Brevet FR2816670A1 — publié le 20020517

L'invention concerne une machine à piston alternatifs comportant un disque pivotant, doi l'inclinaison par rapport à l'arbre de la machine es réglable et qui est entraînée par l'arbre de la machina par le fait qu'il est relié de façon articulée aussi bien un dispositif de guidage agissant sur l'arbre de la machin dans une direction axiale, qu'à un organe d'entraînemer transmettant la force d'entraînement, à distance de l'arbi de la machine, et dans lequel les pistons possèdent chaci un dispositif d'articulation avec lequel le disque pivotar engrène avec glissement, et le disque pivotant possède : forme d'un disque annulaire et comporte, en un emplacemer de sa périphérie, un espace d'engrènement cuvez radialement vers l'intérieur et dans lequel s'engage tête d'un organe d'entraînement relié à l'arbre de machine. Une machine à pistons alternatifs de ce type e connue d'après le document DE 19749727 Al. Dans ceti machine, l'organe d'entraînement possède une tel d'entraînement de forme sphérique, qui s'engage dans l évidement cylindrique, également désigné sous l'expressi ( espace d'engrènement, du disque pivotant. Il s'agit pi conséquent, dans le cas de cette machine, dans la zone ( la surface de contact de l'organe d'entraînement, égalemer désignée sous l'expression support de transmission ( couple, et le disque pivotant, également désigné soi l'expression anneau pivotant, un appui au moyen d't contact cylindre-bille selon le principe des zones ( contact les plus grandes possibles. Un inconvénient dar cette machine réside dans le fait que ce principe ( contact fournit un comportement de déformation irréguli surface de forme sphérique du support de transmission de couple prend appui, il se produit, en raison de l'épaisseur de paroi restante de l'anneau pivotant, qui est très faible d'une manière conditionnée sur la base de ce principe, une déformation importante dans cette zone. De ce fait, les caractéristiques de circulation des patins glissants sur l'anneau pivotant son altérées. C'est pourquoi l'invention a pour but d'améliorer le comportement de déformation des côtés de circulation de l'anneau pivotant. Ce problème est résolu au moyen d'une machine à pistons alternatifs comportant un disque pivotant, dont l'inclinaison par rapport à l'arbre de la machine est réglable et qui est entraînée par l'arbre de la machine, par le fait qu'il est relié de façon articulée aussi bien à un dispositif de guidage agissant sur l'arbre de la machine dans une direction axiale, qu'à un organe d'entraînement transmettant la force d'entraînement, à distance de l'arbre de la machine, et dans lequel les pistons possèdent chacun un dispositif d'articulation avec lequel le disque pivotant engrène, avec glissement, et le disque pivotant possède la forme d'un disque annulaire et comporte, en un emplacement de sa périphérie, un espace d'engrènement ouvert radialement vers l'intérieur et dans lequel s'engage la tête d'un organe d'entraînement relié à l'arbre de la machine, caractérisée en ce que la zone des lignes d'action de l'application des forces axiales du disque pivotant à l'organe d'entraînement n'est pas située dans la zone de l'épaisseur de paroi, la plus faible dans la direction axiale longitudinale de la machine à pistons alternatifs, de l'espace d'engrènement dans le disque pivotant, mais se situe latéralement à droite et à gauche de cette zone en en étant plus éloignée vers l'arrière, dans des zones où l'épaisseur de paroi de l'espace d'engrènement est plus grande. Une machine à pistons alternatifs selon l'invention se caractérise par le fait que la tête, par ailleurs de forme sphérique de l'organe d'entraînement possède, dans la partie avant, un méplat qui s'étend transversalement par rapport à la direction axiale longitudinale de la machine à pistons alternatifs ou, on place, une section transversale aval orientée transversalement, et l'espace d'engrènement dans l'anneau pivotant est cylindrique, c'est-à-dire possède une forme circulaire en coupe transversale. Ceci conduit au fait qu'en raison du méplat ou de la forme ovale les points de contact de la tête d'entraînement sont situés à droite et à gauche du centre de l'espace d'engrènement, dans la section transversale de forme circulaire de cet espace d'engrènement et sont décalés, par rapport à l'épaisseur de paroi la plus mince de l'espace d'engrènement, vers l'arrière dans des zones où l'épaisseur de paroi est plus grande. Une autre machine à pistons alternatifs selon l'invention se caractérise par le fait que l'espace d'engrènement dans l'anneau pivotant possède, dans la direction de l'axe longitudinal de la machine à piston alternatif, une section transversale en forme d'oeuf ou elliptique et que la tête de l'organe d'entraînement possède une forme sphérique, c'est-à-dire qu'elle possède, dans le plan des points de contact, une section transversale de forme circulaire. Ceci conduit également à un décalage des points de contact, à l'aide desquels les forces axiales sont transmises, dans des zones où les épaisseurs de parois de l'anneau