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Mécanisme de commande par liquides, Convention Internationale : Demandes de brevets allemands B. 178.855 et K. 146.902 déposées toutes deux le 16 juin 1937, la première aux noms conjoints de Bernhard Bischof et de la Sté Kieler Leichtbau G.m.b.H. et la seconde au seul nom de la Sté Kieler Leichtbau G.m.b.H. dont les titulaires sont les ayants-droit.
L'invention concerne un mécanisme de commande hydraulique dans lequel la puissance est transmise en partie par un liquide et en partie par des moyens purement mécaniques. Ce mécanisme comprend deux corps de cylindres dont les cylindres sont montés en étoile. Ces corps de cylindres sont rendus solidaires l'un de l'autre par un tube central et montés dans un bâti boite ou carter, de façon à pouvoir tourner en bloc,
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le tube central servant d'axe de rotation. Les alésages des cylindres s'étendent jusqu'au pourtour extérieur des corps de cylindres. Les pistons travaillant dans les cylindres ferment ces derniers vers l'extérieur. Ces pistons sont reliés à des organes qui entourent les cylindres en étoile et qui impriment aux pistons leur mouvement alternatif dans les étoiles tour- nantes de cylindres.
Les organes principaux pour l, production de cette course des pistons sont des excentriques montés des deux cotés d'une étoile de cylindres. Ces excentriques sont montés rotatifs sur le tube central qui sert d'axe de rota- tion pour les corps de cylindres réunis, et ils sont reliés mécaniquement entre eux de manière telle qu'ils doivent tour- ner tous les deux exactement à la même vitesse. Un anneau est monté rotatif sur ces deux excentriques; des corps de glissement ou de roulement, reliés à cet anneau, attaquent les pistons et leur impriment un mouvement alternatif dans les cy- lindres. Les excentriques en question ont une excentricité toujours constante, de sorte que la course des pistons cor- respondant ne peut pas être réglée.
On ne prévoit un réglage de la course des pistons que pour les pistons de la deuxième étoile de cylindres. Ces pis- tons reçoivent aussi, comme on l'a déjà indiqué, un mouvement alternatif par l'intermé diraire de corps de glissement ou de roulement reliés à un anneau tournant libre.lent. Toutefois cet anneau n'est pas monté sur des excentriques; il est monté sur un dispositif d'appui ou de soutien qui ne tourne pas pendant la marche. Ce dispositif d'appui est disposé de amnière à pou- voir modifier sa position moyenne relativ-ement à l'axe du mé- canisme. Il peut être concentrique au mécanisme ou bien pren- dre, entre deux limites, une position excentrique quelconque.
Le changement de position du corps d'appui est produit par le dispositif de commande du mécanisme. Afin de ne demander pour que réglage qutune force aussi eque possible, corps dtapce réglage qu'une force aussi petite/possible, le corps d'ap- pui a une forme telle qu'il puisse rouler sur une semelle pen-
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dant son réglage. Cette semelle absorbe également les efforts qui agissent sur le corps d'appui - des pistons, de telle sorte que le corps d'appui est toujours fortement appliqué sur cette semelle pendant la marche.
Comme on l'a déjà indiqué, les deux étoiles de cylindres, qui jouent le rôle de pompe et de moteur, -sont solidaires l'une de l'autre. Le tube central qui assure cet assemblage sert également de coussinet pour les deux tiroirs rotatifs de la pompe et du moteur. Ces tiroirs sont montés en tandem dans le sens de l'axe, à l'intérieur de ce coussinet, et sont appliqués étroitement, - mais cependant de manière à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre - ,l'un sur l'autre par leurs faces frontales annulaires. Ils peuvent suivant les pressions du liquide, se mettre en place librement dans le coussinet, car ils sont reliés à leurs excentriques de façon à pouvoir se mouvoir dans tous les sens. Cette liaison est toutefois telle que les tiroirs doivent toujours, dans le sens de la rotation, conserver leur position angulaire par rapport à leurs excentriques.
Ces tiroirs forment, avec la paroi intérieure du tube central, des chambres rotatives, savoir la chambre de refoulement ou de pression et la chambre d'aspiration et ils commandent, par leur rotation, les canaux d'arrivée et d'écoulement-du liquide aux cylindres de travail. La chambre de refoulement est en principe disposée de manière à entourer les tiroirs, tandis que la chanbre d'aspiration se trouve à l'intérieur des tiroirs. Du fait de cette disposition, le liquide de service applique les ti- roi'rs sur les surfaces à rendre étanches, ce qui assure en pratique, même aux plus hautes pressions de régime, une bonne étanchéité des tiroirs aussi bien entre eux que relativement au coussinet qui les entoure.
