Brevet FR2648512A1 — publié le 19901221

L'invention concerne une machine à pistons ra- diaux et notamment un moteur à pistons radiaux. On utilise des machines à pistons radiaux dans de nombreux domaines de la technique. Par exemple, on les uti- lise sous la forme de moteurs à pistons radiaux comme dis- positif d'entraînement de véhicules. Dans la pratique il s'est avéré que,lorsqu'un vé- hicule équipé de tels moteurs à pistons radiaux doit être remorqué à grande vitesse, il est nécessaire que l'engrène- ment entre les pistons et la piste à cames soit interrompu et que les pistons soient bloqués dans leurs positions de point mort bas. Pour maintenir les pistons dans leur position de point mort bas, on peut procéder de différentes manières. Par exemple il est possible de soumettre le carter du moteur à pistons radiaux a une légère surpression (par exemple 105 Pa). Dans l'hypothèse o les déplacements aller et retour des pistons s'effectuent sans pression, les pistons sont repoussés vers l'intérieur par la surpression régnant dans le carter et s'écartent donc complètement de la piste à cames du disque à cames. L'arbre moteur et le bloc-cylindres, qui est fixe à cet arbre, ainsi que les pistons contenus dans le bloc moteur peuvent ainsi tourner librement, c'est-à-dire qu'ils ont un fonctionnement en roue libre. En général, pour l'obtention de la surpression dans le carter, il est nécessaire d'utiliser une pompe auxiliaire et un circuit à soupapes, ce qui entraîne sou- vent une dépense indésirable. D'après le brevet US-A-4 469 012, il est déjà connu de relier entre eux les pistons à l'aide de ressorts, de manière que les forces des ressorts attirent les pistons dans la position de point mort bas. Dans cet agencement, le coût de construction ainsi que la place occupée par les ressorts logés à l'extérieur du bloc-cylindres sont des in- convénients. En outre, il est nécessaire d'avoir des forces 25485.12 relativement intenses de précontrainte des ressorts pour maintenir les pistons dans la position la plus basse dans le bloc-cylindres. L'invention a pour but d'agencer une machine à pistons radiaux et notamment un moteur à pistons radiaux de manière à pouvoir avoir un fonctionnement efficace en roue libre, moyennant de faibles surco ts du point de vue construction et sans avoir un besoin supplémentaire en place. L'invention a en outre pour but d'agencer le moteur à pistons radiaux de manière qu'il fournisse une grande sé- curité de fonctionnement. Pour résoudre ce problème, dans le. cas d'une ma- chine à pistons radiaux et notamment d'un moteur à pistons radiaux, l'invention prévoit que les pistons peuvent être bloqués dans une position radiale désirée au moyen d'un dispositif d'encliquetage (moyens d'encliquetage). Confor- mément à un agencement préféré de l'invention, les moyens d'encliquetage agissent entre les rouleaux placés en contact avec les cylindres, et le bloc-cylindres. Conformément &à-une modalité de réalisation préfé- rée de l'invention, il est prévu que les moyens d'enclique- tage sont disposés entre les faces frontales du rouleau et le bloc-cylindres. Conformément à une autre modalité de réalisation préférée de l'invention, des billes chargées par des res- sorts sont prévues sur le côté frontal des rouleaux des pistons. Ces billes d'encliquetage peuvent s'encliqueter dans les évidements correspondants ménagés dans le bloc- cylindres. Les évidements sont formés de préférence par les alésages ménagés dans le bloc-cylindres. Les alésages ou les évidements utilisés pour l'encliquetage des billes sont situés de préférence en un emplacement du bloc-cylindres, au niveau duquel les rouleaux prennent leur position de point mort bas. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe longitudinale axiale d'une machine à pistons radiaux conforme à DE-A-3531632; - la figure 2 représente, dans sa moitié gauche, une coupe prise suivant la ligne IIa et, dans sa moitié droite, une coupe prise suivant la ligne IIb sur la figure 1; - la figure 3 représente une vue du piston et d'un rouleau dans la direction de l'axe du rouleau, et une partie du rotor et du disque à cames de la figure 4; - la figure 4 représente une coupe prise suivant la ligne IV-IV sur la figure 3; - la figure 5 représente une vue en plan du pis- ton muni du rouleau de la figure 3; - la figure 6 représente un exemple de réalisa- tion de l'invention dans une représentation semblable à celle de la figure 4, le piston et le rouleau étant dans la position de point mort haut; et la figure 7 montre une représentation analogue à celle de la figure 6, le piston et le rouleau étant dans la position de point mort bas et le rouleau