Brevet FR2672940A1 — publié le 19920821

i La présente invention concerne une machine à pistons radiaux, et, de préférence, un moteur à pistons radiaux. Spécialement, l'invention concerne un moteur à pistons radiaux, qui peut également être entraîné comme une pompe pour exercer un freinage, et qui est réalisé, de plus, avec un dispositif de freinage mécanique, qui, par exemple, freine l'arbre du moteur si on ne dispose d'aucune pression hydraulique En particulier, l'invention concerne un moteur à pistons radiaux propre à entraîner un véhicule de terrassement, un rouleau compresseur ou similaire, le moteur étant monté dans un circuit fermé comportant une pompe principale et une pompe de qavage associée. On connaît déjà un grand nombre de machines à pistons radiaux qui sont utilisées en même temps qu'un dispositif de freinage mécanique, sous la forme typique d'un dispositif de freinage à lamelles Dans le cas le plus fréquent, auquel se réfère également en particulier la présente invention, les lamelles de frein sont serrées les unes contre les autres au moyen d'un ressort et elles se trouvent donc à l'état de freinage en l'absence d'arrivée de fluide sous pression Pour libérer le frein ("donner de l'air"), un fluide sous pression (de préférence de l'huile hydraulique) est envoyé à la chambre du frein, ce qui fait coulisser un piston de freinage qui agit contre la pression du ressort et peut ainsi libérer le frein. Dans le cas de l'utilisation d'un moteur à pistons radiaux comportant en même temps un dispositif de freinage mécanique, plus précisément si on utilise une installation comportant une pompe principale et une pompe de gavage pour entraîner la machine à pistons radiaux qui constitue le moteur à pistons radiaux, le fluide sous pression, nécessaire pour libérer le frein, est repris de la pompe de gavage et envoyé à une chambre de freinage Dans ce cas, en général, entre la chambre de freinage et la machine à pistons radiaux (en particulier le moteur à pistons radiaux), un joint d'étanchéité intérieur est nécessaire. Une telle construction présente toutefois un inconvénient s'il se produit des pertes par fuites, dues à la sollicitation dynamique. La présente invention s'est fixé pour but de réaliser en particulier une machine à pistons radiaux, prévue pour l'utilisation avec un dispositif de freinage mécanique, ou un moteur à pistons radiaux, prévu pour fonctionner avec un dispositif de freinage mécanique et, de préférence pour fonctionner au moyen d'une installation de pompes comportant une pompe principale et une p e de gavage, ce moteur à pistons radiaux comportant les éléments suivants un carter au moins deux raccords, (A, B) réalisés dans le carter, pour un fluide sous pression, de préférence de l'huile hydraulique, un arbre monté tournant dans le carter, un rotor monté fixe en rotation sur l'arbre, des pistons disposés de façon à pouvoir se déplacer radialement dans les alésages radiaux du rotor, un chemin de roulement courbe fixe travaillant en combinaison avec des rouleaux associés aux pistons, et un commutateur, disposé de façon fixe dans le carter, commutateur qui, suivant la position du rotor, raccorde les raccords (A, B) avec les alésages radiaux, ou les isole, qui permette d'éviter les inconvénients correspondant à l'état de la technique En particulier, on désire obtenir ainsi une fabrication simple et de coût favorable, ainsi qu'une sécurité de fonctionnement élevée. Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit, de façon très générale, que le fluide de pression, servant à actionner (c'est-à-dire, de préférence, à libérer) le dispositif de freinage, n'est pas prélevé sur la pompe de gavage mais sur la machine à pistons radiaux elle-même. De préférence, le fluide de pression est prélevé à l'intérieur de la machine à pistons radiaux et est envoyé directement au dispositif de freinage qui lui est annexé, ou à un dispositif intégré dans le carter de la machine à pistons radiaux De ce fait, on réalise des circuits courts, protégés, pour le fluide de pression. De plus, il est prévu selon l'invention que l'arrivée du fluide de pression provenant de la machine à pistons radiaux vers le dispositif de freinage est, de préférence, commandée par une soupape Cette soupape est, de préférence, installée