Brevet FR2618856A1 — publié le 19890203

1.- "Machine réglable à pistons axiaux du type de construction à axes obliques dont le chariot pivotant comporte au moins un piston supplementaire." L'invention concerne une machine réglable à pistons axiaux du type de construction à axes obliques, machine comportant un tambour de cylindres, qui est monté de façon à pouvoir tourner sur un chariot pivotant comportant deux canaux réniformes, dont l'un est en com- munication avec un canal d'amenée de liquide, tandis que l'autre est en communication avec un canal dtévacuation de liquide, le tambour des cylindres prenant en outre appui par l'intermédiaire des tiges de pistons sur une autre partie constitutive, le tambour des cylindres et la partie constitutive portant la surface de guidage des 1 5 pistons, étant susceptibles de tourner dans le même sens de rotation tandis que, de ce fait, les pistons sont susceptibles de se déplacer dans les alésages cylindri- ques, le tambour des cylindres s'appliquant par sa face frontale, qui comporte des orifices de communication vers les alésages cylindriques, contre le chariot pivotant, de façon à pouvoir tourner, ce chariot pivotant s'ap- pliquant par sa face opposée au tambour des cylindres dans un guidage concave du carter, l'axe de courbure com- mun de la surface convexe et de la surface concave cou- pant l'axe de rotation de la machine sur la surface de 2.- guidage des pistons, tandis qu'il est en outre prévu des pistons de réglage pour le réglage de l'angle entre l'axe du tambour des cylindres et la surface de guidage des pistons afin de modifier la course des pistons. Dans les machines réglables à pistons axiaux connues de ce type, prévoyant des axes obliques, notam- ment dans ce que l'on appelle les machines à chariots pivotants le chariot pivotant est délesté hydrostati- quement par rapport à la surface de guidage de ce cha- riot pivotant pour faciliter le réglage. Pour éviter que ce délestage ne devienne plus important lorsque l'angle de réglage du chariot pivotant augmente, et qu'ainsi un intervalle ne soit crée avec pour conséquence des pertes par fuites, les canaux d'amenée de liquide et les canaux d'évacuation de liquide sont prévus pro- gressivement plus étroits sur la face du chariot pi- votant opposée au tambour des cylindres. Du fait de cette section limitée des canaux, on a alors pour des angles de réglage importants, une vitesse d'écoulement élevée du fluide, ce qui entraîne des pertes hydrauli- ques. En outre, le réglage de l'angle entre l'axe du tambour des cylindres et la surface de guidage des pistons, c'est-à-dire le réglage de la course des pis- tons et donc de la puissance, s'effectue par l'intermé- diaire d'un piston de réglage qui se trouve dans une tête de commande sur la face externe du carter de gui- dage du chariot pivotant. Ce piston de réglage est alors relié au chariot pivotant. Pour les angles de réglage importants, une course de longueur correspondante de ce piston de réglage est nécessaire, ce qui exige un dimensionnement plus important de la tête de commande et se traduit donc par une augmentation des dimensions de la machine. L'invention a en conséquence pour but de 3.- créer une machine du type initialement mentionné qui permette un angle de réglage important pour des pertes d'écoulement réduites et donc une puissance plus élevée. Ce but est atteint, conformément à l'inven- tion, en ce qu'il est prévu sur le chariot pivotant au moins un piston supplémentaire dont la tige de piston prend appui sur le bottier de façon à pouvoir pivoter. Un effort s'opposant au délestage hydrostati- que est appliqué par un ou plusieurs pistons supplémen- taires au chariot pivotant, de sorte qu'on peut prévoir des canaux d'amenée du liquide et des canaux d'évacua- tion de liquide ayant des dimensions suffisamment im- portantes. La vitesse d'écoulement du fluide n'est alors pas augmentée même par des rétrécissements des canaux, même pour une course de piston importante. Les pertes hydrauliques sont ainsi maintenues à un ni- veau réduit. Dans une forme de réalisation particulière- ment avantageuse de la machine à pistons axiaux conforme à l'invention, les pistons supplémentaires plongent res- pectivement dans des alésages cylindriques