Brevet FR2534978A1 — publié le 19840427

L'invention concerne le logement du plateau d'entraînement d'une machine à pistons axiaux, du type à axes obliques, comportant un barillet, dont l'angle d'incli- naison est constant ou réglable et avec lequel les éléments de pistons, pouvant exécuter un va-et-vient dans les alésages cylindriques du barillet, sont montés pivotant sur un plateau d'entraînement relié à l'arbre primaire (fonctionnement comme pompe) ou secondaire (fonctionnement comme moteur); avec lequel le plateau d'entraînement s'appuie axialement et radia- lement dans le corps de la machine au moyen de paliers lisses hydrostatiques et/ou hydrodynamiques et des chambres de pression d'au moins quelques-uns des paliers lisses sont ali- mentés en fluide de travail de la machine-à pistons axiaux par des canaux centraux pratiqués dans les éléments de pis- tons et des canaux correspondants pratiqués dans le plateau d'entraînement. Dans les machines à pistons axiaux obliques, les pistons disposés dans le barillet tournant agissent, par des bielles, sur le plateau d'entraînement également tournant, cependant que l'axe de rotation du plateau d'entraînement et l'axe de rotation du barillet forment un angle déterminé réglable ou constant Quand le piston et la bielle sont d'une pièce, les bielles et les éléments de pistons sont montés pivotants sur le plateau d'entraînement, dans un plan de pi- votement qui est perpendiculaire à l'axe de rotation du pla- teau d'entraînement et qui passe par le point d'intersection de l'axe de rotation du barillet et du plateau d'entraînement. L'effort des bielles sur le plateau d'entraînement peut se dé- composer, dans ce plan de pivotement,-en une composante axiale et en une composante radiale par rapport au plateau Ces forces agissant sur le plateau sont supportées la plupart du temps par l'intermédiaire de différentes combinaisons de roulements. Mais, pour augmenter la durée de vie, spécialement quand la machine à pistons axiaux fonctionne avec des fluides de travail constitués par des liquides aqueux, dont le pouvoir de graissage est mauvais ou presque nul, ainsi que pour réduire le brut, on cherche de plus en plus à monter le plateau d'entrat- nement dans des paliers lisses. Le support des forces agissant axialement sur le plateau d'entraînement est réalisé, dans des machines connues du type indiqué plus haut, par des patins constituant des corps de paliers hydrostatiques, un patin correspondant à chaque piston Le délestage hydrostatique (support) fait au moyen d'une chambre de pression logée dans la surface de déplacement du patin; cette chambre est soumise à la pression de fonction- nement par un canal traversant le piston et la bielle (brevet US 3 198 130, brevet anglais 1 193 705) La composante axiale des forces de chaque piston peut 9 tre supportée de cette façon directement, et presque comp Z Itement hydrostatiquement Des forces résiduelles axiales peuvent etre prises en charge hydro- dynamiquement par les surfaces d'appui des patins ou par un anneau glissant axial séparé. Pour supporter des forces agissant radialement sur le plateau d'entraînement, on dispose d'un pa)ier radial avec un centre d'appui se trouvant dans le plan de pivotement. C'est seulement de cette façon qu'on peut éviter des efforts de basculement agissant sur le plateau Comme solution la plus simple pour le palier radial, on dispose d'un palier lisse à support hydrodynamique, comme il est décrit par exemple dans le brevet US 3 198 130 ou dans le brevet US 3 056 358 Mais, en pratique, il est difficile de construire un palier de por- tance suffisante, compte tenu de l'étroitesse de l'espace dis- ponible (l'extension radiale du corps d'une pareille machine à pistons radiaux est déterminée essentiellement par la grandeur radiale de la construction dans la zone du plateau d'entraînement) Ceci est spécialement vrai pour le fonction- nement avec des liquides dont le pouvoir de graissage est fai- ble Dans le brevet anglais 1 193 705, on prévoit donc, sur le côté chargé radialement du-plateau d'entraînement, des patins avec des chambres de pression soumises à la pression du fluide de travail de la machine à pistons axiaux; comme corps de paliers hydrostatiques, ces chambres reçoivent une part es- sentielle des forces radiales qui agissent sur le plateau d'entraînement. Mais cette construction a les défauts suivants les patins doivent être placés dans la zone du plus grand diamètre du plateau d'entraînement et ils augmentent ainsi la dimension extérieure de la machine à pistons axiaux L Tes patins sont relativement chers à cause de la-courbe radiale nécessaire et de l'alimentation sous pression qui est néces- saire de l'extérieur, à travers le corps de machine De plus une pareille construction ne convient pas pour des machines à pistons axiaux, dont l'angle d'inclinaison, c'est-à-dire l'an- gle d'inclinaison de l'axe de rotation du barillet par rapport à l'axe de rotation du plateau d'entraînement, est réglable. Le changement de l'angle de pivotement change aussi la valeur de la composante radiale des forces agissant sur le plateau, cette composante devant être supportée par le palier