Brevet FR2613781A1 — publié le 19881014

"Distributeur pour une machine à piston hydrostatique". L'invention concerne un distributeur pour une machine à piston hydrostatique, autoamorçante, qui fonc- tionne avec un corps cylindrique tournant, portant des pistons moteurs et qui possède deux orifices de distribution oblongs servant à l'amenée et à l'évacuation du fluide moteur, qui se font face. Ce distributeur trouve son application dans des machines à piston hydrostatique autoamorçantes, fonction- nant en pompe ou bien en moteur et qui sont conformées en sys- tèmes radiaux ou axiaux à pistons, à cylindrée constante ou va- riable. Selon le document DD-PS 43.563, une pompe à pistons axiaux est connue dont les orifices de distribution du barillet stoppent la liaison avec l'orifice oblong d'aspiration, à l'arrêt de la course d'aspiration des pistons et qui doivent parcourir une nervure de distribution faisant un angle de recou- vrement, pour passer en liaison avec l'orifice oblong de refou- lement. La course de refoulement qui est introduite ici provoque un équilibrage des pressions entre l'orifice de distribution dans le barillet et l'orifice oblong de refoulement. Un décalage angulaire analogue a lieu sur la nervure de distribution qui est située en face, entre l'ori- fice oblong de refoulement et l'orifice oblong d'aspiration. Cette solution permet d'ajuster uniquement la dépendance des angles de compression et d'expansion connus et les possibili- tés partielles de compensation des espaces morts variables dans le cas des appareils à cylindrée variable. Dans cette réalisa- tion, une détermination d'un angle d'expansion est également nécessaire, pour réaliser le but de la présente invention. Selon le document DE-OS 2.208.B90, est éga- lement connue une pompe à pistons axiaux ayant un distribu- teur dont les orifices oblongs sont disposés de telle sorte que les ouvertures de distribution qui sont situées du côté du rotor sont reliées à l'orifice oblong de distribution véhicu- lant la basse pression, tant que l'on n'a pas dépassé de 50 à 20 : le point mort inférieur de chaque piston. La liaison des canaux d'écoulement avec l'o- rifice de distribution situé du côté du refoulement, au point mort supérieur, conduit à des pertes internes importantes. Même avec un étranglement, l'expansion non entravée du volume sous contrainte, dans l'orifice de distribution situé du côté de la basse pression a pour conséquence l'apparition de la sé- paration de l'air conduisant à la cavitation, ainsi que des vibrations dans le système. Le but est de relever la valeur d'utilisation des machines à piston hydrostatiques en stabilisant le fonction- nement, en relevant la durée de vie et en diminuant les réper- cussions sur l'environnement. Le but de l'invention est d'obtenir une dimi- nution efficace de bruit dans les machines à piston hydrostati- ques à distribution par lumières, à cylindrée constante et va- riable, par une optimisation de la partie distribution, afin d'améliorer également le comportement de l'aspiration et de diminuer la cavitation. Selon la présente invention, le problème est résolu en ce que l'angle'f Ges, compris entre l'arête délimitant (finissant) l'orifice oblong du distributeur, à son cercle primitif, et l'arête délimitant (commençant) l'orifice oblong d'aspiration, au cercle primitif, lorsqu'on observe dans le sens de rotation du corps cylindrique, est formé par un angle de haricot fB et un angle d'expansionfEx qui est obtenu selon la fomule: cos 'Ex = 1 -Pb max VT * r0. FK À tgo. ceci en fonction de: - La pression de service maximale (Pb max) - De l'espace mort (VT) - De l'angle de virage (o dans le cas des appareils à cylindrée variable. Un exemple de réalisatinm de l'invention est représenté sur le dessin joint, dans lequel: - la figure 1 représente une coupe longitudinale partielle à travers une