dans la machine à pistons radiaux et, de plus, ici, de préférence aussi dans le commutateur de la machine à pistons radiaux ou dans un élément du carter. Avantageusement, la soupape est une soupape de commande reliée aux deux raccords de la machine. De préférence, la soupape est reliée au dispositif de freinage par l'intermédiaire de canaux réalisés dans le carter. Suivant une première variante de l'invention, le fluide sous pression, pour actionner le dispositif de freinage est prélevé en particulier à partir des enceintes de commande, réalisés sous la forme de rainures annulaires, communiquant avec les raccords d'utilisation, et envoyé au dispositif de freinage. Suivant une deuxième variante de l'invention, on utilise, pour actionner le dispositif de freinage, de l'huile de fuites Dans la zone radialement intérieure, située entre le rotor de la machine à pistons radiaux et le commutateur, au voisinage de l'arbre portant le rotor, de l'huile de fuite sort radialement vers l'extérieur, et on peut l'utiliser, après qu'une certaine pression s'est établie, pour libérer le dispositif de freinage. De préférence, cette huile de fuite est dirigée, en suivant une fente annulaire prévue entre l'arbre et le commutateur, vers le dispositif de freinage, et envoyée à la chambre du frein La chambre du frein est, dans ce cas, reliée de préférence au réservoir, par l'intermédiaire d'une soupape réglée à la pression de libération du frein. D'autres avantages, buts et particularités de l'invention ressortent de la description d'exemples d'exécution, illustrés par le dessin annexé. Dans cette description, on considère, d'une manière générale, un moteur à pistons radiaux, mais cette conception doit être interprétée de façon générale comme une machine à pistons radiaux, en particulier à cause du fait que, dans le cas d' utilisation préférée, le moteur fonctionne également, le cas échéant, comme une pompe au profit du frein hydraulique. Dans le dessin,: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier exemple d'exécution préféré, d'un moteur à pistons radiaux comportant un dispositif de freinage qui lui est associé, dans une première variante représentée dans son ensemble sur la figure 4. La figure 2 montre un détail de la figure 1. La figure 3 montre un détail de la figure 2. La figure 4 est un schéma synoptique d'une première variante de l'invention, réalisée conformément à l'exemple d'exécution des figures 1 à 3. La figure 5 est un schéma synoptique d'une deuxième variante de l'invention. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale analogue à la figure 1, montrant la deuxième forme d'exécution de l'invention. La figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur hydraulique dans le cas duquel le dispositif de freinage est entouré par le carter moteur, étant entendu qu'ici on a, de nouveau, réalisé la deuxième variante de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté une machine à pistons radiaux (moteur à pistons radiaux) 100, et désigné par 1 l'un des demi-carters et par 2 l'autre demi-carter. Entre les deux demi-carters 1, 2, est disposé un disque de commande de course 3 Les deux demi-carters sont réunis avec le disque de commande de course 3, au moyen des vis de fixation 4, pour former un ensemble unitaire compact. Dans le demi-carter 1, un arbre 5 est maintenu monté sur roulements à billes 6, 7 Dans la zone d ' un rotor 10 monté sur 1 ' arbre 5, celui- ci est réalisé sous la forme d ' un arbre cannelé à cales multiples, pour qu ' ainsi le rotor soit monté sur lui sans rotation possible Le rotor est réalisé sous la forme d'un bloc à cylindres et présente, répartis régulièrement sur sa périphérie, des alésages 11 destinés à recevoir des pistons 12 Chacun des pistons 12 présente, dans sa zone radialement externe, un évidement pour recevoir un coussinet de palier 13 et un rouleau cylindrique 14 Les rouleaux 14 s'appuient sur la courbe d'un chemin de roulement 17 du disque de commande de course 3. Dans la zone radialement inférieure de chacun des pistons 12, il est prévu une rainure annulaire destinée à recevoir le segment du piston Les volumes de cylindre, formés par les alésages, communiquent, par l'intermédiaire d'alésages traversants 21, avec des alésages de commande 22, disposés, de