radial lisse Dans le cas d'une alimentation constante des patins avec la pression du fluide de travail et dans le cas de faibles angles de pivotement du barillet, les patins du pa lier lisse radial appuieraient sur le plateau d'entraînement, sur le c 8 té opposé à la charge D'autre part, avec des angles de pivotement importants, un appui complet des forces radiales agissant sur le plateau ne serait plus assuré. Le but de l'invention est de perfectionner le logement du plateau d'entraînement sur une machine à pistons axiaux, du type à axes obliques, permettant un appui ou une réception de palier adapté automatiquement à tous les états de marche et aussi à toutes les positions de pivotement du baril- let sur des machines réglables et permettant en particulier un appui radial de palier pour le plateau. Pour atteindre ce but, -on propose, dans un logement du type indiqué plus haut, que l'on prévoit, comme paliers lisses radiaux à action hydrostatique et (/ou) hydro- dynamique répartis sur le pourtour du plateau d'entraînement, e un nombre de chambres de pression correspondant à celui des éléments de pistons, ces chambres étant en face d'un coussinet ou d'une surface cylindrique de logement du corps, entourant le plateau d'entraînement, cependant que chaque chambre de pression est alimentée en fluide de travail par un canal central d'un élément de piston et par le canal correspondant qui est dans le plateau d'entraînement, la correspondance entre disque chambre de pression et l'élément de piston étant décalée sur le pourtour du plateau d'entraînement de sorte que la chambre de pression, par rapport au sens de rotation du plateau d'en- traînement suive l'élément de piston correspondant, quand la machine fonctionne comme une pompe et que la chambre précède l'élément, quand la machine fonctionne comme un moteur. Des formes de réalisations avantageuses de ce logement sont décrites par la suite. L'exécution conforme à l'invention du logement du plateau d'entraînement assure une alimentation des chambres de pression dans la zone d'action de la charge radiale et elle réagit automatiquement et exactement à des changements du ni- veau de charge par un changement de l'angle de pivotement ou de la pression de travail Dans les chambres de pression, il s'établit une pression hydrostatique, qui est d'autant plus haute que la fente de graissage qui s'établit entre le pourtour du plateau d'entraînement et la surface cylindrique du corps de machine ou du coussinet est réduite Le liquide sous pres- sion qui s'écoule dans les chambres de pression sert directement à créer un film de graissage hydrodynamique sur la surface de palier cylindrique De cette façon l'effet de palier lisse hydrodynamique est nettement renforcé et on évite un contact métallique, même dans des états transitoires, par exemple au démarrage de la machine. Un autre avantage de la construction suivant l'invention consiste en ce que le logement d'appui radial et axial du plateau d'entraînement tient compte entièrement aussi de la force pulsatoire correspondant au nombre alterné des pistons soumis à la pression Dans le cas d'une force radiale qui diminue quand l'angle d'inclinaison est plus faible et qui agit sur le plateau d'entraînement, la pres- sion diminue dans les chambres de pression à mesure que la fente de graissage augmente, de sorte que le danger d'un contact du plateau d'entraînement sur le côté opposé à la charge n'existe pas La construction conforme à l'invention assure une bonne alimentation du palier lisse radial pour le film hydrodynamique de graissage ainsi qu'un délestage hydros- tatique du plateau d'entraînement, délestage dépendant de la largeur de la fente de graissage. L'invention va être décrite plus en détail à l'aide d'un exemple d'exécution représenté sur ledessin annexé; sur ce dessin la figure 1 représente une coupe schématique d'une machine à pistons axiaux et La figure 2 représente une coupe suivant A-A de la figure 1. La présente machine à pistons axiaux comprend un corps 1 avec un couvercle 2, un barillet 3 avec des alésages cylindriques 4, dans lesquels vont et viennent des pistons 5, fixés à des bielles 6, qui, de leur côté, sont montées pivotantes, sur un plateau d'entraînement 7 Le barillet 3 est monté rotatif autour d'un axe 8, qui pivote aussi sur le plateau d'entraînement 7, cet axe 8 s'appuyant sur un corps symétrique de commande 9 Ce corps 9 est attaqué par un dispositif de réglage non représenté, qui change l'angle d'inclinaison du barillet 3 Le changement de cet angle entraîne le changement de la course des pistons 5 dans les alésages cylindriques 4. Le plateau d'entraînement 7 est relié à un arbre , qui agit comme arbre primaire ou secondaire, suivant le mode de fonctionnement de la machine à pistons axiaux Le plateau d'entraînement 7 comporte des chambres 11, o des patins 12 sont déplaçables axialement par rapport à l'arbre Les patins 12 sont placés contre un disque 13 et ils forment avec celui-ci le logement axial du plateau d'entraî- nement 7 Les patins 12 comportent des chambres de pression 14, qui communiquent, par un orifice 15, avec la chambre 11. Cette chambre communique de son côté, par un