étant ver- rouillé. Avant de décrire l'invention en référence aux fi- gures 6 et 7, on va donner des explications relatives à une machine à piston radiaux conforme à l'état de la technique, qui est notamment perfectionnée grâce à la présente inven- tion. Sur la figure 1, la référence 1 désigne.une moi- tié et la référence 2 l'autre moitié d'un carter. Le disque à cames 3 est disposé entre les deux moitiés du carter. Les deux moitiés du carter sont réunies au disque à cames pour former une unité rigide à l'aide de vis de fixation 4. L'arbre 5 est supporté dans la moitié 1 du carter au moyen de roulements à rouleaux 6,7. L'extrémité 8, située du côté du carter, de l'arbre est réalisée sous la forme d'un arbre cannelé à cannelures multiples et est liée au rotor 10 par l'inter- irédiaire d'un évidement 9 ce forme correspondante. Le rotor 10 est réalisé sous la forme d'un bloc-cylindres et possède des alésages 11 répartis uniformément sur son pourtour (fi- gure 2) et servant à loger les pistons 12. Les pistons 12 comportent, dans leur zone radiaiement exterieure, un évidement 12d servant à loger un coussinet de palier 13 et un rouleau cylindrique 14. Les rouleaux 14 prennent appui sur la piste à cames 17 du disque à cames 3. Dans la partie radia- lement inférieure ------ du piston,ce dernier porte, dans une gorge circonférentielle 12c, un segment de piston 20 constituant -------------un élément d'étanchéité. Les chaitres de piston formées par les alésages 11 sont reliées selon une liaison active, par l'intermédiaire d'alésages axiaux 21, à des alésages de commande également axiaux 22,23 d'un manchon fixe de commande 24 logé dans la moitié 2 du carter. Le manchon de commande 24 limite des espaces circonférentiels de commande 25,26, qui sont reliés aux raccords, non représentés de façon détaillée, prévus pour la source de fluide comprimé ou le réservoir. En fonction de la position des chambres 1i1 des pistons par rapport aux alésages de commande 22,23, ces derniers sont reliés soit à la source de fluide comprimé, soit au réservoir et appli- quent par conséquent un couple' au rotor 10,qui retransmet ce couple, par l'intermédiaire de la liaison à cannelures multiples, vers l'extérieur à l'arbre d'entraînement ou mené 5. Conformément aux figures 3 à 5, les alésages 11 du rotor, qui logent les pistons 12, comportent quatre évi- dements lia, qui s'étendent sur une distance supérieure au rayon et servent à loger la section de rouleaux 14a. Les évidements lia sont formés par des gorges circonféren- 26 L 85 12 tielles 15 ménagées dans le rotor 10 et constituent par conséquent une partie de ces gorges 15. Les gorges sont dimen- sionnées de manière que leurs parois d'extrémité extérieures a procurent simultanément le guidage axial des surfaces laté- rales 14b des rouleaux. Les rouleaux peuvent -en principe avoir une longueur quelconque. Plus les rouleaux sont longs, plus la largeur d'insertion dans les gorges, des deux côtés, est importante. On obtient un bon compromis du point de vue construction en choisissant la longueur 1 des rouleaux comprise entre environ 0,9 et 0,95 fois le dia- mètre des pistons. Dans ce cas, la durée de vie de la ma- chine augmente encore de 50 à 60 % par rapport à l'état de la technique. On peut réduire la profondeur d'insertion des gorges circonférentielles 15 étant donné que le rouleau peut pénétrer partiellement dans l'alésage existant du pis- ton. Sur les figures 6 et 7, on a représenté la par- tie, ici intéressante, d'un exemple de réalisation d'une machine à pistons radiaux conforme à l'invention, notamment d'un moteur à pistons radiaux, qui possède la constitution de principe conforme aux figures 1-5. Dans le cas de l'exemple de réalisation des fi- gures 6 et 7, le bloc-cylindres (rotor) 110 comporte ---------- des alésages 111 servant à loger les pistons 112. En contact avet chaque piston il est prévu, moyennant l'interposition d'un coussinet de palier 113, un rouleau 114, qui prend appui d'autre part sur la piste à cames 117 du disque à cames 103. Chaque piston 112 comporte un seg- ment 120. Le piston lui-même possède, dans sa partie infé- rieure (sur les figures 6 et 7), un évidement 180 et son alesage 111 est relié, de ce côté, à un alésage de raccordement 121 Conformément à l'invention il est prévu un dispo- sitif d'encliquetage ------------------------- agencé de telle sorte que le piston 112 peut être inriobilisé dans une posi- tion radiale déterminée, et notamment dans sa position de point mort bas. Ceci est souhaitable afin d'interrompre l'engrènement entre le piston 112 et la piste à cames 117. Les moyens d'encliquetage (dispositif d'enclique- tage) conformes