Brevet FR2668548A1 — publié le 19920430

i La présente invention se réfère à un générateur-récepteur hydrauli- que pour la transmission de puissance. On a décrit dans le brevet EP 0165884 un tel appareil comprenant deux pignons 9, 10 accouplés à l'intérieur d'un stator, au moins l'un d'eux étant dépourvu de palier mécanique, lequel stator comporte par ailleurs au moins une ouverture d'arrivée 40 et une ouverture de refou- lement 40 pour un liquide sous pression, tandis que deux flasques 21, 22 referment le stator de part et d'autre des deux pignons 9, 10 sur les- quels ils assurent une étanchéité latérale. Le stator comporte une enveloppe souple 36 soumise extérieurement à une pression centripète qui lui permet d'assurer l'étanchéité sur les sommets des dents des pignons 9, 10 à denture hélicoïdale situés dans l'enveloppe 36 Les forces de compensation hydrostatique sur les flas- ques 21, 22 et sur l'enveloppe 36 proviennent d'une part de la pression de la zone 34 de pression totale permanente et d'autre part de la pres- sion régnant dans les secteurs de compensation hydrostatique d'équili- brage 38, 38 ' et 60, 60 ', 60 " respectivement de l'enveloppe et des flas- ques Lesdits secteurs sont alimentés par des canaux 43 et 23 Deux cou- vercles 54, 55 recouvrent lesdits flasques tandis qu'un corps 49 entoure l'enveloppe 36. L'équilibrage hydraulique interne est assuré par un bobinage hy- draulique comprenant des conduits rotoriques dans les pignons 9 et 10 et statoriques dans les flasques 21 et 22 et l'enveloppe 36, les commuta- tions successives entre les conduits rotoriques et statoriques étant assurées par leurs extrémités défilant les unes devant les autres sur un cercle de commutation 20 L'équilibrage entre les creux de dents est assuré par la liaison permanente entre les creux de dents opposés pour un nombre de dents pair, et les creux de dents opposés avec un décalage de un demi-pas pour un nombre de dents impair par l'intermédiaire des conduits 23 des flasques et des canaux ménagés dans les engrenages Bien entendu, cette liaison n'existe pas entre la zone d'engrènement 3 et celles respectivement 6, dans lesquelles sont créés des paliers hydrau- liques diamétralement opposés au point d'engrènement 3 des pignons 9 et Ainsi, au cours de la rotation des pignons 9 et 10, ledit bobinage met en relation les couples de dents opposées de façon à obtenir une même pression hydraulique dans les creux de dents pour des positions an- gulaires diamétralement opposées et à créer deux forces inverses sur les pignons en vue de provoquer leur engrènement sans jeu dans la zone 3. Dans EP 062189, les circuits rotoriques dans les pignons 9, 10 sont constitués par des groupes de conduits 102 diamétralement opposés sur Le cercle de commutation 20 et parallèles (ou inclinés à la valeur de l'an- gle de l'hélice) à l'axe des pignons 9, 10 et radiaux 101, réunissant les conduits 102 opposés delit pour former un H Les circuits statori- ques sont constitués par les rainures 23, Les liaisons 30 et les conduits 43 L'alimentation en haute pression de la zone 34 de pression totale permanente s'effectue par un système de clapet préférentiel per- mettant également la décompression de cette zone 34 lorsque désiré Des dispositifs anti-extrusion de joint sont incorporés dans les secteurs de compensation hydrostatique 38 et 60. Le mode de réalisation suivant EP O 262 189 comporte des risques de déformations des flasques en matière plastique 21 et 22 dans les zones o elles présentent les rainures 100 lorsque dans celles-ci règne la basse pression, alors que l'extérieur des flasques est en haute pression totale permanente provenant de la zone 34 De même, ce mode de réalisa- tion a prévu des dispositifs anti-extrusion de joint servant également de renfort aux pièces plastiques au niveau des orifices de sortie 40. Ces dispositifs ne donnent pas entièrement satisfaction, conduisent à réaliser les orifices de sortie 40 uniquement dans les flasques et cou- vercles et ne permettent pas leur réalisation dans l'enveloppe 36 et le corps 49, enveloppe qui pourrait être déformée par l'action de la haute pression. Enfin, pour les grosses cylindrées, l'augmentation du diamètre des pignons conduit à augmenter le nombre des secteurs en proportion, ce qui donne une réalisation plus coûteuse par suite du plus grand nombre de secteurs et plus difficile à équilibrer par suite des secteurs à pres- sions intermédiaires. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un générateur-récepteur qui réponde particulièrement bien aux desiderata de la pratique. A cet effet, pour éviter les risques d'effondrement des flasques, on a prévu de noyer dans chaque flasque un insert de renfort dont une face affleure sa paroi interne en vis-à-vis de chaque engrenage 9, 10. En outre, les couvercles et le corps comportent des saillies dirigées vers l'intérieur de l'appareil et propres à pénétrer dans des dépressions des flasques et de l'enveloppe respectivement, lesdites dépressions étant constituées dans les secteurs de compensation hydrostatique des flasques et de l'enveloppe En vue de faciliter les ajustages des pièces en matière plastiques entre elles, c'est-à-dire les flasques et l'enveloppe, les saillies des couvercles et du corps com- portent des sections à faces obliques par rapport auxquelles lesdites pièces en matière plastique sont montées à force Les dispositifs d'alimentation de la zone 34 et de retour de fuites ont été simplifiés. Enfin, pour les grosses cylindrées, la solution adoptée consiste à mul- tiplier le nombre de satellites pignon mené du pignon principal, chaque satellite ayant toujours quatre secteurs ( 2 HP et 2 BP), et le pignon principal un nombre de secteurs fonction du nombre de satellites, les secteurs étant toujours soit HP, soit BP et séparés les uns des autres par la zone 34 de valeur correspondant à la valeur des "paliers hydrau- liques" en 6. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avan- tages qu'elle est susceptible de procurer: Fig 1 est une coupe longitudinale d'un appareil comportant les perfectionnements suivant l'invention. Fig 2 est une vue partielle d'un flasque vu à partir de l'intérieur de l'appareil. Fig 3, 4 et 5 sont des coupes suivant III-III, IV-IV et V-V (fig 2). Fig 6 est une coupe transversale de l'appareil suivant l'in- vention. Fig 7 est une coupe suivant VII-VII (fig 1), on y a fait figurer en I-I et VI-VI les plans de coupe de fig 1 et 6. Fig 8 est une coupe suivant VIII-VIII (fig 7 et 11). Fig 9 est une coupe développée partielle illustrant l'inté- rieur de l'enveloppe. Fig 10 est une coupe suivant X-X (fig 9) On y a représenté le plan de coupe de fig 9. Fig 11 est une coupe suivant XI-XI (fig 1) On y a représen- té le plan de coupe de fig 6. Fig 12 est une vue extérieure partielle de l'enveloppe qui entoure les pignons. Fig 13 est une coupe suivant XIII-XIII (fig 12). Fig 14 est une coupe suivant XIV-XIV (fig 12) On y a repré- senté en XIII-XIII le plan de coupe de fig 13. Fig 15 est une vue développée partielle de l'extérieur de l'enveloppe. Fig 16 est une coupe partielle suivant XVI-XVI (fig 8 et ). Fig 17 est une coupe semblable à celle de fig 16, mais il- lustrant une variante de réalisation. Fig 18 et 19 montrent un générateur-récepteur suivant l'in- vention comportant deux et trois pignons satellites et i L Lustrés couver- cle et flasque enlevés. Comme illustré en fig 1 à 6, chacun des flasques 21, 22 fabriqué en matière plastique, comporte une pièce de renfort réalisée sous la forme d'un insert 207 La matière plastique de chaque flasque est sur- mou Lée sur l'insert 207 dont la face externe affleure celle intérieure de chaque flasque L'insert est réalisé en une matière métallique à haut coefficient de frottement puisqu'il est au contact glissant avec les pignons 9, 10 L'insert 207 présente en profil en plan la forme d'une face de lunettesjc'est-à-dire qu'il comporte deux parties circu- laires réunies par une jonction bi-concave 211 (fig 2) La jonction bi- concave 211 peut être entièrement insérée dans le plastique pour la par- tie concernant le frottement intéressant les dents au point d'engrène- ment 3: le frottement sur les faces de dents est alors réalisé par le plastique et permet de mieux compenser les différences de largeur H entre les dentures des pignons menant et mené, de l'ordre du centième de millimètre. On observe que l'insert 207 comporte des gorges 210 (fig 2 et 5) dans lesquelles la matière plastique constituant les flasques 21, 22 pénètre pour former un cordon dans lequel est ménagé