Brevet FR2534637A1 — publié le 19840420

Machine à pistons axiaux, notamment du type de construc tion à disque réglable ". L'invention concerne une machine à pistons axiaux (pompe ou bien moteur) du type de construction à disque oblique, avec un bottierS un disque oblique, ainsi qu'avec un arbre monté dans des paliers indirectement ou bien directement dans le bottier, cet arbre étant relié à un tambour de cylindres dans lequel les pistons prenant appui sur le disque oblique, sont susceptibles de se déplacer ; la structure porteuse du disque oblique peut être constituée d'une pièce unitaire dans le cas d'une machine non réglable en ce qui concernel'inclînaison du disque oblique par rapport à l'axe de rotation, tandis que la structure porteuse du disque oblique, dans le cas d'une machine où l'inclinaison du disque oblique par rapport à l'axe de rotation est réglable, est constituée d'un corps de disque oblique et d'un corps porteur dans lequel est montée la structure porteuse de disque oblique. Dans le cas des machines à disques obliques réglables connues Jusqu'à ce Jour, le corps de disque oblique est monté, soit dans des pa-liers à roulement dont les coqull- les de coussinet sont montées dans un corps porteur ou bien directement sur le bottier, ou bien ce corps de disque oblique est monté à glissement au moyen de coquilles de coussinet à glissement, auquel cas les coquilles de paliers à glissement placées en face du corps de disque oblique sont également montées, soit dans un corps porteur ("flasque de palier"), soit dans le bottier.Le palier principal de l'arbre d'entrainement est alors monté en direction axiale à côté du corps porteur et prend appui, soit sur le bottier, soit sur le flasque de palier. il en résulte une longueur de construction relativement sm- portante en direction axiale du fait que les paliers de corps de disques obliques et de l'arbre d'entralnement sont disposés l'un derrière l'autre, et les coûts de réa- lisation sont élevés. L'invention a pour but de créer une machine qui présente une longueur de construction aussi réduite que possible et dont le coût de réalisation est réduit. Ce but est atteint, conformément à l'invention en ce que le palier, côté disque oblique, de l'arbre est disposé sur la structure porteuse du disque oblique, c'est-a-dire qu'il se situe dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, et dans lequel est également disposée la structure porteuse du disque oblique, le palier de l'arbre prenant de préférence appui sur cette structure porteuse de disque oblique. L'invention se rapporte notamment à une machine réglable à pistons axiaux, dans laquelle le disque oblique est formé sur un corps de disque oblique, lequel est monté en étant susceptible de pivoter dans une structure de support de berceau constituant le corps porteur, si bien que cette structure de support de berceau constitue avec le corps de disque oblique la structure porteur de disque oblique, le palier, coté disque oblique, de l'arbre étant conformément-à 'invention, disposé sur la structure de support de berceau et prenant de préférence également appui sur cette structure. La structure de support de berceau se situe alors contre la face frontale du boîtier, le bottier ayant de préférence, dans ce cas, une forme de cuvette, de sorte que la face frontale constitue la surface de fond de cette cuvette contre le côté interne de laquelle s'applique la structure de support de berceau. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la structure de support de berceau est bloquée sur la face frontale du bottier, contre les déplacements radiaux, au moyen d'un épaulement d'a.Justage, et elle est bloquée en rotation par des moyens' de blocage en rotation connus en soi.A ce titre, on utilise habituellement des broches ou des gouJons qui pénètrent dans la face frontale du boltier et qui pénètrent également en traversant le plan de contact, dans la structure de support de berceau au moins à la périphérie de celle-ci-Par opposition au flasque de palier connu- vissé sur le bottier, l'application de.la structure de support de berceau contre la face frontale du bottier, agit uniquement par les efforts qui poussent les pistons sur le disque oblique et en conséquence le corps de disque oblique contre la structure de support de berceau. il est particulièrement avantageux.que la structure de support de berceau prenne appui contre la face frontale du bottier (fond du boltier) uniquement par une surface de bordure externe, cependant que la partie de la surface de base, plus proche de l'arbre, de la structure de support du berceau, est pourvue d'un evide- ment de sorte que la surface frontale est quelque peu en retrait de la surface de bordure. il en résulte de meilleures conditions de répartition- des charges sur la face frontale (fond du bottier) qui permettent de maintenir à un niveau