La construction et le montage des tiroirs brièvement rappelés ci-dessus ont déjà été décrits en détail au brevet belge ? 419.229 du 29 décembre 1936. Le mécanisme qui fait l'objet de la présente invention
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fonctionne en principe exactement comme celui décrit dans le brevet ci-dessus. Les perfectionnements conformes à l'inven- tion consistent en ce que toute la longueur du mécanisme est u disponible pour la longeur des tiroirs. Comme les tiroirs ain- si réalisés n'exigent que de petits diamètres, on peut en ou- tre monter autour du coussinet des tiroirs les paliers des excentriques des dispositifs d'entraînementdes pistons, sans que ces paliers aient de trop grands diamètres et deviennent de ce fait impropres à. la marche aux grandes vitesses.
Au con- traire, les paliers très robustes et les tiroirs à étanchéité automatique (pour lesquels les pressions superficielles exer- cées sur les surfaces de glissement sont très faibles à cau- se de la grande longueur de ces tiroirs) per,nettent d'utiliser de très hautes pressions de liquide, ce qui assure une aug- mentation de la puissance susceptible d'être transmise.
L'e'ntrainement du mécanisme peut être effectué sur les excentriques rotatifs indiqués et la puissance transformée peut être prise sur les étoiles rotatives de cylindres. Ce- pendant 1'entraînement et la réception de puissance peuvent aussi être assurés de la manière exactement inverse.
Dans le premier mode d'entrainement, on ne peu\; démarrer à partir de l'arrêt (ou de zéro) qu'avec étranglement. Tou- tefois les pressions de liquide restent aussi à la même valeur, pour une même puissance, dans toute la gamme de réglage.Avec le deuxième mode de transmission, par contre, on peut démarrer à partir de zéro sans étranglement, mais les pressions de li- quide sont variables.
Aux dessins ci-joints, on a représenté schématiquement et à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de réali- sation de l'objet de l'invention:
Dans ces dessins:
Fig. I est une coupe longitudinale d'un mécanisme;
Fig. 2 est une coupe longitudinale d'une variante ; Fig. 3'est une coupe transversale suivant III-III de
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fig. 2 (à plus grande échelle);
Fig. 4 est une coupe transversale suivant IV-IV de fig.2 (dispositif de réglage).
Dans la forme de réalisation représentée à la fig. I, l'entraînement des excentriques 9 est assuré par exemple par l'arbre 29, par l'intermédiaire des roues dentées 30 et 31.Ces excentriques 9 sont reliés mécaniquement entre eux par les chapes 12 (fig. 1) de sorte que les deux excentriques 9, mon- tés rotatifs sur la pièce 24, doivent toujours tourner simul- tané:nent. L'anneau 8 est monté rotatif sur ces deux excentri- ques. Le centre de cet anneau effectue donc, pendant une ré- volution des excentriques 9, un mouvement circulaire pendant lequel il n'a cependant pas à tourner lui-même. Il est simple- ment entrainé par le frottement des paliers 10 et des pièces de glissement 6.
Ces pièces de glissement qui sont astreintes à rester toujours en contact avec la surface intérieure de l'anneau, impriment un mouvement alternatif aux pistons 4, auxquels ils sont reliés par les axes de crosse 5. Le tiroir 27 est relié au dispositif d'entraînement 31 par une articu- lation à griffes 32, de sorte qu'il est obligé de tourner avec les excentriques. La disposition est'telle que la perforation 27 b du tiroir 27 se trouve toujours au point où de l'huile est aspirée dans les cylindres par les pistons qui se déplacent vers l'extérieur, et que l'évidement 27a du tiroir 27 se trou- ve toujours à l'endroit où de l'huile est refoulée vers l'in- térieur par les pistons qui se déplacent vers l'intérieur.La chambre 27a est donc la chambre de refoulement ou de pression.
L'étoile de cylindres 1 est rendue solidaire de l'étoile de cy- lindres la. par le tube 24, et les étoiles de cylindres sont, ainsi que le tube, montées rotatives dans la boite 3, au moyen des paliers 25,26. Dans cette disposition, le moment d'entrai- ne:nent des deux excentriques 9 se transmet sous forme de couple au rotor I, la., 24, 36. De la chambre de refoulement 27a, 28a l'huile se rend dans les cylindres 44a dont les pistons se
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La vitesse de rotation du rotor meuvent vers l'extérieur pendant la rotation du roton 1, 1a, 24, 36 s'établitalors de façon telle que la quantité d'huile re- foulée puisse être absorbée par les cylindres moteurs 44a.
Les cylindres dont les pistons se meuvent justement vers l'intérieur se trouvent toujours au-dessus de l'ouverture 28b du tiroir 28, de sorte que l'huile sortant de ce tiroir retourne par le tuyau 63 au réservoir 64, dans lequel elle est aspirée de nouveau par le tuyau 65. De même qu'un couple est exercé sur la première étoile de cylindres 1 pendant l'entraînement, par les efforts transversaux des pistons, un autre couple est aussi transmis à la deuxième étoile de cylindres la par les efforts transver- saux des pistons. Ce couple dépend de la position excentrique du corps d'appui 33. Dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. I, le changement de la position excentrique du corps d'appui 33 peut être assuré au moyen du volant 35 et de la vis 34.