chaque alvéole 100 situé sur le cercle de commutation 20 et relié par le canal 23 aux con- duits de liaison 30. Chaque partie circulaire de l'insert 207 comporte trois pattes ra- diales 209 tournées vers l'extérieur et disposées entre les gorges 210 et correspondant aux paliers hydrauliques (fig 2). Dans les zones inter-secteur d'équilibrage hydrostatique et celles des paliers hydrauliques, des évidements 205 facilitent le refroidisse- ment de la matière plastique après L'opération d'injection et donnent une plus grande souplesse aux flasques 21, 22 (fig 3 et 7). On note que des rainures 215 sont ménagées sur la face de chaque insert 207 en contact avec les pignons 9 et 10 pour créer des paliers fluides. On a illustré en fig 6, 7 et 8 la manière dont les flasques 21 et 22 sont ancrés par rapport aux couvercles 54, 55 Chacun d'eux comporte des sai L Lies 201 disposées symétriquement par rapport à la zone d'engrè- nement 3 des pignons 9 et 10 (fig 7) et s'étendant dans les secteurs d'équilibrage 60 des flasques 21, 22 Une saillie 201 ' conformée en chapeau de gendarme renversé, solidaire de chaque couvercle 54, 55 est disposée dans l'un des secteurs d'équilibrage 60 ' situé en partie en face des deux pignons 9 et 10 Une autre saillie 201 " dans le secteur 60 est ménagée sur les couvercles 54, 55 en vis-à-vis de celle 201 ' Sa forme est semblable à celle de cette dernière, mais elle est plus res- treinte en longueur du fait de la configuration des secteurs d'équili- brage sur les flasques 21, 22. Les saillies 201, 201 ', 201 " présentent des faces dépouillées d'un angle a coopérant avec des parois de même inclinaison des évidements des flasques dans lesquels elles s'engagent On note que les extrémités des faces dépouillées des saillies 201, 201 ', 201 " sont creusées de rainures de répartition de pression respectivement 202, 202 ', 202 ". Les saillies considérées des couvercles constituent des dispositifs anti-extrusion de joints, qui sont montés serrés à force dans les évi- dements des flasques. On a montré en fig 6, 8, 9, 10 et 11 que, de la même manière que les flasques sont ancrés par rapport aux couvercles, on a prévu de ména- ger dans la face interne du corps 49 des bossages 203, 203 ' s'étendant dans les secteurs d'équilibrage 38 et 38 ' et constituant des dispositifs anti-extrusion de joint coopérant avec des dépressions réalisées en cor- respondance dans l'enveloppe 36 Ces bossages ont des faces latérales dépouillées d'un angle b identique à celui a des faces obliques des dépressions afin que Le montage des bossages dans ces dernières s'effec- tue à force par expansion élastique de l'enveloppe 36 Les extrémités des bossages 203, 203 ' sont équipées de rainures 204, 204 ' de réparti- tion de pression (voir fig 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) L'enveloppe 36 comporte, dans sa partie recevant les bossages 203 ', une ouverture rec- tangulaire dans laquelle pénètre un élément 49 a du bossage 203 '(fig 8) du corps 49 pourvu de l'orifice 40 Cette ouverture rectangulaire est permise par l'ancrage de l'enveloppe 36 dans les bossages 203 et 203 ' du corps 49 de hauteur un peu inférieure à la largeur de la denture en rapport avec le module de celle-ci De cette manière, les orifices 40 peuvent être réalisés dans le corps 49. On peut prévoir des évidements 206 dans l'enveloppe 36 en vue de faciliter son refroidissement après injection et de lui procurer une plus grande souplesse (fig 1, 9, 10, 12, 14). La finition des saillies 201, 201 ', 201 " et des bossages 203, 203 ' ainsi que les faces des couvercles 54, 55 et intérieur du corps 49 attenants est telle qu'elle présente un état de surface particulièrement poussé pour réceptionner les parties plastiques des flasques 21, 22 et enveloppe 36 ainsi que les joints des secteurs 60, 60 ', 60 " et 38, 38 ' correspondants Cet état de surface est obtenu par exemple par un sur- moulage plastique ou un revêtement de peinture époxy cuite au four. L'effet anti-extrusion de joint des saillies et des bossages est renfor- cé par un liseré plastique de 0,3 à 0,5 millimètre de hauteur sur le pourtour des logements de joints sur les flasques 21, 22 et sur l'enve- loppe 36 Ce liseré absorbe également les écarts de cotes. Les fuites sont récupérées au moyen de