Brevet FR2712033A1 — publié le 19950512

L'invention concerne, d'une façon générale, une machine hydraulique et, en particulier, un moteur à pistons radiaux, réalisé, de préférence, sous la forme d'un moteur enfichable. Des moteurs à pistons radiaux sont connus depuis longtemps et sont mis en oeuvre de façons multiples comme entraînements pour des utilisations variées. La figure 1 représente une machine à pistons radiaux connue, dans laquelle un rotor, relié à un arbre et monté tournant dans un carter de machine, est alimenté par un fluide sous pression, depuis l'une de ses faces, par un commutateur mobile axialement, tandis que, sur l'autre face du rotor, pour ainsi dire le côté arbre, sont prévus deux paliers à rouleaux, disposés l'un à côté de l'autre. L'installation de tels paliers à rouleaux conduit à des frais relativement élevés. De plus, dans le cas des constructions connues, un volume de construction relativement important est necessaire. La présente invention s'est fixé pour but de réaliser une machine hydraulique à pistons radiaux, en particulier une machine comportant: un carter de machine, un anneau formant culasse, un rotor monté tournant dans le carter, un arbre solidaire en rotation du rotor, plusieurs pistons disposés dans le rotor, qui s'appuient, de préférence par l'intermédiaire de rouleaux, sur l'anneau formant culasse, et des moyens de commutation pour l'arrivée et la sortie de fluide de pression, de façon à éviter les inconvénients de la technique antérieure. En particulier, il s'agit de créer un moteur à pistons radiaux qui soit compact et économique et qui soit adapté à l'utilisation avec un réducteur, et même, en particulier, sous la forme d'un moteur enfichable. Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit, en particulier dans le cas d'une machine à pistons radiaux, du type ci-dessus et spécialement dans le cas ou cette machine est un moteur que d'un côté du rotor, il est prévu un boîtier de commande et que sur l'autre face opposée du rotor, sont prévus des moyens de compensation qui appuient le rotor pour le mettre en contact avec étanchéité avec le boîtier de commande. De préférence le boîtier de commande communique directement avec le rotor et est lié de façon stationnaire ou fixe au carter de machine. Avantageusement le boîtier de commande et au moins une partie du carter de machine sont coulés en formant une seule pièce. On peut prévoir que le carter de machine comporte deux demi-carters et le boîtier de commande est prévu sur un demi-carter. Suivant un mode de réalisation avantageux, les moyens de compensation comprennent une plaque de compensation, qui est disposée de façon à pouvoir coulisser axialement. De préférence, le moteur à pistons radiaux selon l'invention présente la plaque de compensation sur la face du rotor située du côté de l'arbre, tandis que le carter de commande est prévu sur la face située du côté opposé au côté arbre. L'arbre peut, dans ce cas, être avantageusement prévu sans palier, jusqu'à un palier de guidage. Le carter de commande peut être réalisé relativement petit pour diminuer les coûts, car il ne doit recevoir que les alésages habituels, nécessaires pour la commutation. Comme le carter de commande n'a à effectuer aucun mouvement, il peut être relié mécaniquement au carter de la machine, par exemple au moyen d'axes filetés. Il est également possible de fabriquer le carter de commande en une seule pièce de fonderie avec le carter de machine, en particulier avec une pièce de ce dernier. Avec la plaque de compensation prévue selon l'invention, on évite les coûteux paliers à rouleaux. Le moteur à pistons radiaux prévu selon l'invention peut, en particulier, être utilisé dans le cas de systèmes d'entraînement pour lesquels le moteur est utilisé seul comme section produisant un couple de rotation, par exemple comme pièce constitutive d'entrée pour un carter de réducteur. Un tel moteur à pistons radiaux pourrait avantageusement être utilisé comme moyen d'entraînement pour, par exemple, un mélangeur à ciment. D'autres avantages, destinations et particularités de l'invention ressortent de la description d'un exemple d'exécution, comme aussi de l'état de la technique, en se référant au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe d'une machine à pistons radiaux suivant l'état de la technique. La figure 2 est une vue schématique, en coupe, d'une machine à pistons radiaux, en particulier un moteur à pistons radiaux, selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique, depuis la droite, de la machine de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe du carter de commande 80. La figure 5 est une vue agrandie de la partie gauche de la figure 2. La figure 6 est un agrandissement de la figure 5. La figure 1 représente une machine hydraulique à pistons radiaux 100, connue. Cette machine comporte une première moitié 1 de carter et une deuxième moitié 2 de