Brevet FR2669682A1 — publié le 19920529

i MOTEUR A PISTONS RADIAUX, DOTE D'UN SYSTEME PERFECTIONNE DE GUIDAGE ET D'ETANCHEMENT DES PISTONS La présente invention se rapporte à un moteur à pistons radiaux, comprenant:un disque annulaire régulateur de course, assujetti au carter; un rotor ou bloc-cylindres réalisé sous la forme d'un corps rotatif monté à rotation, autour d'un axe, par rapport au disque régulateur de course; un grand nombre de perçages agencés radialement par rapport à l'axe de rota- tion du bloc-cylindres; des pistons montés à coulissement dans l'espace interne des perçages; et des rouleaux cylindriques conférant un appui aux pistons sur le disque régulateur de course, et munis d'axes s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du bloc-cylindres. Des moteurs de ce genre sont connus d'après les demandes de brevet DE-A-32 16 007 et DE-A-35 31 632 Ces moteurs se sin- gularisent par un type de réalisation compact et peu onéreux, ainsi que par leur aptitude à résister à de fortes pressions. Dans de tels moteurs à pistons radiaux, les pistons remplissent les fonctions de refoulement et d'étanchement, et les rouleaux répercutent, sur les pistons, les forces développées par le disque régulateur de course, en vue de la génération d'un cou- ple de rotation Dans ces moteurs connus, le diamètre maximal des pistons est fixé par le nombre des pistons, par la course de ces derniers et par le rayon du rotor, et donc également par le couple de rotation du moteur. L'invention a pour objet d'améliorer les moteurs connus à pistons radiaux du type précité, de telle sorte que leur couple de rotation puisse être augmenté moyennant un même encombrement. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que les pistons comportent, dans la direction de l'axe de rotation, un tenon respectif de guidage dont le diamètre est plus petit que le diamètre du piston, la chambre de piston, respectivement délimitée par le tenon de guidage, pouvant être sollicitée par la même pression du fluide de travail que la chambre annulaire ménagée dans le bloc-cylindres et délimitée par ledit piston, en association avec ledit tenon de guidage. Grâce à l'implantation d'un tenon de guidage, la longueur du piston peut être réduite et, de ce fait, son diamètre peut être augmenté sans diminuer la distance par rapport aux perça- ges voisins logeant des pistons Ainsi, aucune influence nega- tive n'est exercée sur la robustesse du bloc-cylindres Le te- non de guidage et le piston matérialisent, en coopération, une sorte de piston étagé dont la chambre annulaire et la chambre de piston peuvent être sollicitées, par l'intermédiaire d'un évidement, par la même pression du fluide de travail Compara- tivement à l'art antérieur, cette réalisation structurelle de l'élément actif proposée par l'invention se traduit, moyennant une même taille de réalisation, par une superficie du piston associé au tenon de guidage qui est sollicitée par une pression d'environ 44 % supérieure, et donc par un couple de rotation conséquemment accru Suite au diamètre supérieur des pistons, et suite à la présence des tenons de guidage reliés à ces der- niers dans la direction de l'axe de rotation, l'on obtient si- multanément un meilleur guidage desdits pistons, si bien que, lors de la transmission des couples de rotation au rotor, à partir du disque régulateur de course, l'on interdit efficace- ment un coincement des pistons courts en garantissant, par conséquent, une transmission du couple de rotation qui est largement exempte de pertes. Selon des perfectionnements avantageux de l'invention un élément d'étanchement prévu sur le piston, à proximité des rouleaux, assure avantageusement l'étanchéité, vers l'ex- térieur, de la chambre cylindrique formée par la chambre an- nulaire; l'étendue longitudinale du piston s'achève de préférence, dans la direction de l'axe de rotation, à courte distance der- rière l'élément d'étanchement; l'étendue longitudinale des tenons de guidage peut être lé- gèrement plus longue que la course de travail des pistons; cette étendue longitudinale des tenons de guidage peut excé- der, d'environ 17 % à 22 %, la course de travail desdits pis- tons; de préférence, le rapport entre les diamètres des tenons de guidage et des pistons est compris entre 0,5 et 0,8; les chambres de pistons délimitées par les tenons de guidage peuvent être avantageusement reliées, par l'intermédiaire d'évi- dements pratiqués