Brevet FR2619860A1 — publié le 19890303

La présente invention concerne un moteur à pistons axiaux revers@ble en pompe, h multi-barillets modulaires. Traditionnellement les moteurs à pistons axiaux ne sont pourvus que d'un seul barill@t et ne délivrent qu'un couple relativement bas so@s des pressions trs élevées et des @ncombrements importants. Ainsi, des cata- logues du marché proposent un @ouple de 47 m/kg au mo@en d'une pompe d@ masse 78 kn associée k un moteur de masse 47 kg de dimensions respe@tives 394 x 300 x 270 mm Pt de @95 x 216 x 216 mm. De plus, les hautes pressions utilisées, engendrent un échauffement du fluide et une usure proportionnelle des pièces constitutives @ans compter le danger des conduits sous pression. La présente Invention se propose de remédier h ces inconvén@ents. l'invention telle qu'elle est caractérisée dans les revendications résout le problème consistnnt b créer un moteur k piston nxinux rev@rsible en pompe, moteur avec lequel on obtient, d'une part, une surface d'action de la pression beaucoup plus importante que dans les moteurs classiques en raison de la multiplicité des barillets - donc des pistons -, et d'autre part, un encombrement beaucoup plus réduit, se présentant sous forme cylindrique. Les avantages obtenus grâce à cette invention, consistent essentiellement en ceci que le couple obtenu est nettement plus élevé, a' pression égale, que dans les moteurs traditionnels. Inversement, à couple égal, le moteur fonctionne avec moins de pression et- Sa durée de vie augmente. De plus, de par sa conception modulaire, le moteur selon l'invention présente des côtes d'encombrement beaucoup plur réduites et simplifica- trices, permettant de l'adapter dans des installations exigues, telles que des trous de forage dans le sol ou des essieux de véhicules. L'invention est exposée, ci-apres, plus en détails, k l'aide de des- sins représentant un mode d'exécution préférentiel. La figure 1 est une vue succinte en perspective, permettant de comprendre le fonctionnement du moteur et d'apercevoir les prinripnles parties constitutives. La figure 2 représente, en coupe longitudinale et avec le compartiment " admissior " situé à l'avant de la @igure, un moteur réalisé e@ assemblé conformément à l'invention et comportant, seulement, l'adj@@ction d'un barillet modulaire. LA figure 3 représente la position des tenon@ de jonction entre ba rillets, en demi-coupe horizontale. La figure 4 est un détail représentant la jonction entre pied de pis- ton et plateau incliné. Les figures 1 et 2 représentent différemment un moteur h pistons axiaux, reversible en pompe à multi-barillets modulaires, comprenant : 1 ) Un carter de moteur (1) fixe. 2 ) Un barillet de base (2) avec une entrctoise rallonge (46). 3 ) Un ensemble de f@rm@ture constitué d'un corps final (3) ayant une extrémité dépassante pour recevoir un organe d'entraînement, d'un élément final de carter (5) et d'une bride inférieure (18),. 4 ) Un organe central (16) rendu solidaire du carter (1) a@ moyen de la bride (20) vissée sur le carter par les vis (24) et recevant b son tour l'écrou (23) vissé sur l'organe central bloqué par clavette (22) et solidaire, à son tour, de la bride (20) par les vis (21) lesquelles mai@- tiennent, en outre, l'organe centra) dans le sens axial grtce à lo ron delle (2@). L'organe central est prolongé, côté bloc de fermeture, par un tube rallonge (40) se vissant sur l'organe (16) lui-mFme, et par une douille rallonge (39). Ces deux pièces sont solidaires par une clavette (27) et cet ensemble est protégé de tout glissement axi@l par la vis de fermeture (26) qui comporte, k cet effet, un épaulement, sur lequel vient s'appuyer la douille rallonge (39) et la clavette (27). Ainsi tout l'organe central est fixe et solidaire du carter de mo teur (1). L'organe central peut entre autre, servir de conduit de réfrigérant. 