Brevet FR2658869A1 — publié le 19910830

La pr+sente invention concerne une machine a pistons radiaux, et en particulier un moteur à pistons radiaux qui comporte les éléments suivants: un disque annulaire de commande de course dispost de façon fixe sur le boîtier un rotor réalisé sous forme de bloc-cylindre logb en rotation autour d'un axe par rapport au disque de réglage de course une pluralité d'alésages disposés radialement par rapport à l'axe de rotation du bloc-cylindre des pistons logés à coulissement à l'intérieur de l'alésage des galets cylindriques destinés à supporter les pistons en appui sur le disque de commande de course, dont les axes sont parallèles à l'axe de rotation du bloc-cylindre, et des évidements dans la zone de course des galets pour recevoir des parties de galets portant les deux faces frontales de ces derniers. % O TL'invention concerne également un procédé de fabrication des espaces de réception de piston et de galets dans le bloc-cylindre d'une machine à pistons radiaux, en particulier du type mentionné ci-dessus. On connaît déjà par DE-A-35 31 632 une machine à pistons radiaux portant des pistons s'appuyant sur un disque de commande de course à l'aide de galets Les évidements aui y sont réalisés dans la zone de course des galets comportent des rainures périphériques, qui doivent être d'une certaine profondeur pour permettre 3 une plongée des galets dans les alésaes recevant les pistons tout en guidant simultanément latéralement ces galets sur des surfaces d'appui de la paroi latérale de rotor ou de bloc-cylindre Pour y parvenir, il faut une profondeur relativement importante pour les rainures périphériques, ce qui signifie un affaiblissement du I segment, subsistant entre deux alésages de piston, ce segmens étant sollicité en flexion, lors du fonctionnement, sous l'effet de la force de piston Il en résulte un risque de rupture, et en particulier d'une rupture par fatigue. Dans le DE-A-38 28 131 7, publie après la date de priorité de la présente demande, est décrite une machine à pistons radiaux qui a pour objectif en particulier de développer la machine décrite dans DE-A- 1) 35 31 632 de manière à éviter les inconvénients des machines connues de ce type de fabrication En particulier, les dangers d'une rupture à la fatiaue doivent être totalement exclus. La présente invention a pour but de réaliser une machine à pistons radiaux, et en particulier du type mentionné dans l'introduction, de telle manière que, bien que la fabrication du bloc-cylindre soit plus simple et moins onéreuse, on parvienne à un bon guidage lateral des galets en utilisant tout le galet en tant que corps de support. e but est atteint selon l'invention par le fait que des surfaces de guidage situées en opposition l'une à l'autre dans le bloc-cylindre prévues pour le - guidage des faces frontales des galets: sont de préférence 2 fraisées et que l'extension radiaele des surfaces de cuidage est telle que leur extrémité est au-dessus du segment de piston lorsque le piston est dans la position de point mort supérieur. Selon une modalité préférée de l'invention, 3 e l'alésage de piston présente, dans le bloc-cylindre une partie en contre-dépouille à sa base. Selon une autre modalité préférée, le segment de piston est amené le plus près possible de l'extrémité radialement intérieure du piston, pour fournir ainsi une surface d'appui importante entre le piston et l'alésage pour le transfert du couple de rotation Ceci permet en particulier une réduction de l'usure du piston. De façon avantageuse, le diamètre de l'alésage de piston peut correspondre à peu près à la longueur du galet et le diamètre de galet peut être plus petit que le diamètre de piston, de sorte que les bras maintenant le galet font saillie. Selon une autre modalité préférée, la contre- dépouille, en partant de la paroi cylindrique d'alésage, s'écarte d'abord vers l'extérieur par rapport à la verticale, de préférence selon un angle égal à 300, pour se raccorder ensuite au fond d'alésage de préférence le long d'un arc de cercle. Le procédé de fabrication des espaces de réception de piston et de galets dans le bloc-cylindre d'une machine à pistons radiaux, en particulier du type décrit ci-dessus, qui peut être conforme à une ou plusieurs des modalités particulières indiquées, est caractérisé en ce qu'on ménage d'abord les alésages de piston