réduit les épaisseurs de parois de cette face frontale (fond du bottier) et de maintenir également de ce fait à un niveau réduit, l'-extension axiale et malgré cela, de créer des conditions favorables en ce qui concerne l'émission de bruits. Dans le cas des machines à pistons axiaux les plus courantes, le palier coté disque oblique est prévu pour transmettre les efforts axiaux de l'arbre au bottier. Selon une démarche avantageuse de l'invention, dans le cas d'une machine à pistons axiaux de ce type, la bague externe du palier côté disque oblique, prend appui contre la même face frontale du bottier contre laquelle prend également appui la structure de support de berceau. I1 est également possible que la bague externe de ce palier prenne appui contre un épaulement dans la structure de support de berceau, de sorte que l'effort correspondant à cet appui est transmis au bottier par l'intermédiaire de la structure de support de berceau. Le but poursuivi conformément à l'invention, à savoir une longueur hors tout aussi réduite que possible, est toutefois mieux obtenu lorsque la bague externe du palier prend appui directement sur le bottier. Dans les machines connues Jusqu'à ce Jour, il est prévu entre le corps de disque oblique et le flasque de palier, comme déJà mentionné, soit un palier à roulement, lequel augmente l'extension axiale de façon correspondante à ses dimensions, ou bien il est prévu un palier lisse pour lequel une coquille ou une bande de métal antifriction est disposée au moins dans l'une des deux pièces constitutives. Pour ménager aussi bien l'espace pour ce palier et la dépense de réalisation le concernant, il est prévu que le corps de disque oblique est formé à partir d'une pièce d'oeuvre unique, ou bien qu'éventuellement et de préférence, la structure de support de berceau est également formée à partir d'une pièce d'oeuvre unique, auquel cas le corps de disque oblique et la structure de support de berceau s appliquent directement l'un sur l'autre avec une surface cylindrique ou bien cylindrique creuse, le matériau du corps de disque oblique ou bien éventuellement également celui de la structure de support de berceau, étant choisi de façon telle qu'il en résulte sur les surfaces de glissement un appariement de matériaux avec de bonnes propriétés de glissement.A titre d'exemple, le corps de disque oblique peut être constitué d'acier nitruré en phase gazeuse, tandis que la structure de support de berceau est constituée de fonte perlitique à graphite sphéroidale et est nitrurée au bain. il en résulte un palier comportant de bonnes propriétés de glissement, les coûts de réalisation sont très réduits et l'extension axiale est également réduite, conformément au but de l'invention. Dans le cas d'une pompe à pistons axiaux, prévue pour être directement bridée sur la calotte du volant, il peut être prévu dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse selon une autre démarche importante de l'invention, que l'extrémité libre de l'arbre de la pompe soit introduite avec une liaison appropriée, par exemple des cannelures, directement dans la partie en forme d'arbre creux de l'accouplement, cette partie en forme d'arbre creux de l'accouplement pénétrant dans l'alésage du volant ou bien dans l'arbre du vilebrequin du moteur à pistons à combustion interne. Les caractéristiques suivantes sont alors importantes le côté frontal de la pompe s'étend en direction du moteur à combustion interne au-delà du plan de bride, dans lequel la bride du boîtier de la pompe s'applique contre la calotte du volant, et ce côté frontal pénètre dans la calotte du volant, si bien qu ici également le but d'une longueur hors tout de construction réduite est atteint de façon particulièrement complète. Pour permettre cela, il est en outre prévu que l'accouplement de son côté présente- une extension axiale aussi réduite que possible, et comporte en direction axiale des voiles ou bien des parties de disque à paroi mince qui sont courbés de façon qu'ils s'adaptent d'une manière optimale à 11 espace entre la surface frontale de la pompe et la surface frontale du volant. En outre, les éléments élastiques entre le volant et l'accouplement sont disposés à l'intérieur du large volant et l'accouplement s'étend à l'intérieur de ces éléments élastiques avec des broches reliées à cet accouplement. Le but d'une extension réduite en direction axiale est ainsi atteint d'une façon avantageuse. A titre d'exemple de réalisation de l'obJet de l'invention, un ensemble de deux pompes est représenté sur les dessins dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale de cet ensemble, - la figure 2 est une coupe décalée de 900 autour du même axe de l'ensemble de la figure 1. Le boîtier 1 de la pompe, situé à gauche sur le dessin, de l'ensemble de deux pompes, est constitué d'une pièce d'oeuvre avec la partie de bride 2 qui