5 ) Un dispositif permettant de séparer l'espace annulaire compris entre les carters (1-5) et l'ensemble barillet d@ base - corps de ferme ture (2-3) en deux compartiments semi-annulaires étanches entr'eux, dis positif qui est constitué de trois éléments principaux En premier lieu, - Un Joint glace supérieur (6) construit suivant deux diamè- tre@ différents, le plus grand étant au rayon intérieur du carter, le plus petit au rayon des barillets, permet d'obturer vers le haut l'un des com partiments t et de laisser l'autre k l'admission de la pression d'alimenta- tion du moteur.Ce joint glace est étanche sur la face supérieure du @a- - rillet de base (2) sur laquelle il est appuyé par le ressort (10) guidé par l'organe central (16) et dont la tension peut ttrc réglée n;r un écrou (15) vissé sur l'organe central. L'étanchéité autour de l'organe est assurée par joi@t torique (45). En deuxième lieu, - Un joint glace inférieur (7) venant s'appuyer sur In épau- lement prévu sur le corps de fermeture (3) pour as@urer l'étanchéité axiale en partie basse. Ce joint glace est, bien étendu, du diamètre du carter b frot@ement doux. En troisième lieu, - Deux barrettes d'appui latéral (8) sur les barillets,dis- posées selon deux génératrices d@amétralement opposées de l'ensemble barillet de base-corps de fermeture (2~3) et venant @'appuyer également, d'une part, sur l'épaulement que présente le joint glace supérieur (6) @u droit du changement de diamètre et, d'autre part, sur le joint glace inférieur (7). Ces barrettes sont maintenues en place dans deux morta@@@@ (f) usinées dans le corps du carter et dans laquelle elles peuvent subir u: léger déplacement latéral et axial tout en assurant l'étanchéité entre surfaces en contact par frottement doux. L'appui de ces barrettes sur le joint glace inférieur (7) est assuré par le dispositif (11~12~13~14) qui comporte une bille (11) laissant un libre jeu latéral k la barrette, une pièce de guidage en U (12) un ressort d'appui (13) réglable par une vis (14). L'appui latéral contre les barillets est assuré par des ressorts k lame (9) disposée dans des évidements découpés su dos des barrettes et prenant leur réaction @u fond de la mortaise. Le ressort supérieur peut être maintenu préférentiellement par un @ir- clips (29). Les points de contact barrettes-joint glace supérieur au droit du petit diamètre de ce dernier est également étanche par appui des barrettes. Ainsi l'a@semblage des trois éléments précédemment décrits, réalise 1* création des deux comp@rtiments semi-annulaires étanches entr'eux. La surface de @ontact des barrettes contre les barillets reçoit un pro fil enveloppant en arc de cercle, du rayon des barillets et d 'ure longueur très légèrement supérieure au diamètre du trou d'alimentation des pistons, afin d'assurer les temps nécessaires de retard, aux points morts hauts et las de ces dernirrs. De plus, ce prorl eaveloppant n'existe qu'au droit de la partie barillets. Il n'est pas réalisé au droit du contact avec le joint glace supérieur, pour permettr@ un jeu axial suffisant à celui-ci. 6 ) Un plateau incliné (34) (représenté monoblo@ sur les figures mais qui peut présenter d'autres co@figurations) arrêté, vers le hau@, par un épaulement sur l'organe central et maintenu immobilisé pa@ une @lavette (27) comporte un dispositif permettant aux pieds d@ pistons d@ "rotuler" librement, sans risque d'échapper de leur logement. C@ dispositif constitué d'une plaque amovible (44) dans laquelle on usine un are complémentaire nu clenin de roulement des rotules, est maintenu eu pince par vis (43). 7.) Un ou dc ensembles modulaires venant s'intégrer entre le @@ril- let de base (2) et le bloc de fermeture et comportant : - Une rallonge de carter (32) pouvant s'assembler par bride. - Une rallonge de barrettes d'appui latéral (33). - Un barillet (35) et ses pistons (51) identiques alix pistons du barillet de hase. - Une rallonge de barillet (46). - Une rallonge extérieure (47) d'organe central. - Une rallonge de clavette (27). - Une rallonge intérieure (36) d'organe central. - Des tenons de jonction (4) entre barillets et rallonge de barillets. 8 ) Une butée vers le haut (17) avec son roulement de guidage laté- ral (19) maintenu par circlips arrêtoir (30) avec possibilité d'un léger jeu axial. 