pivotant sont plus grandes. Il est préférable d'utiliser une machine à pistons alternatifs, dans laquelle une pression de surface est présente, dans la direction axiale de la machine, dans la zone de la surface de contact de l'organe d'entraînement et de l'anneau pivotant, dans la zone où l'épaisseur de paroi est plus grande. En outre il est préférable de prévoir une machine à pistons alternatifs qui possède un comportement plus faible et amélioré de déformation des côtés de l'anneau pivotant est présent dans la direction axiale, dans la zone d'épaisseurs de parois plus grande. De ce fait, dans une machine à piston alternatif selon l'invention, les zones à paroi mince dans l'espace d'engrènement de l'anneau pivotant sont déchargées de contraintes. En outre il est préférable de prévoir une machine à cylindres et pistons alternatifs, dans laquelle l'épaisseur avant de paroi de l'anneau pivotant dans la zone de la surface de contact entre l'organe d'entraînement et l'anneau pivotant est supérieure à l'épaisseur de paroi arrière. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : les figures la et lb représentent un organe d'entraînement et un anneau pivotant d'une forme de réalisation connue et d'une forme de réalisation selon l'invention, en coupe transversale ; la figure 2a et la figure 2b fournissent respectivement une représentation tridimensionnelle d'un arbre comportant un organe d'entraînement et un anneau pivotant d'une forme de réalisation connue et d'une forme de réalisation selon l'invention ; la figure 3a et la figure 3b représentent respectivement, selon une vue en plan, un anneau pivotant et un support de transmission de couple selon une forme de réalisation connue et selon une forme de réalisation selon l'invention ; et - la figure 4 représente, selon une vue en plan, une forme de réalisation d'organes d'entraînement et d'espaces d'engrènement selon l'invention. Sur la figure la, on a représenté en coupe transversale un arbre 1 d'une machine à pistons alternatifs, dans laquelle dans une ouverture 2 est fixé un organe d'entraînement 3, qui est également désigné sous l'expression support de transmission de couple. L'organe d'entraînement possède au niveau de son extrémité qui ressort de l'arbre, une partie rétrécie, dans laquelle se raccorde une tête sphérique 4. Dans le disque pivotant 5 représenté également ici en coupe transversale, dans la zone de la tête sphérique 4 est présent un évidement cylindrique 6, dans lequel s'engage la tête sphérique 4, ce qui conduit au fait qu'une épaisseur relativement mince de paroi 7 du disque pivotant 5 est présente précisément dans la zone, dans laquelle agissent les forces axiales 8, qui sont appliquées par les pistons au disque pivotant. En outre on a représenté un dispositif axial de guidage 9 monté sur l'arbre 1 et qui est connu d'après le document DE 197 49 727 et sur lequel on n'en reviendra pas ici de façon plus détaillée. Dans le cas de la forme de réalisation selon l'invention de l'organe d'entraînement et du disque pivotant sur la figure lb, on voit clairement que la tête sphérique 4 est aplatie au niveau de son extrémité avant 10, ce qui a pour effet que l'épaisseur de paroi au niveau des points de contact de l'anneau pivotant plus l'épaisseur de paroi déjà présente 7, peut être accrue en outre de l'épaisseur de paroi 11, de sorte qu'une épaisseur de paroi plus importante est présente dans la zone d'application des forces axiales 8 et que par conséquent cette épaisseur de paroi subit une déformation plus faible sous l'action des forces axiales. La figure 2a représente l'anneau pivotant et le support de transmission de couple de la machine à pistons alternatifs connue. Dans la représentation en perspective, on reconnaît l'anneau pivotant 5, qui possède une épaisseur de paroi mince 7 dans la zone de l'espace d'engrènement 6, dans laquelle l'extrémité supérieure de la tête sphérique 4 est précisément encore visible. L'organe d'entraînement 3 est fixé par son autre extrémité à l'arbre 1. Sur l'arbre 1 on a en outre représenté le dispositif axial de guidage 9 qui garantit le guidage axial de l'anneau pivotant sur l'arbre au moyen de deux bras 12 qui sont fixés de manière à pouvoir pivoter dans l'anneau pivotant 5 au moyen d'extrémités 13 en forme d'axes. Lors de la rotation de l'arbre le couple est transmis à l'anneau pivotant 5 par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement 3 au moyen de l'espace d'engrènement 6. Sur la figure 2b, on a représenté une forme de réalisation selon l'invention du disque annulaire pivotant et du bras de l'organe d'entraînement. On voit que dans la zone des points de contact de l'espace d'engrènement 6 avec l'organe d'entraînement 3, l'épaisseur de paroi 7 est accrue d'une épaisseur de paroi supplémentaire 11, étant donné que la tête d'entraînement initialement de forme sphérique 4 est maintenant aplatie sur son côté avant. La figure 3a représente la machine à pistons alternatifs connue avec ses parties 5, l'anneau pivotant et son support de transmission de couple 4 selon une vue en plan. Les forces 8, qui