dans le bloc-cylindres, aux chambres annulai- res délimitées par les pistons et les tenons de guidage; ces chambres de pistons délimitées par les tenons de guidage peuvent être commodément reliées, par l'intermédiaire d'évide- ments et de gorges annulaires pratiqués dans le tenon de gui- dage, auxdites chambres annulaires délimitées par les pistons et les tenons de guidage; et de préférence, le fluide de travail peut être délivré con- jointement ou séparément, par l'intermédiaire d'une soupape, auxdites chambres de pistons délimitées par les tenons de gui- dage, et auxdites chambres annulaires délimitées par les pis- tons et les tenons de guidage. Dans un moteur à pistons radiaux connu d'après la demande de brevet DE-A-20 04 350, le piston de travail présente un pro- longement qui possède un diamètre supérieur, et reçoit la bille d'appui exclusivement destinée à conférer un meilleur guidage audit piston de travail La chambre annulaire délimitée par le prolongement communique, avec l'espace interne du carter, par l'entremise d'un interstice de lubrification entre le perçage de guidage et l'appendice en forme de piston Il n'est prévu aucune sollicitation de la chambre annulaire par la pression du fluide de travail, en vue d'accroître le couple de rotation. L'invention va à présent être décrite plus en détail à ti- tre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins an- nexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale axiale d'un moteur à pistons radiaux conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fi- gure 1; et la figure 3 illustre une autre liaison des chambres de pistons et des chambres annulaires sollicitées par une pression. Sur la figure 1, la référence numérique 1 désigne l'une des moitiés d'un carter, l'autre moitié de ce carter étant re- pérée par 2 Un disque 3 régulateur de course est interposé entre les deux moitiés du carter Ces deux moitiés du carter et ledit disque sont réunis, au moyen de boulons de fixation 4, pour former une unité structurelle rigide Un arbre 5 est monté dans la moitié 1 du carter, au moyen de roulements à billes 6, 7 Une extrémité 8 de l'arbre, située du côté de l'espace interne du carter, est réalisée sous la forme d'un arbre à cannelures multiples et porte un rotor 10 par l'inter- médiaire d'un évidement correspondant 9 Le rotor 10 est conçu sous la forme d'un bloc-cylindres et comporte des perçages 11 et 18 (figure 2) qui sont uniformément répartis sur son pour- tour, et servent à recevoir des pistons 12 associés à des te- nons de guidage 16 Dans leur région extérieure radiale, les pistons 12 sont pourvus d'un évidement 12 d en vue de recevoir un coussinet hémisphérique 13 de portée de rouleaux cylindri- ques 14 Ces rouleaux cylindriques 14 prennent appui contre une piste lobée 17 du disque 3 régulateur de course Dans sa région radiale inférieure, le piston comporte un segment 20 qui remplit la fonction d'un élément d'étanchement, et est en- castré dans une gorge périphérique 12 c La longueur des perça- ges 18 est dimensionnée que façon que le tenon de guidage per- mette encore un guidage sur du piston déployé Les tenons de guidage sont légèrement plus longs que la course des pistons. Les diamètres des perçages 11 et 18 sont dimensionnés de telle sorte que, en considérant le sens de rotation du rotor, les cloisons subsistant entre lesdits perçages résistent aux pres- sions exercées en service. Des chambres 19 de pistons matérialisées par les perçages 18 sont reliées, par l'intermédiaire d'évidements radiaux 27 pratiqués dans le rotor 10, à des chambres annulaires 15 déli- mitées par les perçages 11 et les tenons de guidage 16 Les- dites chambres 19 et 15 sont à leur tour en liaison interacti- ve, par l'intermédiaire de perçages 21 s'étendant axialement dans le rotor 10, avec des perçages de commande 22, 23 qui s'étendent eux aussi dans le sens axial et sont pratiqués dans une douille fixe de commande 24, logée dans la moitié 2 du car- ter La douille 24 délimite des chambres circonférentielles de commande 25, 26 qui communiquent respectivement avec la source de fluide sous pression ou avec le réservoir, par des raccords non illustrés en détail, par l'entremise d'une soupape de com- mande En fonction de la position respectivement occupée par les chambres 19 ou 15 par rapport aux perçages de commande 22, 23, ces derniers sont reliés soit à la source de fluide sous pression, soit au réservoir, si bien