machine à pistons axiaux et - la figure 2 représente un distriUuteur dans une coupe selon la ligne A-A de la figure 1. Un corps cylindrique 1 représenté en figure 1 et appartenant à une machine existante à pistons axiaux, con- figurée en machine à cylindrée fixe, possède des pistons 5 qui se déplacent en translation dans leurs alésages cylindriques 2, par suite de leur appui sur le transmetteur de mouvement 4 et s'appuie avec sa surface de distribution 6 sur le distributeur 7, qui est relié en rotation à une tête de distribution 8. Des orifices de distribution 9 en forme de haricots relient les alésages cylindriques 2 à la surface de distribution 6. Des orifices oblongs d'aspiration et de refou- lement 10, 11, qui sont disposés dans le distributeur 7, sont reliés aux canaux d'aspiration et de refoulement 12, 13 qui se trouvent dans la tête de distribution 8. La disposition de l'o- rifice oblong d'aspiration 10 et de l'orifice oblong de refou- lement 11 s'effectue en considérant l'angle' Ges. qui est formé à partir de l'angle de haricot 'B et de l'angle d'expansion 'Ex. Cet angle{ Ges est limité par l'arête 14 qui termine l'orifice oblong de refoulement 11 à son cercle primitif 15 et l'arête 16 commençant l'orifice oblong d'aspiration 10 au cercle primitif , ceci vu dans le sens de rotation du corps cylindrique 1, l'obtention de l'angle d'expansion s'effectuant par la relation: cos Ex = - Pb max ' VT *' E r *FK. tgq ro ' E et l'on a, pour un appareil à cylindrée constante de qth = 100 cm3/ tour: - Une pression de service max. de service de Pb max= 40 MPa - Un espace mort VT = 17,2 cm - Un indice de compressibilité du fluide de 1/K (O K = 1,43 i03 MPa) - Un rayon de cercle primitif de piston r = 4,5 cm - Une surface de piston FK = 3,8 cm (Avec un diamètre de piston de dK = 22mm) - Un angle de virage e.= 18 - Ceci donne un angle d'expansion selon: costEx = 1 - 40 - 17,2 30 4E,5. 3,8. 0,3249. 1,43. 1000 cos qEX = 0,913 E = 24 Dans un développement de la machine à pistons axiaux qui est décrite ci-avant, comme appareil à cylindrée va- riable avec des courses variables, on obtient pour valeur de l'espace mort: VTV = VTC à (VTC + 0,5. FK. r. tg "max) = 17,2 à (17,2 + 0,5.3,8. 4,5. 0,3249) = 17,2 à 19,9 cm D'o l'on considère la valeur moyenne dans le calcul de détermi- nation de YEx. En utilisant la détermination ei-avant pour l'angle d'expansion x, sur le distributeur 7 de machines à pistons à autoamorçage, on obtient un minimum de bruit pour l'ensemble de leur gamme de pression, ainsi qu'un coefficient de remplissage amélioré, car on évite une détente soudaine de l'es- pace mort dans l'orifice oblong d'aspiration 10 spécialement pour les hautes pressions de service. Il s'ensuit une élévation im- portante du rendement aux pressions de service élevées, par sui- te de l'exploitation de l'énergie emmagasinée dans les espaces morts. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Distributeur pour une machine à piston hydrostatique autoamorçante, qui fonctionne avec un corps cy- lindrique tournant, portai des pistons moteurs et qui possède deux orifices de distribution oblongs servant à l'amenée et à l'évacuation du fluide moteur, qui se font face, caractérisée en ce que l'angle (fGes) compris entre l'arête (14) délimitant (finissant) l'orifice oblong de refoulement (11) du distributeur (7), à son cercle primitif (15), et l'arête (16) délimitant (commençant) l'orifice oblong d'aspiration (10), à son cercle primitif (15), lorsqu'on l'observe dans le sens de rotation du corps cylindrique (1) est formé à partir d'un anqle de haricot ( caractérisé en ce que-l'espace mort (VT) est déterminé en con- sidérant l'angle de virage et pris pour: - (VTC) = espace mort minimal au point mort intérieur, dans le cas des appareils à cylindrée fixe (VTV) = VTC à (VTC + 0,5. FK. ro. tg "ax) pour les appa- reils à cylindrée variable.