sur la sur- face, de préférence plane, du chariot pivotant, ces alé- sages étant en communication avec le canal d'amenée du liquide ou bien avec le canal d'évacuation du liquide. Cet alésage cylindrique destiné à recevoir le piston supplémentaire, qui prend appui sur le côté- du chariot pivotant sur lequel s'effectue l'amenée de liquides, est alors en communication avec le canal d'arrivée de liquide. L'alésage cylindrique destiné à recevoir le piston supplémentaire, qui prend appui sur le côté du chariot pivotant sur lequel s'effectue l'évacuation du liquide, est en communication avec le canal d'éva- cuation de liquide. Le chariot pivotant est en consé- quence sollicité par la pression du fluide régnant res- pectivement dans le canal correspondant et il est 4.- pressé contre le guidage du chariot pivotant, grâce à quoi les pertes par fuites survenant dans le joint en- tre le chariot pivotant et le guidage de ce chariot pivotant, sont réduites à un minimum. Selon un perfectionnement de l'objet de l'invention, des pistons de réglage susceptibles d'être sollicités hydrauliquement, sont articulés sur les tiges des pistons supplémentaires pour permettre d'ap- pliquer l'effort de réglage. Cette articulation s'effec- tue à peu près sur la demi longueur des tiges des pistons supplémentaires, les pistons de réglage étant respectivement disposés dans des plans qui sont perpen- diculaires à l'axe de courbure du chariot pivotant ou bien du guidage de ce chariot pivotant, et ces pistons de réglage permettent un mouvement pivotant du cha- riot pivotant le long du guidage concave de ce chariot pivotant. L'ensemble du dispositif de réglage du cha- riot pivotant, constitué par les pistons supplémentaires avec leurs tiges de pistons, et par les pistons de ré- glage avec leurs tiges de pistons, se trouve ainsi à l'intérieur du carter du chariot pivotant, grâce à quoi la machine a une construction compacte. La t8te de commande sur la face externe du carter du chariot pivotant, qui est nécessaire dans le cas des machines selon l'état connu de la technique, est supprimée. Il est particulièrement avantageux de pré- voir respectivement deux pistons de réglage opposés de part et d'autre de la tige d'un piston supplémentaire et agissant en sens inverse. Ces pistons de réglage se situent sur le même axe perpendiculaire à l'axe de cour- bure du chariot pivotant ou bien du guidage de ce chariot. On économise ainsi de la place par rapport à l'utilisa- tion d'un cylindre de réglage unique à double effet avec un piston de réglage, car les petites unités de piston de réglage peuvent Otre complètement logées à 5.- l'intérieur du carter du chariot pivotant. Lorsque les extrémités des côtés des tiges des pistons de réglage opposées à ces pistons de réglage sont réalisées sous la forme de têtes sphériques qui viennent en prise des coussinets sphériques des tiges des pistons supplémentaires, on rend possible un mou- vement de pivotement des pistons de réglage à l'inté- rieur de leurs cylindres par rapport aux axes de ces cylindres, de sorte que les tiges des pistons et les pistons ne subissent pas d'efforts transversaux, grâce à quoi l'usure des pistons et de la paroi interne des cylindres est diminuée. Selon une autre forme de réalisation de la machine à pistons axiaux conforme à l'invention, les pistons supplémentaires et leurs tiges de pistons sont creux de façon à permettre le passage du fluide. On obtient ainsi, comme avantage supplémentaire, que sur la surface de guidage du chariot pivotant, des ca- naux pour l'amenée et l'évacuation du fluide ne soit en aucune façon nécessaire. Ainsi, le carter peut être réalisé d'une façon encore plus compacte. Selon une autre forme de réalisation de l'in- vention, deux pistons supplémentaires ont respectivement une tige de piston qui leur est commune. De ce fait, le chariot pivotant est encore plus uniformément pressé dans ces quatre coins contre le guidage de ce chariot pivotant et ainsi, les pertes par fuites sont à nouveau réduites. Il est bien entendu, également possible, d'aug- menter encore le nombre des pistons supplémentaires as- sociés à une tige de piston commune. L'invention va être exposée plus en détail en se référant aux exemples de réalisation représentés schématiquement sur les dessins, dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale parallèle à l'axe de rotation d'une machine à pistons 6.