conduits 218 fermés par un bouchon 219 et par un conduit particulier 213 ménagé à travers le pignon et paral Lèle à l'axe de celui-ci Les fuites récupérées par ces con- duits sont évacuées vers le circuit basse-pression par l'intermédiaire d'une tuyauterie branchée dans le trou 217 (fig 1 et 8) L'alimentation de la zone 34, zone de haute pression totale permanente, est réalisée par l'orifice 216 à partir de la haute pression générée ou reçue. Les rainures 30, liées aux rainures 100 par les conduits 23, ont une valeur angulaire plus ou moins forte selon les conditions de fonc- tionnement Dans L'exemple ci-dessus, elles sont limitées à la valeur du diamètre du conduit En réalité, du fait de leurs positions respectives dans chacun des flasques 21 et 22 par rapport à l'inclinaison des den- tures, leur valeur est équivalente à deux fois le diamètre du conduit (quand l'une est masquée par un plein de dent, l'autre est toujours en liaison avec le creux de dent et inversement) Ces rainures 30 peuvent être complétées par une rainure 212 à mi-hauteur de l'enveloppe 36, cen- trée sur le conduit 43, de façon à pouvoir faire toujours la rainure 30 La plus courte possible, par exemple réduite au diamètre du conduit 23. Selon le sens prioritaire de rotation, cette rainure 212 peut être décentrée par rapport au conduit 43 pour favoriser la mise en pression plus rapide d'un côté par rapport à l'autre côté du secteur ces dispo- sitions sont illustrées sur les fig 12, 13, 14, 15, 16, 17. De même, le conduit de liaison 23 peut prendre la forme référencée 214 sur les générateurs-récepteurs de forte cylindrée pour favoriser la création des paliers fluides (fig 17). Pour Les couples importants à faib Le vitesse de rotation, nécessi- tant de fortes cylindrées, celles-ci peuvent être obtenues en prévoyant un nombre plus ou moins grand de satellites pignon mené Cette disposition permet d'obtenir des encombrements moins importants et de pouvoir jouer sur ces encombrements soit en réalisant des matériels de grand diamètre et faible longueur, soit l'inverse Cette construction est permise en jouant sur le nombre de dents Z du pignon menant et le nombre de dents z des pignons satellites menés. Construction possibles: N satellites n = 1 Satellite Z = z pour 2 N = 4 sur pignon menant. N = 2 Satellites Z = z pour 2 N = 4 sur pignon menant. n = 3 Satellites Z = 1,5 z pour 2 N = 6 sur pignon menant. n = 4 Satellites Z = 2 z pour 2 N = 8 sur pignon menant. n = N Satellites Z = pour 2 N = 2 N sur pignon menant. Il est à noter que le nombre de secteurs sur le pignon mené est toujours égal à quatre, deux secteurs HP opposés et deux secteurs BP opposés. que les secteurs sur pignon menant sont quelque soit leur nombre, soit HP, soit BP, mais pas en pression intermédiaire. que lorsque N est impair, le pignon menant ne peut avoir de con- duits d'équilibrages les secteurs opposés étant respectivement HP et BP, ce qui ne perturbe pas l'équilibrage général, celui-ci se faisant par l'intermédiaire des secteurs de compensation hydrostatique sur les flas- ques. que la cylindrée par tour est égale à la cylindrée par tour du pignon menant multipliée par le nombre de satellites n, soit: cylindrée par tour C = KM ZH x n C avec KM = hauteur de dent M module apparent de denture, H largeur de denture, N nombre de satelli- tes. que si N est pair, les satellites opposés peuvent être court- circuités par un distributeur hydraulique permettant d'avoir cylin- drées possibles. Fig 18 et 19 illustrent ces dispositions Fig 18 montre un générateurrécepteur, couvercle et flasque enlevés, de construction avec deux satellites Les pignons menés sont référencés 10 ' Le pignon me- nant 9 ', comporte le même nombre de dents Z que celui z des pignons me- nés L'ensemble tourillonne dans L'enveloppe 36 ' logée dans Le corps 49 ' Les orifices 40 HP-BP sont soit HP, soit BP, d'un même côté (Traits p Leins à La même pression soit HP, soit BP; Traits pointillés à la même pression, soit BP, soit HP) L'équilibrage est réalisé de la même façon que dans les constructions précédentes, le pignon menant peut être équilibré par les conduits rotoriques puisque les secteurs opposés sont au même potentiel de pression. Fig 19 montre un générateur-récepteur, couvercle et flasque enlevés, comportant