même, axialement, sur une douille de commande 24 (commutateur), introduite et maintenue fixe dans le demi-carter 2 La douille de commande 24 délimite des rainures annulaires, ou enceintes de commande, 25, 26, qui communiquent avec des raccords pour le fluide sous pression, de préférence au nombre de deux, non représentés plus en détail Suivant la position des alésages 11, ou volumes de cylindre, par rapport aux alésages de commande 22, ces alésages 11, sont soit reliés avec une source de fluide en pression, soit reliés au réservoir, pour exercer ainsi un couple de rotation sur le rotor 10. De préférence, les deux raccords (non représentés sur la figure 1), qui communiquent avec les enceintes de commande 25, 26 réalisées sous la forme de rainures annulaires, sont reliés, comme le montre la figure 4, avec une pompe, ce qui sera encore explicité en détail. Sur le demi-carter 2 est fixé, par des goujons filetés 29, un dispositif de freinage 30, comportant un carter 31 formant coquille, dans lequel pénètre un prolongement 32 de l'arbre 5 portant des lamelles Le carter 31 porte, de façon connue, également des lamelles pouvant agir en liaison avec les lamelles qu'on vient de citer Un piston de freinage 33, monté de façon à pouvoir se déplacer dans les deux sens dans le carter 31, est, si on n'applique aucun fluide en pression, repoussé vers la gauche par un ressort 34 (sur la figure 1), de telle façon que les lamelles de freinage se trouvent en prise et que l'arbre 5 soit donc freiné Entre le carter 31 et le piston de freinage 33 est réalisée une chambre de freinage 35, qui est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite 36 et d'une soupape de limitation de pression 37, avec le réservoir 38 Le piston de freinage 33 est guidé dans le prolongement 32 de l'arbre. Dans l'exemple d'exécution représenté, le commutateur contient une soupape de commande 40 servant à relier la chambre de freinage 35, soit à l'enceinte de commande 25 désignée par A, soit à l'enceinte de commande 26 désignée par B La communication entre la soupape de commande 40 et la chambre de freinage 35 se fait, de préférence, par l'intermédiaire d'un interstice annulaire 41 entre le commutateur 40, ou le demi-carter 2, d'une part, et l'arbre 5, ou le prolongement 32 de l'arbre, d'autre part, ainsi que par l'intermédiaire d'un interstice radial 42 et, ensuite, par la zone 43 des lamelles, vers la chambre de freinage 35. Comme on l'a représenté, la soupape de commande 40 est disposée, de préférence, dans le commutateur 24 Il serait également pensable de disposer directement la soupape de commande 40 dans le carter, par exemple dans le demi-carter 2, et, le cas échéant, de prévoir également une autre communication vers la chambre de freinage 35. On va expliquer, en particulier à l'aide des figures 2 et 3, la conception de la soupape de commande 40 Celle- ci est placée dans le commutateur de forme annulaire 24, comportant des paliers étagés sur sa périphérie extérieure Ce commutateur 24 est placé dans un alésage du demi-carter 2, comportant des paliers correspondants, avec intercalation de joints d'étanchéité représentés sur la figure 1 Le commutateur 24, présente un alésage 47 parallèle à l'axe longitudinal 46 du moteur à pistons radiaux 100, et dans lequel un tiroir de soupape 48 peut se déplacer dans les deux sens Trois canaux radiaux 49, 50 et 51 débouchent dans l'alésage 47 par des évidements annulaires élargis 52, 53, 54, formant rampe de commande. Les canaux radiaux 49, 50 conduisent aux enceintes de commande, 25, 26, qui sont, de leur côté, reliées aux raccords correspondants Le canal radial 51 débouche dans l'interstice annulaire 41. Le tiroir de soupape 48 possède deux faces d'attaque, et de chacune de celle-ci part vers l'intérieur un alésage longitudinal, respectivement 57 et 58, réalisant chacun une communication avec un évidement annulaire, respectivement 59 et 60, situé à une certaine distance. Le mode de fonctionnement de la soupape de commande apparaît clairement Sur la figure 2, la soupape de commande est représentée dans la position o la pression en A est plus élevée que la pression en B De ce fait, il règne dans le canal radial 51, et donc dans l'interstice annulaire 41, la pression de B, alors la plus basse (ajustée normalement au moyen