dans le bloc-cylindre, et qu'on forme ensuite, pour chaque alésage de piston, des surfaces de guidage latérales, de préférence par fraisage, pour les deux faces frontales des galets jusqu'à une profondeur qui est située au-dessus du niveau atteint par le segment de piston lorsque le piston parvient dans la position de point mort supérieur. Selon une modalité du procédé, une contre- dépouille est réalisée dans le fond de l'alésage de piston, avant que les surfaces latérales de guidage ne soient fraisées. D'autres avantages, buts et particularités de l'invention résultent de la description d'exemples de réalisation à l'aide du dessin; les figures représentent: la Fig 1 une coupe longitudinale axiale d'une machine à pistons radiaux connue, selon DE-A-35 31 632 _ c'est-à-dire une machine à laquelle l'invention se réfère dans son principe; la Fig 2 une coupe partielle schématique le long de la ligne 2-2 à la Fig 1, mais ici, d'un rotor selon un exemple de réalisation de l'invention; la Fig 3 une vue partielle de dessus du rotor dans la direction de la flèche D à la Fig 2; la Fig 4 un détail A de la Fig 2, fortement agrandi; la Fig 5 un détail B de la Fig 2, fortement agrandi; la Fig 6 un détail C de la Fig 7, fortement agrandi; la Fig 7 une coupe partielle le long de la ligne 7-7 à la Fig 2, le piston étant sorti dans la moitié droite de cette coupe. La Fig 1 représente une machine à pistons radiaux connue, une moitié de boîtier étant désignée par 1 et l'autre moitié par 2 Entre les deux moitiés de boîtier est disposé le disque de commande de course 3 Les deux moitiés de boîtier et le disque de réglage de course sont réunis en un ensemble fixe à l'aide des vis de fixation 4 Un arbre 1 est monté dans la moitié de boîtier 1 à l'aide de roulements à bille ( 6, 7). L'extrémité 8 du côté boîtier de l'arbre 5 est réalisée sous forme d'arbre cannelé et porte un rotor 10 pourvu d'un évidement correspondant 9 Le rotor 10 constitue le bloc-cylindre et présente sur sa périphérie des alésages 11 répartis régulièrement, qui servent à recevoir les pistons 12 Ceux-ci comportent, dans leur zone radiale extérieure, un évidement destiné à recevoir un palier de roulement 13 et un galet cylindrique 14 Les galets 14 s'appuient sur le chemin curviligne 17 du disque de commande de course 3 Dans la zone radialement inférieure du piston 12, ce dernier porte, dans une rainure périphérique, un segment de piston agissant comme élément d'étanchéité Les volumes de cylindre constitués par les alésages sont en liaison active, à l'aide d'alésages de tracé axial 21, avec des alésages de commande 22, 23, de tracé également axial, d'une douille de commande 24 fixe, montée dans la moitié de boîtier 2 La douille de commande 24 limite des volumes de commande périphériques qui sont connectés à des raccords, qui ne sont pas représentés de façon plus détaillée, reliés à la source de fluide sous pression ou au réservoir Selon la position des alésages ou des volumes de piston 11 par rapport aux alésages de commande 22, 23, ceux-ci sont reliés, soit à la source de fluide sous pression, soit au réservoir, et un couple de rotation est ainsi créé sur le rotor 10 qui transmet ce dernier à l'arbre d'entraînement 5 au moyen de la liaison à cannelures. La machine à pistons radiaux connue selon la Fig. 1 présente, comme représenté en détail aux Fig 3-5 du DE-A-35 31 632, quatre évidements lia, par piston, pour recevoir des parties des galets 14 Ces évidements lla sont constitués, dans la machine à pistons radiaux connue, par des rainures périphériques 15 sur le rotor et font donc partie de ces rainures Les rainures 15 sont dimensionnées ici de telle manière que leurs parois extérieures constituent simultanément le guidage axial des surfaces latérales des galets La profondeur des rainures périphériques 15 peut être réduite car le galet 14 peut partiellement plonger dans l'alésage de piston 11 subsistant. On va maintenant décrire, à l'aide des Fig 2 à 7, un exemple de réalisation d'une machine à pistons radiaux selon l'invention Il faut d'abord préciser que la machine à pistons radiaux selon l'invention ne se différencie de la machine à pistons radiaux selon la Fig 1 que par la réalisation différente de son rotor , et ceci uniquement par le fait que les espaces prévus pour recevoir les pistons 12 et les galets 14 sont d'une structure différente