canal 16, avec un canal central 17 qui est ménagé dans la bielle 6, ainsi qu'avec le piston 5 de l'élément de piston placé en face De cette façon, le fluide utilisé dans le système et qui est chaque fois dans l'alésage cylindrique 4, devant le piston 5, est dirigé, à la pression régnante, vers la chambre de pression 14 correspondante. Comme palier lisse radial, le plateau d'entraîne- ment 7 s'appuie, par son pourtour, contre un coussinet 18 placé dans le corps 1 On prévoit des chambres de pression 19, répar- ties sur le pourtour du plateau 7 suivant le nombre de pistons Comme on le voit sur la figure 2, chaque chambre de pression 19 communique, par un autre canal de liaison 20, avec une des chambres 11 d'un des patins 12; cette communication ne se fait pas avec la chambre 11 attribuée au piston suivant 5, mais avec une chambre 11 décalée d'un certain angle de rota- tion Dans chaque canal de liaison 20 se trouve un point d'étranglement 21, dont le dimensionnement peut déterminer la quantité du produit de graissage et de refroidissement. Comme on le voit, chaque chambre de pression 19 est décalée, par rapport à la chambre correspondante 11, et donc à l'élément de piston correspondant 5, 6, d'un angle de rotation du plateau d'entraînement 7, qui est d'environ 900 Comme l'esquisse la figure 2, quand la machine à pistons axiaux fonctionne comme pompe, chaque chambre de pression 19 est décalée avec un retard par rapport à l'élément de piston correspondant; quand elle fonctionne comme moteur, elle est décalée avec une avance par- rapport à cet élément De cette façon, on obtient dans chaque état de marche une alimentation circulaire en fluide sous pression pour la plage de charge L-L du palier radial. Sur la figure 1, les pièces 19, 20, 21 ont été représentées décalées dans le sens de rotation, pour plus de clarté La position réelle de ces pièces dans le plateau d'entraînement 7 découle de la figure 2. REVENDICATIONS 1 Logement du plateau d'entraînement d'une machine à pistons axiaux, du type à axes obliques, comportant un barillet, dont l'angle d'inclinaison est constant ou réglable et avec lequel les éléments de pistons pouvant exé- cuter un va-et-vient dans les alésages cylindriques du barillet sont montés pivotant sur un plateau d'entraînement relié à l'arbre primaire E Eonctionnement comme pompe) ou secondaire (fonctionnement comme moteur); avec lequel le pla- teau d'entraînement s'appuie axialement et radialement dans le corps de la machine au moyen de paliers lisses hydrostati- ques et/ou hydrodynamiques et des chambres de pression d'au moins quelques-uns des paliers lisses sont alimentés en fluide de travail de la machine à pistons axiaux par des canaux centraux pratiqués dans les éléments de pistons et des canaux correspondants pratiqués dans le plateau d'entraî- nement, caractérisé en ce qu'on prévoit, comme paliers lisses radiaux à action hydrostatique et (/ou) hydrodynamique répar- tis sur le pourtour du plateau d'entraînement ( 7), un nombre de chambres de pression ( 19) correspondant à celui des éléments de pistons ( 5,6), ces chambres étant en face d'un coussinet ( 18) ou d'une surface cylindrique de logement du corps ( 1), entourant le plateau d'entraînement, cependant que chaque chambre de pression ( 19) est alimentée en fluide de travail par un canal central ( 17) d'un élément de piston et par le canal correspondant ( 16) qui est ménagé dans le plateau d'entraînement, la correspondance entre chaque chambre de pression ( 19) et l'élément de piston ( 5,6) étant décalée sur le pourtour du plateau d'entraînement ( 7) de sorte que la chambre de pression ( 19), par rapport au sens de rota- tion du plateau d'entraînement ( 7) suive l'élément de piston correspondant ( 5,6), quand la machine fonctionne comme une pompe, et que la chambre ( 19) précède l'élément ( 5,6), quand la machine fonctionne comme un moteur. 2 Logement suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les chambres de pression ( 19) sont décalées d'environ 900 sur le pourtour du plateau d'entraînement ( 7) par rapport aux éléments de pistons correspondantes ( 5,6). 3 Logement suivant une quelconque des revendi- cations 1 et 2, dans lequel un patin, formant un palier lisse axial hydrostatique, est en face de chaque élément de piston, dans le plateau d'entraînement, la chambre de pression du patin communiquant avec -le canal central qui est dans l'élé- ment de piston correspondant; dans lequel chaque patin est mobile axialement dans une chambre du plateau d'entraînement, cependant que la chambre communique, par un orifice du patin, avec la chambre de pression du patin et par un canal pratiqué dans le plateau d'entraînement, avec le canal central qui est ménagé dans l'élément de piston correspondant, caractérisé en ce que la chambre ( 11) communique, par un autre canal-de Jaison ( 20), qui est ménagé dans le plateau d'entraînement ( 7), avec une des chambres de pression ( 19) qui sont sur le pour- tour du plateau d'entraînement ( 7). 4 Logement suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que le canal de liaison ( 20) comporte un point d'étranglement ( 21) par rapport à chaque chambre de pression ( 19)