trois satellites dont les pignons menés sont réfé- rencés 10 " et le pignon menant 9 " Le pignon menant 9 " est pourvu d'un nombre de dents Z 1,5 fois plus important que celui z des pignons menés ". L'ensemble tourillonne dans une enveloppe 36 " logée dans le corps 49 " Les orifices 40 HP-BP sont soit HP, soit BP, d'un même côté. L'équilibrage est réalisé de la même façon que dans les constructions précédentes Cependant, le pignon menant ne peut être équilibré par les conduits rotoriques puisque les secteurs opposés ne sont pas au même potentiel de pression L'équilibrage du pignon menant se fait par l'in- termédiaire des secteurs de compensation hydrostatique prévus sur les flasques. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 Générateur-récepteur hydraulique à engrenage à pignons hélicoi- daux ( 9 et 10), dont l'équilibrage interne est assuré par un système de bobinage hydraulique permettant la création de paliers hydrauliques et un engrènement sans jeu, et dont l'étanchéité interne est obtenue par un système souple composé de deux flasques ( 21, 22) et d'une enveloppe ( 36) à compensation hydrostatique au moyen de secteurs de compensation hydro- statique ( 60-38), caractérisé en ce que les flasques ( 21, 22) sont sur- moulés sur un insert ( 207) à bon coefficient de frottement dont la face externe affleure la face intérieure de chaque flasque et qui comporte deux parties circulaires reliées par une jonction bi-concave ( 211), le- dit insert comportant des gorges ( 210) dans chacune desquelles la matière plastique constituant les flasques pénètre pour former un cordon dans lequel est ménagé chaque alvéole ( 100). 2 Générateur-récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couvercles ( 54, 55) et le corps ( 49) comportent respective- ment des saillies ( 201, 201 ', 201 ") et des bossages ( 203, 203 ') qui s'engagent à force dans des évidements ménagés en correspondance dans les flasques ( 21, 22) et l'enveloppe ( 36). 3 Générateur-récepteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les saillies ( 201, 201 ', 201 ") et les bossages 203, 203 ') com- portent des faces latérales obliques, c'est-à-dire dépouillées suivant un angle a, respectivement b pour permettre un montage à force des flas- ques et de l'enveloppe par rapport aux couvercles ( 54, 55) et au corps ( 49). 4 Générateur-récepteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les saillies ( 201, 201 ', 201 ") et les bossages ( 203, 203 ') sont revêtus d'une couche de matière plastique ou de peinture époxy cuite au four. 5 Générateur-récepteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé: en ce que le retour des fuites est assuré par un conduit basse pression ( 218) branché au circuit basse pression de la transmis- sion hydrostatique dans laquelle est monté le générateur-récepteur par un raccord ( 217) du couvercle ( 55); en ce que l'alimentation de la zone ( 34) de haute pression totale permanente générée ou reçue est assurée par la haute pression générée ou reçue par l'intermédiaire d'un orifice ( 216) du couvercle ( 55). 6 Générateur-récepteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'équilibrage des secteurs de compensation hydrostatique peut-être réalisé par une rainure ( 212) exécutée dans l'enveloppe ( 36), au niveau du conduit ( 43), et qui peut être excentrée par rapport à ce conduit ( 43) selon le sens prioritaire de rotation, et le type prioritaire de fonctionnement, générateur ou récepteur. 7 Générateur-récepteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon mené ( 10) est équipé d'un conduit d'équilibrage ( 213) des chambres basse pression situées sur l'axe de ce pignon ( 10). 8 Générateur-récepteur hydraulique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'insert ( 207) comporte sur La face en contact avec la face des pignons ( 9 et 10), des rainures d'équilibrage ( 215) pour favoriser la création d'un palier fluide entre la face de l'insert ( 207) et la face des pignons ( 9 et 10) 9 Générateur-récepteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de satellites N peut être de 1, 2, 3, n, et que le nombre de dents Z du pignon principal menant est lié au nombre de dents z des pignons satellites par la relation Z =, sauf N = 1 avec Z = z, Z et z pouvant être pair ou impair.