En particulier, selon la présente invention, les rainures périphériques 15 représentées à la Fig 1 ne sont plus nécessaires. La machine à pistons radiaux selon l'invention, représentée aux Fig 2 à 7, présente aussi, comme l'état de la technique selon la Fig 1, un disque de commande de course 3 comportant un chemin curviligne 17. Le bloc-rotor ou bloc-cylindre est ici désigné par 100 Il tourne autour d'un axe longitudinal de rotation 160 Autour de la périphérie du rotor 100 sont prévus plusieurs alésages de piston 110 orientés radialement vers l'intérieur, et contenant chacun un piston 120 mobile en va-et-vient Chaque piston 120 s'appuie à l'aide d'un galet de roulement 140 sur le chemin curviligne 17 d'une manière connue. Chaque alésage de piston 110 voir en particulier Fig 5 se termine dans la zone de la base de l'alésage 117 en un fond d'alésage 116 On voit à la Fig 5 que l'alésage 110, en partant de la périphérie du bloc-cylindre 132, présente d'abord une paroi cylindrique 112, qui se termine à la ligne 111 à la Fig 5 Une contre-dépouille 113 a été formée après que l'alésage de piston a été réalisé dans le bloc-cylindre dans la base d'alésage 117 Le tracé de la contre- dépouille 113 comprend d'abord une partie angulaire 115 disposée sous un angle de 300, pour se raccorder ensuite au fond d'alésage 116 le long d'un tracé circulaire dont le rayon est désigné par 114 La présence de la dépouille 113 présente les avantages suivants: l'alésage 110 peut être réalisé de façon simple, le joint de piston 123, 124 (Fig 4) peut ensuite être amené jusqu'à la contre-dépouille, et les pistons 120 peuvent plonger en utilisant de façon favorable la place jusqu'au fond de l'alésage 116. L'étanchéité du piston 120 dans l'alésage 110 est réalisée par un joint de piston 122 qui se compose d'un segment de piston 123 et d'un élément élastique 124 disposé derrière celle-ci Le joint de piston 122 repose dans un évidement annulaire 121 du piston Le segment de piston 123 est disposé le plus bas possible à l'extrémité du piston 120 Il en résulte une surface d'appui subsistante importante entre le piston 120 et l'alésage de piston 110 pour le transfert du moment de rotation L'usure du piston 20 est considérablement réduite par une réalisation de ce type et par la position du segment de piston 123. La Fig 4 représente un détail A de la Fig 2 et l'on voit que le piston 120 présente, à son extrémité inférieure, un diamètre qui se réduit de façon continue le long d'une ligne 126 qui se termine finalement dans le fond 127 du piston On voit en outre que, après l'évidement 121, en allant vers le fond de piston 127, on parvient en premier lieu dans une partie en cylindre de révolution désignée par 125, à laquelle se raccorde ensuite la partie de piston rétrécie déjà mentionnée. La Fig 3 montre en particulier le fait que les alésages de piston 110 sont réalisés le long d'une ligne médiane périphérique 131 de la périphérie du bloc-cylindre 132 La périphérie 132 du bloc-cylindre présente sur les deux côtés des surfaces obliques 132 et 134 Le diamètre du piston est désigné par 128 à la Fig 2. L'extrémité tournée radialement vers l'extérieur du piston 120 porte le galet désigné par 140, de préférence dans un palier 130, et deux bras 129 du piston 120 maintiennent le galet 140. Le galet 140 est en forme de cylindre de révolution et possède deux faces frontales 141, 142 (voir aussi Fig 7) Les parties des galets qui constituent les côtés frontaux de ces derniers 141, 142 s'étendent audelà de l'alésage 110 Pour permettre ceci, deux évidements 108 et 109 sont ménagés, de préférence fraisés en direction axiale, dans le bloc- cylindre 100 La largeur de ces évidements dans la direction périphérique est désignée par 206 (Fig 3). La paroi 203 de l'évidement 108 constitue une surface de guidage 103 du galet 140 A l'opposé de la paroi d'évidement 203, la paroi 204 de l'évidement 109 constitue une seconde surface de guidage 104 pour le gale 1 tf 140 De préférence comme indiqué à la Fig 2 la largeur 206 des évidements 108, 109 n'est qu'un peu plus grande que celle de la surface de guidage 103, 104 qui correspond à peu près au diamètre 145 du galet 140 Le fait qu'elle est un peu plus importante, comme indiqué en traits interrompus à la Fig 2, résulte du processus de fraisage. Les surfaces de guidage latérales 103, 104 sont de préférence fraisées