- axiaux conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe le long de la ligne I-I de la figure 1, - la figure 3 est une coupe le long de la ligne II-II de la figure 2, - la figure 4 est une coupe selon la figure 2 d'une autre réalisation, - la figure 5 est une coupe le long de la ligne III-III de la figure 4, - la figure 6 montre une variante des tiges des pistons supplémentaires, - la figure 7 est une coupe le long de la ligne II-II de la figure 2 avec la variante selon la figure 6. La figure 1 montre la constitution de prin- cipe d'une machine réglable à pistons axiaux du type de construction à axes inclinés, conforme à l'invention. A l'intérieur d'un carter de machine 1, est monté un arbre d'entrainement et de sortie 2 susceptible de tourner par rapport à un axe de rotation D de la machine. Sur une extrémité de cet arbre qui se trouve à l'inté- rieur du carter 1 de la machine, est formée ou fixée perpendiculairement à l'axe de rotation D de la machine, une surface de guidage de pistons. Dans un plan E de cette surface de guidage de pistons, sont montées des tiges 4 de pistons non représentés sur la figure, qui se trouvent à l'intérieur d'un tambour de cylindre 5 et qui peuvent se déplacer longitudinalement dans des alésages cylindriques non représentés de ce tambour de cylindre 5. Le tambour de cylindre 5 est monté de façon à pouvoir tourner autour de son axe de rotation Z et il est fixé sur un chariot pivotant 6. Ce chariot pivotant 6 repose par sa surface frontale convexe 7, sans pouvoir tourner, dans une sur- face concave 8 de guidage de ce chariot pivotant d'un 7.- carter de chariot pivotant 9 bridé sur le carter 1 de la machine. Le tambour des cylindres 5 est susceptible de pivoter, par rapport à son axe de rotation Z, autour d'un point S sur l'axe de rotation D de la machine à l'intérieur du plan E. Le point S est défini comme le point d'intersection de l'axe de rotation D de la ma- chine, et de l'axe de rotation Z du tambour des cylindres. L'angle entre les deux axes est désigné sous le nom d'angle de pivotement. Par la modification de cet angle de pivotement, la longueur de la course des pistons dans le tambour du cylindre 5 est modifiée. Dans la posi- tion représentée, l'angle de pivotement maximal est atteint, grâce à quoi la course des pistons à l'inté- rieur du tambour des cylindres 5 est au maximum. Lors d'un mouvement de rotation forcé, s'effectuant de façon synchrone dans le même sens de rotation, de l'arbre d'en- tra$nement de sortie 2, et du tambour des cylindres 5, le débit volumétrique maximal possible du fluide est obtenu à l'intérieur de la machine et donc également la puissance maximale. Dans le cas d'un angle de pivotement de 00, aucun fluide n'est refoulé et, en conséquence, égale- ment, aucune puissance n'est transmise. Lorsque le tambour des cylindres 5, dans une autre réalisation non représentée ici de la machine, pivote vers l'extérieur au-delà de la position zéro, il y a modification du mens de rotation du tambour de cylindre ou bien de l'arbre d'entralnement ou de sortie, selon le côté à partir du- quel est amenée l'énergie, c'est-à-dire que le mouvement de rotation s'effectue selon que la machine fonctionne comme pompe ou comme moteur. Le réglage du tambour des cylindres 5 par rapport à l'axe de rotation D de la machine, c'est-à-dire le réglage de l'angle de pivote- ment, s'effectue par l'intermédiaire de pistons de ré- glage 10 sollicités hydrauliquement ou pnenmatiquement 8.