Brevet FR2572473A1 — publié le 19860502

Vérin rotatif La présente invention se rapporte à un vérin rotatif comportant un cylindre dans lequel est logé un noyau central qui est pourvu d'au moins un arbre de sortie et qui est entrainé relativement, en rotation, par rapport au dit cylindre, par l'action d'un fluide hydraulique. On connait des vérins rotatifs comportant un cylindre dans lequel est logé un arbre central rotatif présentant des palettes radiales qui délimitent,avec des cloisons fixées au cylindre, des chambres étanches alimentées en fluide hydraulique. Le mouvement de rotation est inférieur à un tour. La présente invention a pour but de fournir un vérin rotatif de conception rustique donc de faible prix et évitant l'emploi de joints entre chambres (en limitant ainsi les -frottements). Le guidage radial du noyau est assuré par des billes de roulement qui servent par ailleurs a l'entrainement relatif en rotation du noyau et du cylindre. Le vérin ainsi conçu est insensible aux accélérations radiales. I1 est équilibré et peut présenter une faible inertie. Le vérin selon l'invention est caractérisé par le fait que le noyau et le cylindre présentent deux gorges demi-toriques entre lesquelles se logent des billes de roulement formant au moins deux chambres de vérins toriques qui, chacune, sont alimentées en fluide, par un conduit de distribution et sont délimitées par au moins une bille de roulement liée en rotation au cylindre et par au moins une bille de roulement liée en rotation au noyaù, l'une des billes servant de fond de vérin, l'autre servant de piston de vérin, les dites chambres étant agencées pour faire pivoter relativement le cylindre et le noyau, dans l'un ou l'autre sens. Selon une autre caractéristique, le vérin présente une chambre de vérin dont la ou les billes de roulement liées au noyau sont situées en avant, pour un sens de rotation donné, de la ou les billes de roulement liées au cylindre et au moins une chambre de vérin dont la ou les billes de roulement liées au noyau sont situées en arrière, pour le même sens de rotation, de la ou des billes de roulement liées au cylindre. Selon une autre caractéristique, le noyau et le cylindre présentent des gorges étagées entre lesquelles sont logées les billes de roulement formant les chanvres de vérins. Selon une autre caractéristique, le cylindre est fixe et présente des conduits de distribution et le noyau est rotatif, les billes de roulement liées au cylindre servant de fonds de vérins, les billes de roulement liées au noyau servant de pistons de vérins. Selon une autre caratéristique, le vérin comporte des butées axiales guidant le noyau. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexés. La figure 1 représente une coupe axiale d'un premier mode de réalisation du vérin selon l'invention. La figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1. La figure 3 représente une coupe axiale d'un second mode de réalisation du vérin selon l'invention. La figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une coupe d'un troisième mode de réalisation du vérin selon l'invention. La figure 6 est une coupe d'un quatrième mode de réalisation du vérin selon l'invention. En se référant aux dessins, le vérin comporte un cylindre 1 dans lequel est logé un noyau 2 qui tourne autour d'un axe 3. Le cylindre 1 est constitué d'un tube ou anneau 11 et de flasques 12 et 13. Le noyau 2 a une forme générale cylindrique et présente un arbre de sortie 21 qui passe à travers du flasque 13. Le noyau pourrait présenter un second arbre de sortie passant au travers du flasque 12. Le noyau 1 présente une gorge demi-torique (figure 1) ou plusieurs gorges demi-toriques étagées (figure 3). Le cylindre comporte, en correspondance avec la ou les gorges du noyau, une gorge demi-torique (figure re 1) ou plusieurs gorges demi-toriques étagées (figures 3). Chaque paire de gorges associées forme ainsi, entre le noyau ét le cylindre, un espace torique dans lequel sont logées des billes de roulement 5 et 6. Ces billes sont montées dans les gorges soit avec jeu réduit ou nul soit avec une légère précontrainte. Les billes de roulement 5 sont liées en rotation, autour de l'axe 3, au cylindre 1. Cette liaison en rotation est assurée par des ergots 51. Les billes de roulement 6 sont liées en rotation au noyau 2. Cette liaison en rotation est assurée par des ergots 61. Les billes de roulement 5 et 6 délimitent des chambres de vérins toriques 7 et 8. Dans les modes de réalisation, le cylindre 1 est fixe et le noyau est rotatif et constitue le rotor. Dans ce cas les billes 5 sont immobiles autour de l'axe 3 et font office de fonds de vérins et les billes 6 sont mobiles autour de l'axe 3 et font office de pistons de vérins. Les chambres de vérins toriques sont susceptibles d'être mises sous haute pression ou sous basse pression par des conduits de distribution de fluide hydraulique 71 et 81. Les conduits 71 et 81 débouchent à proximité des billes immobiles autour de l'axe 3 qui constituent les fonds de vérins, c'est à dire 9 proximité des billes 5. Le vérin rotatif comporte au moins deux chambres de vérins toriques 7 et 8 capables de faire pivoter relativement le noyau et le cylindre dans l'un ou l'autre sens. Dans les modes de réalisation représentés, si la ou les chambres de vérin 7 sont sous haute pression et les chambres 8 sont sous basse pression le noyau ou rotor 2 tourne dans le sens de la flèche F. Si la ou les chambres de vérin 8 sont sous haute pression et les chambres 7 sont sous basse pression le noyau ou rotor 2 tourne en sens inversè. Si l'on considère le sens de rotation donné par la flèche F, chaque chambre de vérin 7 est cloisonnée par la ou les billes 5 et 6 de manière que la ou les billes 6 liées au noyau 2 soient situées en avant de la ou des billes 5 liées au cylindre 1. Au contraire, chaque chambre de vérin 8 est cloisonnée par la ou les billes 5 et 6 de manière que la ou les billes 6 liées au noyau 2 soient situées en arrière de la ou des billes 5 liées au cylindre 1. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le vérin ne comporte qu'un seul espace torique. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, le vérin comporte plusieurs espaces toriques étagés. Le noyau 2 et le cylindre 1 présentent des gorges étagées entre lesquelles sont logées les billes de roulement formant les chambres de vérins 7 et 8. Ainsi plusieurs chambres de vérins 7 ou 8 sont sous pression simultanément et exercent une force sur les billes 6- servant de pistons donc un couple autour de 3. L'arbre de sortie 21 transmet donc un couple égal à la somme des couples individuels. Dans les modes de réalisation des figures 4 et 5, chaque chambre de vérin torique 7 ou 8 disposée dans l'espace torique est délimitée par un jeu de billes de roulement 5 liées au cylindre 1 et par un jeu de billes de roulement 6 liées au noyau 2. Comme précédemment, chaque jeu de billes de roulement 5 sert de fond de vérin et chaque jeu de billes de roulement 6 sert de piston de vérin. Ce mode de réalisation limite les fuites. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 4, la disposition des billes assure un équilibrage hydraulique. L'étanchéité entre l'arbre de sortie 21 et l'orifice du flasque 13 dans lequel passe cet arbre de sortie est assurée par un joint annulaire d'étanchéité 14. Le noyau 2 est guidé axialement dans le cylindre 1 par dieux butées axiales 91 et 92 constituées chacune par au moins trois billes. Le premier jeu de billes 91 est monté entre le flasque 12 et la face plane opposée du noyau 2. Le second jeu de billes 92 est monté entre le flasque 13 et la face plane opposée du noyau 2. L'espace compris entre l'extérieur du noyau 2 et l'intérieur du cylindre 1 est connecté au réservoir. Le fonctionnement du vérin est le suivant Lorsque chaque chambre de vérin 7 est sous haute pression et que chaque chambre de vérin 8 est sous basse pression, la pression agit sur les billes 6 comme sur des pistons. Le noyau 2 tourne dans le sens de la flèche F. Inversement lorsque chaque chambre de vérin 8 est sous haute pression et que chaque chambre de vérin 7 est sous basse pression, la pression agit sur les billes 6 comme sur des pistons. Le noyau 2 tourne en sens inverse de la flèche F. Le guidage en rotation du noyau est assuré par les billes 5et 6. Le guidage axial du noyau est assuré par les billes 91 et 92. I1 est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.- Vérin rotatif comportant un cylindre (1) dans lequel est logé un noyau central (2) qui est pourvu d'au moins un arbre de sortie (21) et qui est entrainé relativement en rotation, par rapport au dit cylindre, par l'action d'un fluide hydraulique, caractérisé par le fait que le noyau (2) et le cylindre (1) présentent deux gorges semi-toriques entre lesquelles se logent des billes de roulement (5,6) formant au moins deux chambres (7,8) de vérins toriques qui, chacune, sont alimentées en fluide par un conduit de distribution (71-81) et sont délimitées par au moins une bille de roulement (5) liée en rotation au cylindre et par au moins une bille de roulement (6) liée en rotation au noyau (2), l'une des billes servant de fond de vérin, l'autre servant de piston de vérin, les dites chambres (7,8) étant agencées pour faire pivoter relativement le cylindre et le noyau, dans l'un ou l'autre sens. 2.- Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente une chambre de vérin (7) dont la ou les billes de roulement (6) liées au noyau (2) sont situées en avant, pour un sens de rotation donné, de la ou des billes de roulement (5) liées au cylindre (1) et au moins une chambre de vérin (8) dont la ou les billes de roulement (6) liées au noyau sont situées en arrière, pour le même sens de rotation, de la ou des billes de roulement (5) liées au cylindre. 3.- Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le noyau (2) et le-cylindre (1) présentent des gorges étagées entre lesquelles sont logées les billes de roulement (5,6) formant les chambres de vérin (7,8). 4.- Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cylindre (1) est fixe et présente des conduits de distribution (71-81) des chambres de vérins (7,8) et que le noyau (2) est rotatif, les billes de roulement (5) liées au cylindre (1) servant de fonds de vérins, les billes de roulement (6) liées au noyau (2) servant de pistons. 5.- Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un joint d'étanchéité (14) assurant l'étanchéité entre le cylindre (1) et l'arbre de sortie (21). 6.- Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il présente des butées axiales (91,92). 7. Vérin selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque butée axiale (91,92) est constituée par tZ hlOihs tto'ls