agissent axialement sur l'anneau pivotant, conduisent au fait que dans la zone de l'épaisseur de paroi mince 7 de l'espace d'engrènement 6 il se produit une déformation qui est indiquée par la ligne de déformation 20. Ceci conduit au fait que le patin coulissant du piston, qui glisse sur l'anneau pivotant, exécute une course de déplacement non souhaitée et par conséquent exécute une circulation irrégulière. La forme de réalisation perfectionnée représentée sur la figure 3b, dans laquelle l'épaisseur de paroi 7 de l'espace d'engrènement 6 a été augmenté par l'épaisseur de paroi supplémentaire 11 au niveau des points de contact, qui a pu être obtenu en raison du méplat 10 de la tête 4 du support de transmission de couple, conduit au fait que la déformation dues aux forces axiales se décale et est réduite à un degré insensible et que par conséquent les patins glissants ici non représentés des pistons peuvent circuler d'une manière uniforme sur cet anneau de pivotement. Le problème des épaisseurs de paroi résiduelles trop faibles de l'anneau pivotant est par conséquent résolu par le fait que la surface initialement sphérique du support de transmission de couple comporte un méplat dans la zone de la ligne d'action de l'application des forces axiales de l'anneau pivotant. De ce fait il s'établit un flux de force, qui décharge les zones à paroi mince dans l'anneau pivotant et de ce fait réduit la déformation. Par conséquent on obtient des caractéristiques de circulation nettement meilleures glissants, pour un accroissement supplémentaire simultané de l'épaisseur de paroi résiduelle au niveau des points de contact sur l'anneau pivotant. Si l'augmentation de l'épaisseur de paroi sur l'anneau pivotant n'est pas nécessaire, étant donné que le flux de force peut déjà conduire en soi à une contrainte réduite, on peut réduire l'espace de montage grâce à une réduction supplémentaire de l'épaisseur de paroi résiduelle dans la machine correspondante. Éventuellement, une pression de surface plus faible ou même plus uniforme peut être obtenue dans la zone de la surface de contact entre le support de transmission de couple et l'anneau pivotant. L'invention fournit par conséquent les avantages consistant en ce que le comportement de circulation des patins glissants sur l'anneau pivotant est amélioré, que l'épaisseur de paroi peut être accrue dans la zone d'action des forces axiales, ce qui conduit à des déformations plus faibles, ou éventuellement peut être réduite, ce qui conduit à une réduction de l'espace de montage. L'économie sur l'espace de montage permet à nouveau des angles de pivotement plus grands du disque pivotant. En outre grâce à l'invention, il est inutile de prendre des dispositions secondaires pour améliorer le comportement de circulation sur l'anneau pivotant, comme par exemple l'utilisation de revêtements coûteux en matériau dur tels que de la balinite. Une autre forme de réalisation consiste à décaler vers l'arrière l'espace d'engrènement 6 de manière qu'il soit excentré par rapport à la ligne médiane d'épaisseur de l'anneau pivotant, c'est-à-dire qu'il soit écarté du côté d'application des forces axiales 8, de sorte qu'ici également l'épaisseur de paroi avant 11 est accrue. La figure 4 représente des formes de réalisation de la tête sphérique et de l'espace d'engrènement, selon une vue en plan détaillée. Ainsi la figure 4a représente la tête de l'organe d'entraînement comportant le méplat 10, qui est arrondi au niveau de ses extrémités, pour former des jonctions continues. Une forme de réalisation aval de la tête de l'organe d'entraînement telle que représentée sur la figure 4b fournit également une application avantageuse de forces par rapport à une tête sphérique de l'organe d'entraînement dans un espace d'engrènement cylindrique. On voit clairement que, en coopération avec la section transversale de forme circulaire de l'espace d'engrènement 6, il apparaît à droite et à gauche de l'axe médiane, deux points de contact pour l'application d'une force, qui sont également décalées vers l'intérieur dans la zone d'épaisseurs de paroi plus importantes de l'espace d'engrènement 6. Les figures 4c et 4d représentent, selon une vue en plan, une tête sphérique 4 de l'organe d'entraînement en association avec une section transversale en forme d'ouf (figure 4c) de l'espace d'engrènement 6 et avec une section transversale elliptique (figure 4d). Ici également on peut voir clairement que par rapport à un seul point de contact, que l'on obtiendrait dans le cas d'un espace d'engrènement de forme circulaire, on obtient deux points de contact pour l'application d'une force, qui sont décalés dans des zones d'épaisseurs de paroi plus grandes. L'anneau pivotant luimême pourrait être prévu, dans son agencement, à l'extérieur de l'espace d'engrènement 6 et des dispositifs de guidage axial 12 et 13 avec des lamelles de refroidissement coulées, à la manière d'un frein à disque à aération interne, de sorte que la chaleur produite par le frottement des patins glissants peut être évacuée hors de l'anneau pivotant. De telles lamelles permettent