- dans des cylindres de réglage 11, qui se trouvent à l'intérieur du carter 1 de la machine, à savoir dans la zone de pivotement du chariot pivotant 6, sans toute- fois altérer l'importance de l'angle de pivotement sus- ceptible d'être réglé. Ces cylindres de réglage 11 sont à simple effet. Le rappel du piston de réglage 10 d'un cylindre de réglage 11 est réalisé par le piston de réglage 10 d'un cylindre de réglage 11 disposé res- pectivement en face. Les pistons de réglage ou bien les cylindres de réglage agissent ainsi dans cet exem- ple par paires et en sens contraire. Sur les pistons de réglage 10, sont fixées des tiges de pistons rigides 12. Les extrémités, opposées à ces points de fixation sur les pistons de réglage 10, des tiges de pistons 12, sont réalisées sous la forme de têtes sphériques 13, qui sont montées dans des coussinets sphériques 14. Ces coussinets sphériques 14 sont usinés dans une tige de piston 16 associée à un piston supplémentaire 15. Au moins deux de ces pistons supplémentaires 15 sont respectivement reçus dans un alésage 17 sur le côté essentiellement plan 18, opposé à la surface frontale convexe 7, du chariot pivotant 6. Les extrémités opposées aux pistons supplé- mentaires 15 des tiges de pistons associés 16, prennent appui par l'intermédiaire de têtes sphériques sur le carter 1 de la machine. Il est avantageux que les axes médians des tiges de pistons 16 des pistons supplémen- taires 15 soient disposés avec l'axe de rotation Z du tambour des cylindres, dans un plan commun perpendicu- laire au sens de pivotement du chariot pivotant 6. En faisant rentrer ou sortir les pistons de réglage 10 op- posées, le chariot pivotant 6, qui est guidé par sa sur- face frontale convexe 7 dans la surface concave du guidage 8, peut pivoter autour du point S, relativement à la surface de guidage 3 des pistons, à l'aide des 9.- pistons supplémentaires 15 ou bien des tiges 16 fixées sur ces pistons. Grâce à la réalisation de l'articula- tion des tiges de pistons sous la forme d'un assemblage par têtes sphériques, un pivotement de pistow de réglage 10 à l'intérieur des cylindres de réglage 11, est rendu possible, auquel cas, la surface enveloppe des pistons de réglage 10 doit présenter une forme bombée. De ce fait, les tiges de pistons 12 des pistons de réglage 10, ne subissent pas d'efforts transversaux, ce qui a pour conséquence que l'usure entre les pistons de réglage 10 et les cylindres de réglage 11 est réduite à un minimum. L'utilisation de petites unités de réglage constituées par les pistons de réglage 10 et les cylindres de réglage 11, permet la réalisation d'unités compactes avec un angle de pivotement important. La figure 2 est une coupe du chariot pivotant 6 et elle montre en même temps que la figure 3, le tracé des canaux d'amenée ou d'évacuation du liquide. Les perçages cylindriques 17 des pistons supplémentaires 15 sont en communication par l'intermédiaire de canaux 19, avec les canaux d'amenée ou d'évacuation de liquide 20. De cette façon, la pression présente à cet endroit agit sur les pistons supplémentaires 15 avec, pour conséquence, que le chariot pivotant 6 est pressé à l'intérieur de son guidage contre le carter 9 de ce chariot pivotant, grâce à quoi, il s'oppose à l'effort de délestage hy- drostatique. Il n'est en conséquence pas nécessaire, pour réduire le délestage hydrostatique, de réaliser de façon plus étroite, lorsque l'angle de pivotement croit, les-canaux d'amenée ou d'évacuation de liquide 20. De ce fait, il ne se produit pas de pertes d'écoulement supplémentaires, grâce à quoi, la puissance d'une machi- ne ainsi réalisée est augmentée par rapport aux machines de l'état connu de la technique. La pression d'applica- tion supplémentaire obtenue grâce aux pistons supplé- 10.- mentaires, augmente et décroit alors avec l'augmentation et la décroissance de la pression du fluide à l'inté- rieur des canaux, et s'adapte donc automatiquement aux conditions de pression. Grâce à la disposition des unités de réglage pour le réglage du chariot pivotant 6 à l'intérieur du carter 1 de la machine, les canaux d'amenée ou d'évacua- tion de liquide 20, dans le chariot pivotant 6, ainsi que leur prolongement 21 dans le carter 9 du chariot pi- votant, peuvent être dimensionnés plus largement, parce que, du fait de l'absence de l'important cylindre de réglage nécessaire autrement, il existe davantage de place entre les canaux dans le carter 9 du chariot pi- votant bridé sur le carter 1 de la machine. Une réalisation conforme à l'invention est représentée sur la figure 4 et la figure 5 qui lui est associée. Les tiges de pistons 16 des pistons supplémen- taires 15, peuvent, y compris les têtes sphériques et les pistons supplémentaires 15, être prévues creux de sorte que l'amenée de liquide ou bien l'évacuation de liquide, ne se fasse pas par les canaux du carter 9 