial symétrique du rotor, soit formée, sous la forme d'un "montage hydraulique en pont", par les deux interstices d'étanchéité latéraux et les résistances hydrauliques fixes De cette disposition, il résulte que si le rotor s'écarte de sa position de symétrie axiale, il est alors contraint à y retourner, de sorte qu'il y a constamment des interstices égaux de chaque côté du rotor Un tel agencement satisfait certes aux conditions essentielles à l'obtention d'une lubrification suffisante des portées, du fait d'un positionnement médian exact du rotor Toutefois, les divers trous de jonction nécessaires rendent la construction et la fabrication relativement compliquées. L'invention a pour objet d'améliorer un agencement du genre mentionné au début, de façon que la construction et la fabrication soient sensiblement simplifiées. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que, pour relier les interstices d'étanchéité, le rotor présente au moins un 2 5 1 7 7 5 4 canal de jonction traversant On obtient ainsi un positionnement médian précis du rotor tout en minimisant et régularisant la fuite d'huile radiale En outre, tout en ayant un excellent rendement volumétrique, on est assuré d'une lubrification suffisante De plus, l'agencement selon l'invention permet de prévoir des cavités-distributrices réniformes sur un seul côté, ce qui correspond à une construction simplifiée Cet agencement autorise en outre une distribution exacte et, par conséquent, est plus silencieux Il n'y a pas besoin de couples de matières parti- culiers. Dans une forme de réalisation préférée, l'invention prévoit que le canal de jonction traverse obliquement l'arbre portant le corps du rotor Le canal de jonction présente alors avantageusement des embou- chures dans la région comprise, entre le corps du rotor et les coussinets qui sont prévus dans le corps pour la portée de l'arbre Du fait de ces trous de jonction obliques devant les coussinets, il s'établit, entre les chambres de la machine à déplacement, un équilibre de pression ayant pour effet que le rotor (piston tournant) est toujours maintenu en position médiane En outre, les deux coussinets sont régulièrement alimentés en huile, indépendamment de la position instantanée du rotor. Au lieu du canal de jonction oblique, on peut-aussi prévoir un canal de jonction présentant des portions radiales de part et d'autre du corps et une portion axiale qui relie ces portions en suivant l'axe de l'arbre. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le canal de jonction peut aussi traverser le corps du rotor, parallèlement à l'arbre. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une machine hydraulique à déplacement dotée d'un canal de jonction traversant obliquement le rotor; la figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une machine comportant un autre agencement du canal de jonction traversant le rotor; et la figure 3 est une vue partielle en coupe d'une machine comportant une troisième forme d'agencement du canal de jonction, dans le corps du rotor. La machine à déplacement I représentée sur la figure I est une pompe à palettes dotée d'un corps 2 fermé par un couvercle 3 qui y est fixé Dans le corps 2 et le couvercle 3, il est prévu des alésages mutuellement alignés 4 et 5 qui reçoivent les coussinets 6 et 7 dans lesquels porte un arbre 8 sur lequel est agencé un corps de rotor 9 en forme de disque Ce corps-de rotor peut, comme représenté, être formé d'un seul tenant avec l'arbre 8 du rotor. Pour recevoir le corps 9 du rotor, il est prévu, dans le corps 2 de la pompe, une chambre annulaire 10 Outre le corps 9 du rotor, un plateau ou disque intermédiaire Il est disposé dans cette chambre annulaire 10 Un trou 12 pour l'admission de fluide et un trou 13 pour la sortie de fluide sont prévus dans le corps 2 de la pompe Dans ces trous 12 et 13, débouchent des canaux 14 et 15 qui ont leurs axes parallèles et qui traversent aussi le plateau intermédiaire Il et réalisent les liaisons aux cellules 16 entre palettes de la machine à déplacement 1 Ces cellules 16 sont formées par des éléments "palettes" non-représentés qui peuvent accomplir un mouvement de va-et-vient dans des encoches radiales aménagées dans le corps 9 du rotor, et qui, par leurs bords extérieurs, s'appliquent contre une bague ou couronne de commande 17 Pour qu'un interstice d'étanchéité 18 entre le rotor 8, 9 et le plateau intermédiaire Il soit relié à un interstice d'étan- chéité 19 entre le rotor 8, 9 et la surface du corps de pompe 2 située en vis-à-vis, un canal traversant sous la forme d'un trou 21 passe obliquement au travers du rotor 8, 9 Ce trou 21 présente une embou- chure 22 dans la région située entre le coussinet 7 et le corps 9 du rotor et présente une embouchure 23 entre le coussinet 6 et le corps 9 du rotor, chacune de ces embouchures étant située dans la zone de la transition entre l'arbre 8 et le corps 9 du rotor. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, dans laquelle les composants essentiels de la machine à déplacement 24 correspondent à ceux de la machine 1, il y a, pour la jonction des interstices d'étanchéité 25 et 26 qui correspondent aux interstices 18 et 19 sur la figure 1, un canal traversant 28 qui est aménagé dans l'arbre rotorique 27 et qui présente deux portions radiales 29 et 30 de part et d'autre du corps 34 du rotor, portions qui débouchent chacune dans un interstice d'étanchéité 25, 26, cela dans la région située entre un coussinet 32, 33 et le corps 34 du rotor, et qui sont reliées entre elles par une portion axiale 31 disposée suivant l'axe de l'arbre 27. La machine à déplacement 36 représentée sur la figure 3 correspond elle aussi, pour l'essentiel, aux machines à déplacement 1 et 24 Toutefois, ici, pour la jonction entre interstices d'étanchéité 37 et 38, il est prévu au moins un trou 40 qui est parallèle à l'axe 39 et qui traverse le corps 41 du rotor et débouche dans la région des espaces situés devant les coussinets 32, 33, établissant ainsi une liaison aux interstices d'étanchéité 37, 38. Dans les cas o les trous 21, 28, 40 affaibliraient trop le corps 9 du rotor, on peut aussi prévoir un trou ou un canal passant dans le corps 2 de la pompe. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REVENDICATIONS 1 Agencement pour positionner axialement le rotor d'une machine hydraulique à déplacement positif, dans lequel le rotor est constitué par un arbre sur lequel est agencé un corps de rotor dont les faces constituent, avec des parois conjuguées, fixes, du corps de la machine, des interstices d'étanchéité reliés entre eux, cet agencement étant caractérisé en ce que, pour relier ces interstices ( 18, 19; 25, 26; 37, 38), le rotor ( 8, 9; 27, 34; 39, 41) présente au moins un canal de jonction traversant ( 21; 28; 40). 2 Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de jonction ( 21) traverse obliquement l'arbre ( 8) portant le corps ( 9) du rotor. 3 Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le canal de jonction ( 21) présente des embouchures ( 22, 23) dans la région comprise entre le corps ( 9) du rotor et des coussinets ( 6, 7) qui sont prévus dans le corps ( 2) et qui portent l'arbre ( 8). 4 Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de jonction ( 28) présente des portions radiales ( 29, 30) de part et d'autre du corps ( 34) du rotor et une portion axiale ( 31) qui relie ces portions ( 29, 30) et qui suit l'axe de l'arbre ( 27). 5 Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de jonction ( 40) traverse le corps ( 41) du rotor, parallèlement à l'arbre ( 39).