est fixée par des boulons 5 sur la surface de contact 3 contre la calotte 4 du volant du moteur à combustion interne, non représenté plus en détail. Le volant 8 est fixé sur l'arbre de vilebrequin 6 du moteur à combustion interne au moyen des boulons 7. Dans les alésages 9 du volant 8, sont disposés des moyens élastiques de couplage 10, qui enserrent respectivement un gouJon 11 fixé dans un disque d'accouplement 12, lequel est aussi mince que possible en direction axiale et courbé de façon qu'il occupe-à l'intérieur de l'espace intermédiaire entre le volant 8 et la partie de surface frontale 13 du boîtier 1, aussi peu de place que possible en direction axiale.L'arbre creux 14 de l'accouplement 12, pénètre dans l'alésage 15 de l'arbre de vilebrequin 6 et est pourvu intérieurement d'une denture 16 qui est en prise avec une denture sur l'arbre 17 de la pompe. L'arbre 17 est pourvu d'une autre denture 18 qui est en prise avec une denture interne dans l'alésage central du tambour 19 des cylindres. Danse tambour 19 des cylindres, sont prévus des alésages 20 de cylindres, dans chacun desquels est disposée une douille de glissement 21 et dans chacun desquels est susceptible de se déplacer un piston 22 prenant appui au moyen d'un sabot. de glissement 23 contre le disque oblique 24, formé sur le corps de disque oblique 25.Contre les surfaces d'embase des sabots de glissement 23 s'applique une plaque de maintien 26, qui est poussée par l'intermédiaire d'un anneau sphérique 27 contre les sabots de glissement 23, l'effort de pressage étant transmis par des broches de pression, non representées plus en détail sur les dessins, venant de l'anneau de pression 28, contre lequel prend appui le ressort 29 qui, de l'autre côté, prend appui contre un anneau 30 monté au moyen d'un anneau extensible 31 dans le tambour 19 des cylindres. Le corps de disque oblique 25 comporte-une sur- face externe cylindrique 32 qui s'applique contre une surface cylindrique creuse 33 .sur la structure de support de berceau 34, laquelle est guidée par une partie cylindrique 35 dans unalésage d'aJustage 36 dans la surface frontale 13-du boîtier 1 et s'applique contre la surface latérale interne 39 de cette surface frontale par une surface de bordure 37.La partie interne 38 dé la surface frontale de la structure de support de berceau 34 est en retrait par rapport à la surface de bordure 37, si bien qu'elle ne s'applique pas contre la surface latérale interne 39 de la surface frontale 13. I1 en résulte en ce qui concerne le couple de flexion, une réaction façon rable de la surface fron-tale 13 du boîtier 1, car l'effort sur cette surface frontale 13 est introduit au voisinage de la transition vers la partie de forme cylindrique du boîtier 1 en forme de cuvette. Cela permet de réaliser la surface frontale 13 avec une paroi mince de sorte que de ce fait, également, l'extension axiale est réduite.La structure de support de berceau 34 est bloquée contre une rotation involontaire par rapport à la surface frontale 13 par une broche d'aJustage 40, qui est insérée respectivement dans un perçage correspondant de la surface frontale 13 et de la structure de support de berceau 34. Sur la structure de support de berceau 34, il est prévu des nervures latérales de butée 41 (figure 2) qui empêchent que le corps de disque oblique 25 se déplace latéralement à l'extérieur de la structure de support de berceau 34 en direction de l'axe de pivotement. Le tambour 19 des cylindres repose par sa surface frontale contre une plaque de commande 42 qui s'applique, de son côté contre une structure de réception de plaque de commande 43 contre laquelle le boîtier est vissé au moyen de boulons 44. L'action du ressort 29 presse ainsi d'une part, lez tambour des cylindres 19 contre la plaque de commande 42 et donc contre la structure de réception de plaque de commande 43 et, d'autre part, par l'intermédiaire de la plaque de maintien 26, des sabots de glissement 23 et du disque oblique 24, sur le corps de disque oblique 25 et, à partir de celui-ci, par l'intermédiaire des surfaces 32 et 33 sur la structure de support de berceau 34, et presse ainsi celle-ci contre la surface frontale 13 du boîtier 1, de sorte qu'ainsi, le circuit de transmission des forces est fermé. Des dispositifs particuliers pour fixer, par exemple par vissage, la structure de support de berceau 34, ne sont ainsi pas nécessaires et ne sont pas prévus. Dans un alésage central 45 de la structure de réception 43 de la plaque de commande, est montée la bague externe 46 d'un palier à rouleau conique 46/47 et elle prend appui contre un épaulement de la structure de réception 43 de la plaque de commande. La bague interne 47 est montée sur l'arbre 17 et prend appui axialement contre celui-ci par l'intermédiaire d'un anneau extensible 48. Le palier côté dis-que oblique de l'arbre 17 est un palier à