en outre la réception et le passage de lubrifiants, qui par conséquent ont une action plus intense au niveau de l'anneau pivotant, des patins glissants, du support de transmission de couple et du guide axial. Les revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins. Des références utilisées dans les sous-revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques des sous-revendications respectives ; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques des sous-revendications concernées. Étant donné que les objets de ces revendications peuvent constituer, au regard de l'état technique à la date de priorité attachée à la présente demande, des inventions propres et indépendantes, la demanderesse se réserve le droit d'en faire l'objet d'autres revendications indépen- . dantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent également contenir des inventions indépendantes qui représentent une configuration indépendante des objets des sousrevendications précédentes. Les exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme une limitation de l'invention. Au contraire de nombreux changements et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention telle que présentement exposée, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des caractéristiques ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenues dans les dessins et qui conduisent par des caractéristiques combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou de séquences d'étapes de procédé, dans la mesure où il concerne également des procédés de fabrication, de vérification et d'usinage, et où il permettrait à l'homme de métier d'apporter une solution au problème à la base de l'invention. REVENDICATIONS 1. Machine à pistons alternatifs comportant un disque pivotant, dont l'inclinaison par rapport à l'arbre de la machine est réglable et qui est entraînée par l'arbre de la machine, par le fait qu'il est relié de façon articulée aussi bien à un dispositif de guidage agissant sur l'arbre de la machine dans une direction axiale, qu'à un organe d'entraînement (3) transmettant la force d'entraînement, à distance de l'arbre de la machine, et dans lequel les pistons possèdent chacun un dispositif d'articulation avec lequel le disque pivotant engrène avec glissement, et le disque pivotant possède la forme d'un disque annulaire et comporte, en un emplacement de sa périphérie, un espace d'engrènement (6) ouvert radialement vers l'intérieur et dans lequel s'engage la tête d'un organe d'entraînement relié à l'arbre de la machine, caractérisée en ce que la zone des lignes d'action de l'application des forces axiales du disque pivotant à l'organe d'entraînement n'est pas située dans la zone de l'épaisseur de paroi, la plus faible dans la direction axiale longitudinale de la machine à pistons alternatifs, de l'espace d'engrènement dans le disque pivotant, mais se situe latéralement à droite et à gauche de cette zone en en étant plus éloignée vers l'arrière, dans des zones où l'épaisseur de paroi de l'espace d'engrènement est plus grande. 2. Machine à pistons alternatifs selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête par ailleurs de forme sphérique de l'organe d'entraînement comporte, dans la partie avant, un méplat qui s'étend transversalement par rapport à la direction axiale longitudinale de la machine à pistons alternatifs ou, selon une vue en plan, une section transversale aval orientée transversalement, et l'espace d'engrènement (6) dans l'anneau pivotant (5) est cylindrique, c'est-à-dire possède une forme circulaire en coupe transversale. 3. Machine à pistons alternatifs selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'espace d'engrènement (6) dans l'anneau pivotant (5) possède, dans la direction de l'axe longitudinal de la machine à piston alternatif, une section transversale en forme d'oeuf ou elliptique et que la tête (4) de l'organe d'entraînement (3) possède une forme sphérique, c'est-à-dire qu'elle possède, dans le plan des points de contact, une section transversale de forme circulaire. 4. Machine à pistons alternatifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une pression de surface est présente, dans la direction axiale de la machine, dans la zone de la surface de contact de l'organe d'entraînement (3) et de l'anneau pivotant (5), dans la zone où l'épaisseur de paroi est plus grande. 5. Machine à pistons alternatifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un comportement plus faible et amélioré de déformation des côtés de l'anneau pivotant est présent dans la direction axiale, dans la zone d'épaisseurs de parois plus grande. 6. Machine à pistons alternatifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les zones à paroi mince (7) dans l'espace d'engrènement (6) de l'anneau pivotant (5) sont déchargées de contraintes. 7. Machine à pistons alternatifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'épaisseur avant de paroi de l'anneau pivotant (5) dans la zone de la surface de contact entre l'organe d'entraînement et l'anneau pivotant est supérieure à l'épaisseur de paroi arrière.