du chariot pivotant, mais par les pièces constitutives précitées et les canaux 19 qui relient les alésages cy- lindriques 17 aux fentes de commande 22. La paroi du carter 9 du chariot pivotant peut, en conséquence, être plus mince, grâce à quoi la machine a une construction encore plus compacte. Une autre forme de réalisation conforme à l'invention est représentée par les figures 6 et 7. La tige de piston 16 a, à son extrémité opposée à la tête sphérique, deux branches 16a et 16b aux extrémités des- quelles est respectivement disposé un piston supplémen- taire 15a et 15b. Ces pistons supplémentaires se situent dans un plan qui est perpendiculaire au plan formé par les deux bielles 16 et l'axe de rotation Z du tambour des 11.- cylindres 5. Les alésages 17a et 17b associés à une bielle 16 se trouvent en conséquence sur le chariot pi- votant 6 dans les coins de la face 18 essentiellement plane de ce chariot pivotant 6. Dans l'exemple représenté, le chariot pivotant 6 est ainsi pressé uniformément à ses quatre coins dans le carter 9 de ce chariot pivotant, bien que pour le réglage de l'angle de pivotement, deux tiges de piston 16 restent seulement nécessaires. 12.- R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Machine réglable à pistons axiaux du type de construction à axes obliques, machine comportant un tambour de cylindres, qui est monté de façon à pouvoir tourner sur un chariot pivotant comportant deux canaux réniformes, dont l'un est en communication avec un ca- nal d'amenée de liquide, tandis que l'autre est en com- munication avec un canal d'évacuation de liquide, le tambour des cylindres prenant en outre appui par l'in- termédiaire des tiges de pistons sur une autre partie constitutive, le tambour des cylindres et la partie constitutive portant la surface de guidage des pistons, étant susceptibles de tourner dans le même sens de rota- tion tandis que de ce fait, les pistons sont susceptibles de se déplacer dans les alésages cylindriques, le tam- bour des cylindres s'appliquant par sa face frontale, qui comporte des orifices de communication vers les alé- sages cylindriques, contre le chariot pivotant, de fa- çon à pouvoir tourner, ce chariot pivotant s'appliquant par sa face opposée au tambour des cylindres dans un guidage concave du carter, l'axe de courbure commun de la surface convexe et de la surface concave coupant l'axe de rotation de la machine sur la surface de guidage des pistons, tandis qu'il est en outre prévu des pistons de réglage pour le réglage de l'angle entre l'axe du tam- bour des cylindres et la surface de guidage des pistons afin de modifier la course des pistons, machine à pistons axiaux caractérisée en ce qu'il est prévu sur le chariot pivotant (6) au moins un piston supplémentaire (15) dont la tige de piston prend appui sur le bottier de façon à pouvoir pivoter. 2.- Machine à pistons axiaux selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que l'alésage cylindrique (17) du.piston supplémentaire (15) est en communication avec le canal d'amenée de liquide ou bien avec le canal 13.- d'évacuation de liquide (21). 3.- Machine à pistons axiaux selon la reven- dication 2, caractérisée en ce qu'au moins un piston de réglage (10), susceptible d'être sollicité hydrauli- quement, est articulé sur la tige de piston (16) du piston supplémentaire (15) pour permettre d'appliquer l'effort de réglage. 4.- Machine à pistons axiaux selon la reven- dication 3, caractérisée en ce qu'il est prévu deux pistons de réglage (10) opposés l'un à l'autre de part et d'autre de la tige (16) du piston supplémentaire (15) et agissant en sens inverse. 5.- Machine à pistons axiaux selon la reven- dication 4, caractérisée en ce que les extrémités, op- posées aux pistons de réglage (10), des tiges (12) des pistons de réglage (10) revêtent la forme de têtes sphé- riques (13) qui viennent en prise dans des coussinets sphériques (14) de la tige (16) du piston supplémentaire (15). 6.- Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que le piston supplémentaire (15) et sa tige (16) sont creux pour permettre le passage du fluide. 7.- Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu'une pluralité de pistons supplémentaires (15a, 15b) ont une tige de piston commune (16).