jusqu'à une profondeur -voir Fig 2 telle que leur extrémité radiale est située au- dessus du segment de piston, lorsque le piston parvient au point mort supérieur La position de point mort est représentée à la Fig 2 pour le piston situé au-dessous de la flèche D La surface minimale de contact du galet avec la surface de guidage correspondante 103, 104 est également représentée, en hachures croisées, dans cette figure par 147 On voit, en particulier à la Fig. 3, que la longueur 146 du galet correspond à peu près au diamètre 205 de l'alésage de piston 110. Le diamètre de galet 145 est, comme déjà indiqué, du même ordre de grandeur que la largeur des surfaces de guidage 103, 104, et la largeur de l'évidement 206 est un peu inférieure au diamètre de l'alésage de piston 205. On voit en particulier à la Fig 6 que le galet 140 présente entre les surfaces latérales 141 et 142 et la surface de roulement 143, un chanfrein 148. Revendications 1 Machine à pistons radiaux qui comporte les éléments suivants: un disque annulaire de réglage de course ( 3) disposé de façon fixe sur le boîtier un rotor réalisé sous forme de bloc-cylindre ( 100) logé en rotation autour d'un axe par rapport au disque de réglage de course ( 3) une pluralité d'alésages ( 10) disposés radialement par rapport à l'axe de rotation du bloc- cylindre des pistons ( 120) logés à coulissement à l'intérieur de l'alésage ( 110) des galets cylindriques ( 14) destinés à 1 S supporter les pistons ( 120) sur le disque de réglage de course ( 3), dont les axes sont de tracé parallèle à l'axe de rotation du bloc-cylindre, et des évidements dans la zone de course des galets ( 14) pour recevoir des parties de galets sur les deux faces frontales de galets ( 141, 142) caractérisée en ce que, pour le guidage des faces frontales de galets ( 141, 142), des surfaces de guidage ( 103, 104) situées en opposition l'une à l'autre dans le bloc-cylindre sont prévues pour le galet, et de préférence obtenues par fraisage, et en ce que la profondeur radiale des surfaces de guidage ( 103, 104) est telle que leur extrémité est audessus du segment de piston ( 123) même lorsque le piston ( 120) est dans la position de point mort supérieur. 2 Machine à pistons radiaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alésage de piston ( 110) présente, dans le bloc-cylindre ( 100) une contre-dépouille ( 113) au voisinage de son fond. 3 Machine à pistons radiaux selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le segment de piston ( 123) est placé le plus près possible de l'extrémité - * inférieure du piston ( 120), pour fournir ainsi, entre le piston et l'alésage, une surface d'appui importante pour le transfert du couple de rotation. 4 Machine à pistons radiaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre ( 205) de l'alésage de piston ( 110) correspond à peu près à la longueur ( 146) du galet. Machine à pistons radiaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre de galet ( 145) est plus petit que le diamètre de piston, et en ce que des bras ( 129) maintenant le galet font saillie. 6 Machine à pistons radiaux selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la contre-dépouille ( 113), en partant de la paroi cylindrique d'alésage ( 112), s'écarte d'abord vers l'extérieur par rapport à la verticale, de préférence selon un angle égal à 30 , pour se raccorder ensuite (figure 5) au fond d'alésage ( 116) de préférence le long d'un arc de cercle. 7 Procédé de fabrication des espaces de réception de piston et de galets dans le bloc-cylindre d'une machine à pistons radiaux, en particulier du type conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ménage d'abord les alésages de piston ( 110) dans le bloccylindre, et qu'on forme ensuite des surfaces de guidage latérales ( 103, 104) de préférence par fraisage, pour chaque alésage de piston ( 110) pour les deux côtés frontaux de galets ( 141, 142) jusqu'à une profondeur qui est située au-dessus du niveau atteint par le segment de piston lorsque le piston parvient dans la position de point mort supérieur. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on réalise une contre-dépouille dans la base d'alésage du fond de piston, avant que les surfaces latérales de guidage ne soient fraisées. il 2658869 d'alésage du fond de piston, avant que les surfaces latérales de guidage ne soient fraisées.