carter. Un anneau formant culasse 3 est prévu entre les demi-carters 1 et 2 et des vis 4 relient entre elles ces trois pièces. Un arbre 5 est monté tournant dans le carter de machine au moyen de paliers 6 et 7, et porte, à son extrémité 8, un rotor 10, au voisinage d'un évidement 9. Dans le rotor 10, sont réalisées plusieurs chambres 11 de pistons, dirigées radialement, correspondant au nombre des pistons 12. Les pistons 12 s'appuient, par l'intermédiaire de rouleaux cylindriques, sur la surface intérieure de l'anneau formant culasse 3. Dans le deuxième demi-carter 2, est disposée une douille de commande 24, mobile axialement, qui présente des alésages de commande 22, 23, reliés à des raccords, d'une façon non représentée plus en détail. Suivant la position du rotor, ces alésages de commande 22, 23 peuvent, de manière connue, soit envoyer le fluide de pression dans les chambres 11 de pistons par des alésages 21 disposés axialement, soit l'en faire échapper. Les enceintes de commande 25, 26, représentées ensuite, sont reliées aux raccords déjà cités. Des ressorts, dont un seul 28 est représenté, prennent appui sur le demicarter 2 et poussent la douille de commande 24 contre le rotor 10, de façon à procurer une étanchéité. Les figures 2 et 3, ainsi que les figures 4 à 6, représentent une machine hydraulique à pistons radiaux 200, selon l'invention. Cette machine 200, réalisée, de préférence, sous la forme d'un moteur à pistons radiaux, présente un carter de machine, constitué d'un premier demi-carter 51 et d'un deuxième demi- carter 52. Entre les deux demi-carters 51, 52, est disposé un anneau formant culasse 53, ces trois pièces étant maintenues ensemble par des boulons filetés, qui passent également, par des alésages 54, dans l'anneau formant culasse 53. Dans le carter de machine, un rotor 60 est disposé tournant. Des pistons 68, mobiles dans les deux sens, sont montés dans plusieurs chambres de piston 67 du rotor 60, qui sont disposées radialement. Ces pistons 68 s'appuient, par l'intermédiaire de rouleaux cylindriques 69, sur la surface intérieure de l'anneau formant culasse 53. Dans une ouverture 79 du deuxième demi-carter 52, située au voisinage de l'extrémité de l'arbre 55, un boîtier de commande 80 est fixé au moyen de vis 83. Le boîtier de commande 80 pourrait également, par exemple, être coulé en une seule pièce avec le demi-carter 52. Le boîtier de commande 80 est réalisé, d'une façon connue en elle-même, avec des raccords 84, 85 pour l'arrivée et le départ de fluide de pression. Des canaux 86, 87, 88, réalisés dans le boîtier de commande 80, servent, à l'entrée du fluide de pression dans les chambres de piston 67 et à sa sortie, par des alésages de commande 22, 23, suivant la position du rotor, et donc la position relative par rapport à des alésages de commande 22, 23 et des alésages 21 correspondants réalisés dans le rotor. Sur l'autre face du rotor 60, située du côté opposé au boîtier de commande 80, c'est-à-dire du côté arbre du moteur ou du rotor, sont disposés des moyens de compensation, sous la forme d'une plaque de compensation 82. La plaque de compensation 82 est disposée dans un évidement 76 du demi-carter 51. L'évidement 76 est réalisé de façon à former des gradins. Dans les trois gradins représentés, sont prévus des joints d'étanchéité annulaires 62, 63 et 64. La plaque de compensation, de son côté, présente un contour extérieur formé de gradins et s'appuie par ses gradins, sur les gradins correspondants de l'évidement 76, et est ainsi en liaison étanche avec les joints d'étanchéité 62, 63 et 64. Une saillie d'appui 92 avance vers l'intérieur, à l'extrémité côté rotor de la plaque de compensation 82 et constitue un appui pour un ressort 90 qui, d'autre part, s'appuie sur une saillie radiale 56 du demi-carter 51. Le ressort 90 pousse la plaque de compensation 82 contre la surface latérale du rotor, comme cela est représenté sur la figure 1. Cela est nécessaire pour le cas o il n'y a aucune pression de fluide d'écoulement. Après qu'une pression de fluide d'écoulement s'est établie, la plaque de compensation 82 est poussée contre la face correspondante du rotor 60 sous l'effet de cette pression. Le fluide d'écoulement arrive par des canaux 97, 98 conduisant à des chambres de pression 93, 94, lesquelles sont réalisées entre les faces latérales, de préférence dirigées radialement, du demi-carter 51 et de la plaque de compensation 82. L'arrivée vers les canaux 97, 98 se fait par au moins deux alésages 65, 66 dans le rotor. Ces alésages 65, 66 sont reliés à des chambres de piston 67 différentes, de telle façon que la pression nécessaire pour mettre en appui la plaque de compensation 82 soit constamment prévue dans au moins une des chambres de pression 94, 95. Par le fait qu'il y a toujours au moins deux paires de pistons qui sont déphasées hydrauliquement de 90 et par le fait que respectivement deux alésages 65, 66 sont reliés