L'anneau librement rotatif 8a qui transmet le mouvement du piston, est astreint à participer au mouvement de réglage, car il est relié à la pièce 33 par les paliers à roule-aux 10a. La puissance, qui correspond aux couples transmis au rotor I,Ia, 24,36 à sa vitesse supposée, est transmise par l'intermédiaire des roues dentées 36,37 à l'arbre entrainé 38.
La variante de fig. 2 diffère de la précédente en ce que les canaux du mécanisme sont remplis au moyen d'une pompe par- ticulière 59 et en ce que la circulation de l'huile de travail ne s'effectue qu'à l'intérieur de ces canaux. L'huile est par exemple refoulée des cylindres 44,45 dans les chambres 27a, 28a et de là dans le cylindre 43a. Une fois ce cylindre rempli, il se vide ensuite, comme le cylindre 51, dans la chambre 28b,27b à partir de laquelle l'huile est de nouveau aspirée vers le cy- lindre 52.
Dans cette disposition, 1'entraînement des excentri- ques 9 peut avoir lieu directement (sans renvoi de mouvement), tandis que l'autre côté du mécanisme doit rester libre pour l'introduction de l'huile fraîche et la sortie de l'huile sous pression (en vue du contrôle ou de la distribution automatique,
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etc.), de sorte qu'un renvoi de mouvement 36,37,38 ou un d ispositif analogue est encore nécessaire en ce point.
Aux fige 2 et 3 le corps tubulaire d'assemblage 24 de fig. 1 est réalisé sous forme de tube d'ancrage commun 39 sur lequel le moteur et la pompe sont montés. Ce tube d'ancrage sert aussi de coussinet pour les tiroirs 27,28. L'étoile de cylindres est ici constituée par deux parties, savoir une partie 40,40a forrnant moyeu et montée à demeure sur le tube d'ancrage 39, et le corps de cylindres 41,41a.. On voit aussi aux fig. 2 et 3 que ces parties en forme de moyeu sont plus épaisses au centre. Cette partie renforcée du moyeu possède de courtes perforations radiales 43,43a dont le diamètre est un peu supérieur à celui des cylindres 44,44a du corps de cylindres 41,41a de sorte'que les pistons 4,4a s'engagent dans ces perforations 43,43a, dans leur position intérieure extrême, sans toucher les parois de ces perforations.
On peut voir à la fig. 3 que, du fait du renforcement de la partie centrale formant moyeu, les surfaces d'étanchéité 45, qui assurent l'étanchéité d'un cylindre à l'autre, ont une largeur relativement grande. La partie 40 formant moyeu, autour de laquelle tournent les anneaux excentriques 9, est faite de préférence en acier trempé, de sorte qu'elle sert en même temps de chemin de roulement pour les paliers intérieurs d'excentriques II. Cette construction permet d'obtenir des diamètres plus petits. Il est en outre possible d'aléser avec précision ou encore de repasser les perforations des cylindres. Les cylindres peuvent être amenés très près du centre, sans qu'il y ait lieu de redouter des défauts d'étanchéité entre eux.
Dans cette disposition les paliers d'excentriques II s'appuient sur des prolongements latéraux 46, en forme de douilles, de la pièce 40 en forme de moyeu de l' étoile de cylindres. Dans ce cas, l'assemblage des deux anneaux d'excentriques 9 est assuré par deux corps 47 en forme de disques fortement vissés l'un sur l'autre au moyen de boulons 48,49. Dahs le cas de fig. 3, cet
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assemblage à vis 48 sert en outre à équilibrer les masses excentriques tournantes (anneaux d'excentriques 9, paliers 10,11, anneau de glissement 8, patins de glissement 6 et pistons 4) .
Aux fig. 2 et 4, on a représenté un dispositif de réglage particulier de la course du piston. Ce dispositif consiste en ce que le corps d'appui 60,61-, sur lequel est monté l'anneau Sa et qui est toujours appliqué sur la surface 62 par les pressions des pistons - peut rouler sur cette surface, ce qui fait varier son excentricité e. En fig. 4, le roulement est produit par de l'huile sous pression qui agit sur l'un des pistons 53.
L'effort des pistons se transmet à la traverse 55 par la bielle 54 et produit ainsi le mouvement de roulement de la pièce 60,61. Pour que la position de commande reste toujours- exacte, la surface 62 porte en outre une dent 56 qui empêche le corps de roulement de glisser sur cette surface. D'autre part, le couvercle de la boite comporte des nervures 57 qui empêchent le corps de roulement 60,61 de se soulever et de s'écarter de son plan si l'effort vient à changer. On voit que cete disposition permet bien de faire varier la grandeur de l'excentricité des deux câtés du point neutre, mais que par ailleurs aucun changement de direction de l'excentricité relativement au bâti ne peut se produire.
Or, comme le tiroir 28 doit toujours occuper la même position par rapport à l'excentrique, il suffit aussi que ce tiroir soit immobilisé par rapport au bâti. Ce résultat est atteint au moyen de l'accouplement à. griffes 58, qui par ailleurs permet au tiroir d'effectuer tous les mouvements.