que le rotor 10 est sou- mis à un couple de rotation qui est répercuté vers l'extérieur par ledit rotor, au moyen de la solidarisation par cannelures multiples, sur l'arbre 5 respectivement menant ou mené. Par rapport à la figure 1, la figure 3 représente unique- ment une autre réalisation structurelle de la liaison entre les chambres 19 de pistons et les chambres annulaires 15 Les- dites chambres 19 sont reliées, auxdites chambres annulaires 15, par l'entremise d'évidements 28 s'étendant axialement au centre des tenons de guidage 16, et par l'entremise d'évide- ments 29 s'étendant radialement, et de gorges annulaires pé- riphériques 30, pratiqués à l'extrémité desdits tenons de gui- dage qui est tournée vers lesdits pistons. Si la distribution du fluide de travail aux chambres de piston et aux chambres annulaires est assurée par l'intermé- diaire de canaux de commande et de chambres de commande dis- tincts, les chambres des pistons et les chambres annulaires peuvent être commandées séparément à l'aide d'une soupape de commande, si bien qu'il est possible d'obtenir un échelonne- ment du couple de rotation en faisant agir le fluide pressuri- sé soit uniquement sur les chambres annulaires, soit uniquement sur les chambres des pistons, soit encore conjointement sur les unes et les autres. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au moteur décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T I O N S- 1 Moteur à pistons radiaux, comprenant un disque annulaire ( 3) régulateur de course, assujetti au carter; un rotor ou bloc-cylindres ( 10) réalisé sous la forme d'un corps rotatif monté à rotation, autour d'un axe, par rapport au disque ( 3) régulateur de course; un grand nombre de perçages ( 11) agencés radialement par rap- port à l'axe de rotation du bloc-cylindres; des pistons ( 12) montés à coulissement dans l'espace interne des perçages; et des rouleaux cylindriques ( 14) conférant un appui aux pis- tons sur le disque ( 3) régulateur de course, et munis d'axes s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du bloc-cylindres, moteur caractérisé par le fait que les pistons ( 12) comportent, dans la direction de l'axe de rotation, un tenon respectif de guidage ( 16) dont le diamètre est plus petit que le diamètre du piston, la chambre ( 19) de piston, respectivement délimitée par le tenon de guidage, pouvant être sollicitée par la même pres- sion du fluide de travail que la chambre annulaire ( 15) ménagée dans le bloc-cylindres et délimitée par ledit piston, en asso- ciation avec ledit tenon de guidage. 2 Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un élément d'étanchement ( 20) prévu sur le piston ( 12), à proximité des rouleaux ( 14), assure l'étanchéité, vers l'ex- térieur, de la chambre cylindrique formée par la chambre annu- laire ( 15). 3 Moteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'étendue longitudinale du piston s'achève, dans la direction de l'axe de rotation, à courte distance derrière l'élément d'étanchement ( 20). 4 Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'étendue longitudinale des te- nons de guidage est légèrement plus longue que la course de travail des pistons. Moteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'étendue longitudinale des tenons de guidage excède, d'environ 17 % à 22 %, la course de travail des pistons. 6 Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le rapport entre les diamètres des tenons de guidage et des pistons est compris entre 0,5 et 0,8. 7 Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les chambres ( 19) de pistons délimitées par les tenons de guidage sont reliées, par l'in- termédiaire d'évidements ( 27) pratiqués dans le bloc-cylin- dres, aux chambres annulaires ( 15) délimitées par les pistons et les tenons de guidage. 8 Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les chambres ( 19) de pistons délimitées par les tenons de guidage sont reliées, par l'in- termédiaire d'évidements ( 28, 29) et de gorges annulaires ( 30) pratiqués dans le tenon de guidage, aux chambres annulaires ( 15) délimitées par les pistons et les tenons de guidage. 9 Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le fluide de travail peut être délivré conjointement ou séparément, par l'intermédiaire d'une soupape, aux chambres ( 19) de pistons délimitées par les te- nons de guidage, et aux chambres annulaires ( 15) délimitées par les pistons et les tenons de guidage.