rouleaux coniques 49/50, dont la bague interne 49 est montée sur l'arbre 17 et prend appui contre un épaulement 53 de cet arbre. La bague externe 50 du palier à rouleaux coniques 49/50 est montée et soutenue radialement dans un alésage 51 de la structure de support de berceau 34 et elle prend appui en direction axiale contre la surface latérale interne 39 de la surface frontale 13 du boîtier 1. Le palier à rouleaux coniques 49/50 est ainsi disposé à l'intérieur de la structure de support de berceau 34. Dans la structure de réception 43 de la plaque de commande, sont également disposés les canaux servant à amener au tambour 19 des cylindres et à évacuer de ce tambour, le liquide de fonctionnement des deux pompes de l'ensemble. La pompe, placée à droite sur le dessin, de l'ensemble de deux pompes se différencie de la pompe placée à gauche sur le dessin, uniquement en ce que le boîtier 61 de la pompe placée à droite sur le dessin ne'est pas muni d'une partie de bride 2 et ne comporte pas un passage pour la traversée de l'arbre 17. Les deux arbres 17 comportent des cannelures 55 en prise avec des cannelures correspondantes sur le manchon d'accouplement 56, qui transmet le couple de l'arbre 17 placé à gauche sur le dessin à l'arbre 17 placé à droite sur ce dessin. Ce manchon d'accouplement 56 est muni à l'extérieur d'une denture 57 engrenant avec la denture d'un pignon 58 monté sur un axe 49 lequel est à son tour monté dans la structure de réception 43 de la plaque de commande. Le pignon 58 sert à entraîner un arbre de sortie auxiliaire, non représenté plus en détail sur le dessin. Le but consistant à obtenir une extension axiale aussi réduite que possible et des coûts de réalisation aussi réduits que possible, est en outre atteint en ce que les cylindres de réglage prévus pour régler l'inclinaison du corps de disque oblique 25, sont réali sés sous la forme d'alésages 62 directement dans la structure de réception 43 de la plaque de commande. Dans chacun de ces alésages de cylindres de réglage 62 est susceptible de se déplacer un piston de réglage 63 étanché par un anneau torique 64 dans l'alésage de cylindre de réglage et prenant par ailleurs appui, par l'intermédiaire d'une rotule 65 sur le corps de disque oblique 25. Au moins dans la mesure où le disque oblique ne doit être susceptible de pivoter que dans un seul sens à partir de sa position perpendiculaire à l'axe de rotation, des longueurs de cylindre suffisantes peuvent être obtenues de cette façon. R E V E N D I C A T i O N S O') Machine à pistons axiaux comportant un disque oblique formé sur une structure porteuse de disque oblique et comportant un boîtier avec un arbre monté dans des paliers et qui est relié à un tambour de cylindres dans lequel sont susceptibles de coulisser des pistons prenant appui sur le disque oblique, machine caractérisée en ce que-le palier (49, 50), côté disque oblique, de L'arbre (17) prend appui sur la structure porteuse de disque oblique. 20) Machine réglable à pistons axiaux selon la revendication 1, dans laquelle le disque oblique (24) est formé sur un corps de disque oblique (25) monté en étant susceptible de pivoter dans une structure de support de berceau (34), machine caractérisée en ce que le palier (49, 50) côté disque oblique, de l'arbre (17) est monté dans la structure de support de berceau (34). 30) Machine à pistons axiaux selon la revendication 2, caractérisée en ce que la structure de support de berceau (34) s'applique contre une surface frontale (13, 13a) du boîtier (1 ou bien 61) et est fixée en position radiale dans ce boîtier au moyen d'un épaulement d'aJustage (36), tandis que des moyens de blocage en rotation (40) sont prévus. 40) Machine à pistons axiaux selon la revendication 3, caractérisée en ce que la structure de support de berceau (34) ne prend appui contre la surface frontale (13, 13a), réalisée avec une paroi mince, du boîtier qu avec une surface de bordure externe (37). 50) Machine à pistons axiaux selon la revendication 2, dans laquelle le palier cte disque oblique est prévu pour transmettre des efforts axiaux, machine caractérisée en ce que la bague externe (50) de ce palier (49/50) prend appui contre la même surface frontale (13, ou bien 13a) du boîtier (1 ou bien 61) contre laquelle prend également appui la structure de support de berceau (34). 60) Machine à pistons axiaux selon la revendication 2, caractérisée en ce que le corps de disque oblique (25) est réalisé à partir d'une pièce d'oeuvre unique e/ou que la structure de support de berceau (34) est réalisée à partir d'une pièce d'oeuvre unique; tandis que le matériau est respectivement choisi de façon que sur les surfaces de glissement (32, 33) où le corps de disque oblique (25) s'applique contre la structure de support de berceau (34), un appariement de matériaux avec de bonnes propriétés de glissement est obtenu.