Brevet FR2576363A1 — publié le 19860725

--1 -- Mécanisme à fluide sous pression à rotor On connaît déjà un mécanisme à fluide sous pression, tel qu'un moteur ou une pompe hydraulique, comprenant un stator, un rotor comportant une face plane, un ensemble de palier de montage à rotation du rotor par rapport au stator pour la reprise, en- tre ces deux pièces, des efforts axiaux dans un sens axial parallèle à l'axe de rotation du rotor par rap- port au stator, et, des efforts orthogonaux dans un sens orthQgonal par rapport audit axe de rotation, un distributeur de fluide hydraulique, qui est immobilisé par rapport au stator, et qui comporte une face plane disposée en regard de, et en appui sur ladite face pla- ne du rotor, et, un moyen de poussée interposé entre le stator et le distributeur de fluide pour maintenir la face du distributeur en appui sur la face du rotor. Dans lesmécanismes connus, le rotor est monté à rotation par deux paliers. Cette disposition est évidemment coûteuse et l'invention vise à réaliser le montage à rotation au moyen d'un palier unique bien en- tendu convenablement choisi, en mettant à profit l'exis- tence de la poussée de maintien de la face du distribu- teur en appui sur la face du stator. Selon l'invention, l'ensemble de palier de mon- tage à rotation comprend un palier axial de reprise des efforts axiaux, qui est unique, et, un palier orthogo- nal de reprise des efforts orthogonaux, qui est unique également, le sens de la poussée du moyen de poussée étant tel que le palier axial est effectivement suscep- tible de reprendre cette poussée. Les variantes de réalisations suivantes sont en outre préférées: - le palier axial et le palier orthogonal sont réunis en un dispositif conique unique de reprise des efforts; - 2 - - ce dispositif conique unique de reprise des efforts est constitué par un roulement à rouleaux coni- ques; - le palier axial et le palier orthogonal sont réunis en un dispositif unique de palier (conique ou non); - le palier orthogonal est un palier de type lisse à surface sensiblement cylindrique d'axe de révo- lution confondu avec l'axe de la rotation-relative du ro- tor par rapport au stator; - le support du palier orthogonal est consti- tué par une bague dont le centre est évidé, cependant que l'organe de la liaison mécanique du rotor avec l'exté- rieur du mécanisme est constitué par des cannelures soli- daires de ce rotor et accessibles à un arbre cannelé par le centre évidé de ladite bague. L'invention sera mieux comprise, et des carac- téristiques 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 des- sins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limita- tif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels, les figures 1 à 6 sont des demi coupes axiales de six variantes de moteurs hydrauliques conformes à l'in- vention. Chacun des moteurs des figures 1 à 6 comporte: - un carter 1, constituant le stator, muni d'une came 2; - un bloc-cylindres 3, monté à rotation autour d'un axe géométrique de rotation 4 au moyen d'un ensemble unique de palier 5 et constituant le rotor - une pluralité de cylindres 6, disposés en étoi- le à l'intérieur du bloc-cylindres 3; 3- - une pluralité de pistons 7, chaque piston étant monté coulissant dans un-cylindre 6; - une pluralité de galets de roulement 8, montés, chaque galet à l'extrémité d'un piston 7, et adaptés à rouler sur la surface de la came 2; - un distributeur 9 de fluide hydraulique, monté dans le carter 1, immobilisé en rotation (1011) par rapport au carter 1, muni d'une face plane.12 per- pendiculaire à l'axe de rotation 4, dans laquelle dé- bouchent des conduits 13 de deux groupes de conduits re- liés, les conduits d'un groupe à une première gorge 14, les conduits de l'autre groupe à une deuxième gorge 15; - deux conduits 16,17 ménagés dans le carter 1, reliant les gorges 14,15 à une source de fluide sous pression 18 et à un réservoir de décharge 19, respecti- vement, - une face plane 20, dont est muni le bloc- cylindres 3, qui est perpendiculaire à l'axe de rotation 4, dans laquelle débouchent des conduits 21 ménagés dans le bloc-cylindres 3 et communiquant, chaque conduit 21avec un cylindre 6, et sur laquelle la face-plane 12 du distributeur 9 est maintenue en appui en fonctionne- ment sous l'effet de la poussée hydrostatique P exercée par la pression du fluide sur le fond des gorges 14,15; - des cannelures 22, dont est muni le bloc- cylindres 3, coaxiales à l'axe de rotation 4. Dans la réalisation de la figure 1, un tronçon d'arbre 