d'une popte de gavage restant encore à décrire). La figure 4 est un schéma synoptique de la machine à pistons radiaux 100 selon l'invention, associée à une pompe principale 64 et une po Epe de gavage 65, dans un circuit hydraulique fermé 66 On reconnaît, représentés schématiquement, le dispositif de freinage 30, l'arbre moteur 5, la soupape de commande 40, ainsi que les deux raccords A et B La pompe principale a des raccords A' et B', tandis que les raccords de la pompe de gavage 65 sont désignés par P et T Les deux raccords A et A' sont reliés par une conduite 67, et les deux raccords B et B' sont reliés par une conduite 68 En parallèle avec les raccords A' et B', se trouvent, comme représenté, deux clapets anti-retour 69 et 70 dont le point de liaison 71 conduit par une conduite 72 à la sortie P de la pompe 65 La sortie P de la pompe 65 est, de plus, raccordée, par l'intermédiaire d'une soupape de limitation de pression , avec le réservoir 38 La conduite désignée par 151 sur la figure 4 conduit au dispositif de freinage 30 Si la conduite 151 est alimentée en fluide sous pression, le frein peut être libéré en s'opposant à la force du ressort représenté schématiquement. Le mode de fonctionnement doit, au vu de l'exposé ci-dessus, apparaître clairement De façon usuelle, on prélève, pour libérer le dispositif de freinage 30, la pression, élevée par l'action de la po Arme de gavage (et qui alors est ensuite de nouveau élevée par la pompe principale 64) Dans le cas de la machine à pistons radiaux 100 selon les figures 1 à 4, la pression nécessaire pour libérer le dispositif de freinage 30 est prélevée, au moyen de la soupape de commande 40, au raccord A ou au raccord B du moteur 100 On arrive toujours à utiliser la pression plus basse, disponible à chacun des raccords A ou B, car la soupape de commande 40 effectue le choix adapté. La figure 5 représente schématiquement une autre possibilité de mettre à disposition, avec une pression suffisante, le fluide sous pression nécessaire pour actionner le dispositif de freinage 30 On a représenté sur la figure 5, avec la ligne en tirets 77, que l'huile de fuite provenant du moteur 100 est envoyée à la chambre de freinage 35 du dispositif de freinage 30 par l'intermédiaire d'un canal 78 Le point de raccordement 79 de la ligne 77 et de la conduite 78 est relié, par la conduite 80, à une soupape de limitation de pression 81 réglée sur la pression de libération du frein Une montée en pression correspondante dans la chambre de freinage 35 libère le dispositif de freinage 30. La figure 6 montre un exemple d'exécution pour la deuxième forme d'exécution de l'invention, représentée sur la figure 5 Dans ce cas, la figure 6 montre une coupe longitudinale au travers d'une machine à pistons radiaux 102, de conception analogue à la figure 1, mais dans laquelle la fuite d'huile provenant de la zone 82 est envoyée à la chambre de freinage 35 Cela se fait par l'interstice 41, dans le sens de la flèche 83, puis suivant la flèche 84 En outre, une soupape de limitation de pression 81, reliée à la chambre de freinage 35, sert, au réglage de la pression de libération du frein. La figure 7 représente une coupe longitudinale d'une machine à pistons radiaux 103, qui se distingue des machines à pistons radiaux 101 et 102 par le fait que le dispositif de freinage 130 est ici intégré dans le demi-carter 2 Dans le cas de cet exemple d'exécution, la fuite d'huile est, à nouveau, envoyée d'une zone correspondant à la zone 82 de la figure 6 vers la chambre de freinage 135, et cela en suivant un interstice 141, qui est relié, d'une part, à la chambre de freinage 135 et, d'autre part, à la zone o se produit la fuite d'huile. Cette huile de fuites a, ici aussi, une pression élevée, qui peut être utilisée pour libérer le frein On a représenté, par la flèche 132, la circulation d'huile de fuite vers l'interstice 141. REVENDICATIONS 1 Moteur à pistons radiaux, prévu pour fonctionner avec un dispositif de freinage mécanique ( 30), et de préférence pour fonctionner au moyen d'une installation de pompes comportant une pompe principale ( 64) et une pompe de gavage ( 65) ce moteur à pistons radiaux comportant les éléments suivants: un carter ( 1, 2), au moins deux raccords (A, B), réalisés dans le carter, pour un