9 ) Une butée vers le bas (Ji) et son roulement de guidage latéral (28) maintenu par un circlipa arrêtoir (48) laissant un libre jeu axial. 10 ) Un ou des roulements (37) permettant la rotation des barillets autour de l'organe central maintenus axialement par lln @u des circlips (38) laissant un libre jeu axial. 11 ) Enfin des orifices de lubrification interne cali@rés (b-c-g) Le débit utilisé pour cette lubrification inter@@ est remis à l'atmosphère par le drain (@) et il est étanché par les joints à lèvres (42~49). Ce dernier joint est monté sur un @orte-joint (41) ma@ntenu par vis (50) à l'organ@ central. Le moteur fonctionne d'une manibre identique sux moteurs à pistons axiaux classiques. @a seule différence réside dans la façon d'alimenter les pistons. L'alimentation, suivant l'invention, se fait par des orifices /(h) latéraux percés dans les barillets, la pression étant admise par l'orific. (a) prévu dans la bride (20), le compartiment "admission" en regard de l'orifice étant continuellement alimenté. Sous l'effet de la pression les pistons descendent suivant les plateaux inclinés et font tourner les barillets, jusqu'à ce .,uo l'orifice alimenté, se trouve en race de la de@i- chambre mise h l'atmosphère par l'orifice (d), le piston étant alors en position basse. les pistons peuvent alors remonter et le mouvement se re nouvelle. La prise de force extérieure se fait par l'extrémité dépassante du bloc de fermeture Inversement, la mise en rotation mécanique de l'ensemble des barillets par l'extrémité dépassante, permet d'utiliser le moteur en pompe en mettant l'orifice (a! h l'aspiration, le refoulenen' se misant en (d). REVENDICATIONS 1) Moteur à pistons axiaux, réversible en pompe à multi-barillets modulaires, caractérisé en ce qu'il comporte un carter extérieur (1-5), un barillet de base (2) et un bloc de fermeture (3) entre lesquels peut s'intercaler un nombre quelconque de barillets modulaires (35) et carac térisé en outre en ce qu'il colporte deux compartiments semi-annulaires dont l'un est à la pression, l'autre à l'atmosphère, constitués par un joint glace supérieur (6), un joint glace inférieur (7) assurant l'étanchéité axiale, et deux barrettes (8) d'appui de long de deux génératrices diamétralement opposées des barillets, logées dans deux mortaises longitudinales (f) pratiquées dans le carter et assurant l'étanchéité latérale entre les deux compartiments. 2) Moteur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le joint glace supérieur (6) a un profil suivant deux demi-diamètres différents, l'un au rayon intérieur du carter (i) l'autre au rayon des barillets (35) assurant ainsi l'alimentation en pression d'un des compartiments semiannulaires, l'autre étant obturé par le demi-diamètre grand rayon. 3) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'appui des barrettes sur les barillets est réalisé par des ressorts à lame (9) logés dans les mortaises du carter (i) et dans un évidement pratiqué au dos des barrettes. 4) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un organe central (16) solidaire du carter (i) par différents éléments de jonction : bride (20), vis (21-24), écrou (23), clavette (22), rondelles d'arrêt (25). 5) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'appui du joint glace supérieur sur le barillet de base (2) est assuré par un ressort (10) guidé par l'organe central (16) et réglable par un écrou (15). 6) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les barrettes latérales appuient également sur le joint glace inférieur (7) au moyen d'un dispositif réglable par ressort et vis (11-12-13-14). 7) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pieds de pistons sur les plateaux inclinés (34) sont maintenus par une plaque amovible (44) qui reçoit un usinage de chemin de roulement complémentaire à celui usiné sur le plateau, empêchant les pieds de pistons d'échapper de leur logement. 8) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tenons de jonction (4) entre barillets sont logés entre les alésages de pistons. 9) Moteur selon les revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe central (16) peut servir de conduit de réfrigérant.