à l'invention sont prévus de préférence entre le rouleau (corps cylindrique) 114 associé au pis- ton 112, et le rotor 110. On pourrait également imaginer d'installer le dispositif d'encliquetage entre le piston 112 lui-même et le bloc-cylindres 110. Mais, pour des raisons techniques de fabrication, il est préférable de disposer -le dispositif d'encliquetage entre le rouleau 110 et le bloc-cylindres 110. Le dispositif d'encliquetage possède de préfé- rence, pour chaque piston 114, des billes d'encliquetage 181,182, qui sont logées dans des évidements 183,184 du rouleau 114. Dans un alésage 200 reliant les évidements 183,184 est situé un élément de ressort 185, qui précon- traint axialement vers l'extérieur les deux billes d'encli- quetage 181,182, en direction de la paroi intérieure du ro- tor 110. Au niveau des billes d'encliquetage 181,182, se trouvent ménagés, dans le rotor 110, des évidements d'en- cliquetage, qui sont formés, dans le cas représenté, par des alésages 188, 189 radiaux par rapport à l'alésage 111. Les évidements 183,184 sont situés dans des faces frontales 190,191 du rouleau 114. celles-ci présentent respectivement ces biseaux 192, 193 situés radialement a i'excérieur. Sur la figure 6, le piston 112 est situé, dans sa position normale de travail, le rouleau 114 étant en engagement avec la piste à cames 117 du disque à cames 103, tandis que,sur la figure 7, le piston 112 est encliqueté à l'intérieur du ro- tor ou du bloc-cylindres 110, le rouleau 114 étant situé dans sa position de point mort bas. En ce qui concerne la position des alésages 188, 189 ou d'autres évidements coopérant avec les billes d'en- cliquetage 181 et 182, on peut prévoir ces encliquetages dans les parties du bloc-cylindres (rotor), qui sont utili- sés pour le guidage des rouleaux 114. En ce qui concerne le guidage des rouleaux, on se référera également aux figures 4 et 5 relatives à l'état de la technique. C'est uniquement dans la position de point mort bas du piston 112 de la figure 7 que le piston 112 est dans une position encliquetée en raison de l'encliquetage des billes 181,182 dans les alésages 188,189 de la paroi du cy- lindre. Dans toutes les autres positions y compris la po- sition de point mort haut conformément à la figure 6, le piston 110 est dans une position non encliquetée. Cela si- gnifie que, pendant le fonctionnement normal de la machine, il apparaît en permanence, dans la position de point mort bas, des encliquetages qui cependant sont sans effet pen- dant le fonctionnement normal. REVENDICATIONS 1. Machine à pistons radiaux, notamment moteur à pistons radiaux, comprenant: un disque annulaire à cames (103) solidaire d'un carter, un bloc-cylindres (110) monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe par rapport au disque à cames (103), une multiplicité d'alésages (111) disposés radialement par rapport à l'axe de rotation du bloc-cylindres, des pistons (112) supportés de manière à être déplaçables à l'intérieur des alésages (111), et des rouleaux cylindriques (114) destinés à supporter les pistons (112) sur la piste (117) des cames du disque à cames (103) et ayant un axe parallèle à l'axe de ro- tation du bloc-cylindres (110), caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif d'encli- quetage (181,182,188,189), qui fixe par encliquetage les pistons (112) à l'intérieur du bloc-cylindres (110). 2. Machine à pistons radiaux selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le dispositif d'encliquetage agit entre les rouleaux et le bloc-cylindres. 3. Machine à pistons radiaux selon l'une des re- vendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif d'encliquetage agit entre les faces frontales (190,191) des rouleaux (114) et le bloc-cylindres. 4. Machine à pistons radiaux selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif d'encliquetage agit entre les faces frontales (190,191) du rouleau (114) et les parties du bloc-cy- lindres, prévues pour le guidage du rouleau (114). 5. Machine à pistons radiaux selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif d'encliquetage comporte des billes d'encliqueta- ge chargées par des ressorts et disposées dans le rouleau (114), et en outre des alésages ou des évidements permet- tant l'insertion avec encliquetage de ces billes d'encli- quetage dans les parties du bloc-cylindres, prévues pour le guidage du rouleau. 6. Machine à pistons radiaux selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les alésages ou évidements prévus pour l'encliquetage des billes d'encliquetage sont situés à l'endtoit du bloc- cylindres (110), au niveau duquel les rouleaux (114) occu- pent leur position de point mort bas.