fluide sous pression, de préférence de l'huile hydraulique, un arbre ( 5) monté tournant dans le carter, un rotor ( 10) monté fixe en rotation sur l'arbre, des pistons ( 12) disposés de façon à pouvoir se déplacer radialement dans des alésages radiaux ( 11) du rotor, un chemin de roulement courbe ( 17) fixe travaillant en combinaison avec des rouleaux ( 14) associés aux pistons, et un commutateur ( 24), disposé de façon fixe dans le carter, commutateur qui, suivant la position du rotor, raccorde les raccords (A, B) avec les alésages radiaux, ou les isole, caractérisé en ce que le fluide sous pression, nécessaire pour actionner le dispositif de freinage, provient du carter du moteur. 2 Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide sous pression est envoyé au dispositif de freinage par des canaux disposés dans le carter du moteur. 3 Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide sous pression est guidé le long d'un interstice annulaire ( 41) à l'intérieur du commutateur ( 24). 4 Moteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'interstice annulaire ( 41) s'étend du rotor il jusqu'à l'extrémité axiale du moteur à pistons radiaux, o est disposé le dispositif de freinage. Moteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide sous pression servant à actionner le freinage est prélevé, par l'intermédiaire d'une soupape, depuis l'un ou l'autre raccord (A, B). 6 Moteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le prélèvement du fluide sous pression se fait sur des enceintes de commande ( 25, 26), dans le carter du moteur. 7 Moteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide sous pression est prélevé, sous la forme d'un fluide provenant de fuites, à un endroit ( 82, figure 6) situé radialement vers l'intérieur par rapport à la zone de raccordement entre le rotor et le commutateur. 8 Moteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le commutateur ( 24), une soupape de commande ( 40) est disposée de telle façon qu'automatiquement, l'un ou l'autre des raccords, de préférence celui des raccords présentant la pression la plus basse, est relié au dispositif de freinage. 9 Moteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la soupape de commande ( 40) est reliée avec, d'une part, les enceintes de commande (respectivement 25 et 26), s'étendant sous la forme d'anneaux, et, d'autre part, avec un interstice annulaire ( 41) formé entre l'arbre ( 5) et le contour intérieur respectif du commutateur ou du demi-carter ( 2), interstice d'o le fluide sous pression est envoyé, par un interstice annulaire formé entre le demi-carter ( 2) et l'arbre ( 5), à la chambre de freinage ( 35) du dispositif de freinage. 10 Machine à pistons radiaux, prévue pour l'utilisation avec un dispositif de freinage mécanique, caractérisée en ce que le fluide sous pression servant à actionner le freinage est prélevé sur la machine à pistons radiaux elle-même et est envoyé au dispositif de freinage. 11 Machine à pistons radiaux suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'arrivée du fluide sous pression au dispositif de freinage est commandée par une soupape. 12 Machine à pistons radiaux suivant la revendication 10, caractérisée en ce que la soupape est installée dans la machine à pistons radiaux. 13 Machine à pistons radiaux suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la soupape est une soupape de commande ( 40) reliée aux deux raccords de la machine. 14 Machine suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la soupape est installée dans le commutateur ou un élément du carter. Machine à pistons radiaux suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la soupape est reliée au dispositif de freinage par l'intermédiaire de canaux réalisés dans le carter. 16 Machine à pistons radiaux suivant la revendication 10, caractérisée en ce que du fluide sous pression, se trouvant dans la zone intérieure radialement, entre le rotor et le commutateur, est envoyé à une chambre de freinage ( 35) du dispositif de freinage par l'intermédiaire de canaux, en particulier un canal annulaire entre l'arbre et la face interne du commutateur, étant entendu qu'une soupape de limitation de pression est raccordée à la chambre de freinage pour le réglage de la pression de libération du frein.