23, constitue l'arbre de sortie du moteur et est muni de deux jeux de cannelures: des cannelures 24, qui coopèrent avec les cannelures 22 du bloc-cylindres - 3 pour solidariser en rotation le tronçon d'arbre 23 avec le bloc-cylindres 3, et des cannelures 25 dont est muni un alésage de l'extrémité externe du tronçon d'arbre 23, avec lesquelles sont susceptibles de coopérer des canne- lures 26 d'un arbre 27 devant être entraîné par le moteur. - 4 - Les deux bagues 28 d'un palier à rouleaux 29, dont les axes 30 sont inclines (angle A) par rapport à la direction D de l'axe de rotation 4 sont calées l'une sur le carter 1, l'autre sur le tronçon d'arbre 23, ce- pendant que la poussée P est transmise par le bloc-cy- lindres 3 à l'une des bagues 28 (appui 31) et a pour ef- fet de maintenir assemblées lesdites bagues 28 et rou- leaux 29. La réalisation de la figure 2 a la même cons- titution que celle de la figure 1, aux différences sui- vantes près - le tronçon d'arbre 23 n'existe plus et est remplacé par un support de palier 32 qui est muni d'un évidement axial 33, et d'une petite butée axiale 34 - l'une des baguées 28 du palier à rouleaux est calée radialement sur la périphérie externe 32a du support 32, et. axialement sur la butée 34, qui lui transmet la poussée P; - les cannelures 26 de l'arbre 27 après avoir traversé l'évidement 33, coopèrent avec les cannelures 22 du bloc-cylindres 3,pour rendre solidaire en rotation ledit arbre 27 de ce bloc-cylindres. La réalisation de la figure 3 a également la même constitution que celle de la figure 1, sauf la dif- férence suivante: - les rouleaux 29 sont remplacés par un coussi- net lisse 35, qui possède la même inclinaison (angle A) que les axes des rouleaux 29 de la figure 1 par rapport à la direction D de l'axe de rotation 4; - par ailleurs, les deux bagues 28 ont été conservées. La figure 4 représente une réalisation identi- que à celle de la figure 1, sauf la différence de cons- titution du palier 5. Le palier à rouleaux 29 est rempla- cé par un palier unique, commercialisé en un ensemble complet (notamment par la Société "NADELLA", palier type "RAXZ"), comprenant: - une bague 36 présentant deux faces cylindri- ques 36a,36b, d'axe confondu avec l'axe de rotation 4 et un retour 36c perpendiculaire aux faces 36a,36b, fai- sant fonction de butée axiale, une bague plane 37, perpendiculaire à l'axe de rotation 4, - une première série d'aiguilles de roulement 38 interposées entre une face cylindrique externe 23a du tronçon d'arbre 23 et la face cylindrique 36b de la bague 36, la face cylindrique 36a étant calée sur le. carter 1, - une deuxième série d'aiguilles de roulement 39 interposées entre l'une des faces du retour 36c et l'une des faces planes de la bague 37. Là encore la poussée P a pour effet de mainte- nir assemblées les différences pièces du palier unique adopté. La figure 5 représente une disposition identique à celle de la figure 1, avec cependant une différence de constitution du palier 5. Selon cette nouvelle variante, le palier est constitué par: - une bague cylindrique lisse 40, dont la face interne 40a fait fonction de palier lisse radial de guidage de la face cylindrique 23a du tronçon d'arbre 23, - deux bagues planes 41 et 42, perpendiculaires à l'axe de rotation 4, accolées, l'une au carter 1, l'au- tre au bloc-cylindres 3, - une série d'aiguilles de roulement 43 interpo- sées entre ces deux bagues 41,42. Enfin, la réalisation de la figure 6, proche de celle de la figure 1, ne s'en distingue que par les ca- ractéristiques suivantes de remplacement du palier à -6 - bagues 28 et rouleaux 29 et du tronçon d'arbre 23 par les dispositions suivantes: - un support de palier 32, analogue à celui de la réalisation de la figure 2, est prévu, muni d'un évidement axial 33 et d'une petite butée axiale 34; - une bague 44, présentant deux faces cylindri- ques lisses 44a,44b, et, un retour 44c, perpendiculaire auxdites faces 44a,44b est également prévu. Les faces 44a,44b sont disposées en regard de faces cylindriques du carter 1 et du support 32 (face cylindrique externe 32a), cependant que la butée axiale 34 du support 32 transmet la poussée axiale P qu'elle reçoit du bloc-cylindres 3, au retour 44c de la bague 44. L'arbre 27 traverse l'évidement 33 du support 32 et ses cannelures 26 coopérent avec les cannelures 22 du bloc-cylindres 3 pour rendre solidaires en rotation ces deux pièces. Il doit être noté que les diverses variantes présentent entre elles des différences se rapportant au choix, soit de l'organe