avec l'une ou l'autre paire, on est certain de pouvoir obtenir la pression d'admission, ou la pression de retour, nécessaire pour que la plaque de compensation 82 soit en appui sur le rotor 60. L'absence de paliers en dehors de l'extrémité de l'arbre permet un enfichage très facile de la machine sur une extrémité de l'arbre, pour constituer par exemple un moteur enfichable. Suivant l'invention, l'arbre 55 est pratiquement sans paliers, seul un palier de guidage 30 est prévu, de préférence à l'extrémité de l'arbre 55. Le palier de guidage 30 est placé, de préférence, dans un évidement du boîtier de commande 80 formant surface d'appui 32. Les figures 4, 5, et 6 représentent d'autres éléments de l'invention, complètant les figures 2 et 3. Sur la figure 5, on voit, en détail, que les canaux 98 peuvent se présenter comme des orifices intérieurs d'alimentation en pression, qui, de préférence, sont prévus pour deux alésages 67 de piston. Dans la partie inférieure de la figure 5, on reconnait les orifices extérieurs 97 d'alimentation en pression, qui, de même, sont prévus, de préférence, pour deux alésages de pistons comme cela a été décrit ci-dessus. De plus, on voit, sur la figure 5, les chambres 93 et 94, qui déterminent lesdites surfaces, intérieure et extérieure, d'équilibre. Le détail représenté sur la figure 8 montre encore la disposition d'une rainure 40 d'évacuation de la pression d'équilibre, rainure qui est reliée, par un canal 42 dirigé axialement, à un canal 43 dirigé radialement, qui, à son tour, se termine entre la paroi latérale de gauche du rotor et le demi-carter 51. REVENDICATIONS 1. Machine à pistons radiaux, en particulier moteur à pistons radiaux, comportant un carter de machine (51, 52), un anneau formant culasse (53), un rotor (60) monté tournant dans le carter (51, 52), un arbre (55) solidaire en rotation du rotor (60), plusieurs pistons (68) disposés dans le rotor (60), qui s'appuient, de préférence par l'intermédiaire de rouleaux (69), sur l'anneau formant culasse (53), et des moyens de commutation pour l'arrivée et la sortie de fluide de pression, caractérisée en ce que, d'un côté du rotor (60), il est prévu un boîtier de commande (80) et en ce que, sur l'autre face opposée du rotor, sont prévus des moyens de compensation (82) qui appuient le rotor pour le mettre en contact, de préférence avec étanchéité, avec le boîtier de commande. 2. Machine à pistons radiaux suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le boîtier de commande (80) communique directement avec le rotor (60) et est lié de façon stationnaire ou fixe au carter de machine (51, 52). 3. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boîtier de commande et au moins une partie du carter de machine sont coulés en formant une seule pièce. 4. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le carter de machine comporte deux demi-carters (51, 52) et le boîtier de commande (80) est prévu sur un demi-carter. 5. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de compensation comprennent une plaque de compensation, qui est disposée de façon à pouvoir coulisser axialement. 6. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la 8 2712033 plaque de compensation (82) est précontrainte par un ressort. 7. Machine à pistons radiaux suivant la revendication 6, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour presser la plaque de compensation, par la pression, contre l'une des surfaces latérales du rotor. 8. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la plaque de compensation (82) présente des gradins sur sa face extérieure et est placée dans un demi-carter (51) qui, sur sa face intérieure, est réalisé avec des gradins correspondants. 9. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour envoyer du fluide de pression à la plaque de compensation (82). 10. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans le rotor (60), sont prévus au moins deux alésages (65, 66), qui procurent l'alimentation de la plaque de compensation (82) en fluide de pression pour mettre celle-ci en appui avec la face latérale du rotor (60). 11. Machine à pistons radiaux suivant la revendication , caractérisée en ce que les alésages (65, 66), se terminent d'un côté dans des rainures (95, 96) situées dans la face frontale, tournée vers le rotor (60), de la plaque de compensation (82) et de l'autre côté dans au moins deux chambres de piston (67) différentes. 12. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un ressort (90) met la plaque de compensation (82) en précontrainte contre la surface latérale du rotor (60). 13. Machine à pistons radiaux suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre (55) est disposé dans le carter de machine pratiquement sans paliers, et en ce que, de préférence, seul un palier de guidage (30) est prévu, qui est disposé dans l'arbre (55) et est, de préférence, monté dans un évidement du boîtier de commande (80).