de sortie du moteur (tron- çon d'arbre 23 ou support 32 et cannelures 22 du bloc- cylindres), soit de la constitution du palier lui même. Il convient d'abord de remarquer que, quelque soit le type de palier adapté, ce paiier peut être monté avec l'un ou l'autre type des organes de sortie repré- sentés du moteur - soit avec un tronçon d'arbre 23, soit avec un support de palier 32. Par ailleurs, chacun des paliers représentés sur les figures (1-2), 3, 4, 5 et 6 constitue un ensemble unique apte à reprendre les efforts axiaux, notamment dés à la poussée P, et à assurer le guidage radial du bloc-cylindres 3 par rapport au carter 1. Ainsi, les efforts axiaux sont repris: - dans les figures 1, 2 et 3 par la composante de la direction d'inclinaison des rouleaux 29 ou du -7 - coussinet 35 par rapport à la direction D qui est ortho- gonale à cette directionD; - dans les figures 4 et 5, par les aiguilles 39 ou 43; et, - dans la figure 6, par le retour 44c. Le guidage radial est assuré: - dans les figures 1,2 et 3, par la composante axiale de direction d'inclinaison des rouleaux 29 ou du coussinet 35 par rapport à la direction D de l'axe de rotation 4; - dans la figure 4, par des aiguilles 38; et, - dans les figures 5 et 6 par la bague 40 ou par la bague 44. Dans tous les cas un ensemble unique d'un pa- lier axial et d'un palier radial a permis le montage à rotation, ce qui est rendu possible par l'existence de la poussée hydrostatique P, ou aurait été possible par un moyen de poussée auxiliaire, à ressorts par exemple. Ainsi, peuvent être obtenues: - la suppression d'un autre palier, adopté se- lon l'art antérieur: - une réduction de l'encombrement et du poids, - une réduction du coût du moteur complet, - une simplification du montage. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les varian- tes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. Ainsi, une autre application est constituée par les mécanismes, dont le carter 1 est tournant et le bloc- cylindres 3 est fixe par rapport à la structure sur la- quelle le mécanisme est monté. Tel est le cas de certains moteurs hydrauliques d'entraînement de roues de véhicules, dites parfois "roues hydrauliques". -8- REVENDICATIONS 1. Mécanisme à fluide sous pression, tel qu'un moteur ou une pompe hydraulique - comprenant un stator (1), un rotor (3) comportant une face plane (12), un ensemble de palier de montage à rotation du rotor par rapport au stator pour la reprise, entre ces deux piè- ces, des efforts axiaux dans un sens axial parallèle à l'axe de rotation (4) du rotor par rapport au stator, et, des efforts orthogonaux dans un sens orthogonal par rapport audit axe de rotation, un distributeur de flui- de (9), qui est immobilisé (10,11) par rapport au sta- tor (1), et qui comporte une face plane (20) disposée en regard de, et en appui sur ladite face plane (12) du rotor, et, un moyen de poussée (14,15) interposé entre le stator et le distributeur de fluide pour maintenir la face du distributeur en appui sur la face du rotor, caractérisé en ce que l'ensemble de palier de montage à rotation comprend un palier axial (28, 29) de reprise des efforts axiaux, qui est unique, et, un palier orthogonal (28,29)de re- prise des efforts orthogonaux, qui est unique également, le sens de la poussée (P). du moyen de poussée étant tel que le palier axial est effectivement susceptible de reprendre cette poussée. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier axial et le palier ortho- gonal sont réunis en un dispositif conique unique (28,29) de reprise des efforts. 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif conique unique de reprise des efforts est constitué par un roulement à rouleaux coniques (28,29). 4. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier axial et le palier ortho- gonal sont réunis en un dispositif unique de palier (28,29). 9- 5. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier orthogonal est un pa- lier (40) de type lisse à surface (40a) sensiblement cylindrique d'axe de révolution confondu avec l'axe (4) de la rotation relative du rotor (3) par rapport au stator (1). 6. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support (32) du palier ortho- gonal (28,29) est constitué par une bague (32) dont le centre est évidé (33), cependant que l'organe de la liai- son mécanique du rotor avec l'extérieur du mécanisme est constitué par des cannelures (22) solidaires de ce ro- tor (3) et accessibles à un arbre (27) cannelé (26) par le centre évidé (33) de ladite bague.