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"Pompe ou moteur à commanda hydraulique"
La présente 'invention est relative à une pompe ou à un moteur hydrauliques qui peuvent être utilisés soit chacun sépa- rément soit ensemble comme mécanisme d'entraînement. On connaît des pompes ou des moteurs hydrauliques comportant un bloc-cylindre rotatif et des pistons se déplaçant dans les cylindres, dont les courses sont réglables.'Le réglage de la course du piston est obtenu au moyen d'un plateau placé en oblique par rapport à l'axe du bloc-cylindre.
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Lors de la rotation du bloc-cylindre et à chaque course des alésages communiquant avec les divers cylindres passent sur des ouvertures de commande fixes du niveau de commande pour aspirer et refouler du liquide.
On peut avantageusement réduire les importantes forces de réaction caractéristiques de ces dispositifs hydrauliques en effectuant un équilibrage, ce qui permet d'accroître le'rendement . et la durée d'utilisation.
Cependant, pour chaque charge la pression de marche varie et comme la viscosité est fonction de la température momentanée, ilest trèsdifficile de régler les épaisseurs de la pellicule d'huile dans les paliers en fonction de ces facteurs et notamment dans la fente existant entre les paliers de distribution du bloc-cylin- dre et le niveau de commande, en vue d'obtenir à tous égards un bon fonctionnement du mécanisme.
La présente invention a pour objet un dispositif très écono- mique, qu'on peut fabriquer en grande série et qui permet d'obte- nir du fait de sa simplicité une grande sécurité de marche, les avantages et les inconvénients de chaque unité étant soigneusement équilibrés pour la meilleure utilisation' technique et économique.
L'invention vise également à établir une surface d'appui importan- te des têtes de piston contre le plateau d'entraînement ou d'ap.; pui afin de supprimer les efforts de pression sur les arêtes.
En outre, l'invention a pour objet un réglage linéaire de la course du piston, la position de l'arbre d'entraînement et du niveau de réglage restant assurée de manière fixe.
Enfin l'invention a pour objet de réaliser le réglage auto- matique de l'épaisseur de la pellicule d'huile en fonction de la pression de marche dans la fente entre l'entraînement du bloc- cylindre et le niveau de commande.
On atteint les résultats Inécités du fait que les cylindres et les pistons sont montés dans le bloc-cylindre tournant sur une enveloppe conique, la course du piston en mouvement étant produite
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au moyen de la'position excentrique de l'axe du bloc-cylindre par rapport à un organe annulaire ou "bague" rotative, sur laquelle glisse la surface intérieure de frottement des têtes de pistons, de façon que les plans de glissement en face des têtes de pistons aient une forme plate, perpendiculairement aux axes des pistons, du fait que la bague creuse porte à l'intérieur plusieurs plans de glissement lisses pour les têtes de pistons, selon le nombre de ces derniers.
Selon un mode de réalisation particulier des surfaces de frottement plates dans la bague, ces plans de glissement sont entourés par des surfaces latérales cylindriques qui enveloppent latéralement avec jeu les têtes des pistons. On obtient ce résul.- tat en taillant ou fraisant les surfaces plates dans la bague cren- se.
Conformément à la présente invention, les pompes ou moteurs hydrauliques peuvent être construits sous deux formes différen- tes.
Le premier mode de construction comporte un organe creux ou bague qui est fixé solidairement sur l'arbre d'entraînement logé de manière fixe dans le carter du moteur ou de la pompe, tandis que le bloc-cylindre rotatif, monté dans un dispositif régulateur, est déplaçable sur la ligne médiane d'une traverse disposée en- tre les ouvertures existant dans le niveau de commande.
Selon le deuxième mode de construction le bloc-cylindre re- lié à l'arbre moteur est logé de manière fixe dans le carter, 'tandis que la bague qui entoure librement l'arbre moteur reste mobile dans un dispositif de réglage monté excentriquement par rapport à l'arbre moteur.
Une caractéristique particulière du premier mode de construc- tion consiste à monter entre le bloc-cylindre et la bague un pa- lier mobile qui est soumis à l'action du liquide de pression.
Dans ce cas on peut monter un palier vertical et mobile axiale-
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ment sous l'effet du liquide de pression, palier qui soutient réciproquement le bloc-cylindre et la bague, le bloc-cylindre présentant en outre un alésage percé dans son axe qui débouche d'une part dans le coussinet du palier et d'autre part dans le .. milieu de la traverse du niveau de commande qui se trouve entre les ouvertures de commande pour haute et basse pression.
La mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise à l'ai- de du dessin annexé sur lequel on a représenté deux modes de mi- se en oeuvre conformes à l'invention, soit une pompe, soit un moteur* Sur ce dessin - la fig. 1 est une coupe transversale d'une pompe compor- tant un bloc-cylindre réglable et déplaçable radialement et une bague creuse, montée solidairement sur l'arbre moteur ; - la fig. 2 est une vue en plan du niveau de réglage qui fait partie de cette pompe. Pour faciliter la compréhension, on a indiqué en traits interrompus les alésages supérieurs du bloc-cylindre.
-la fige , est une coupe du deuxième mode de construction dans lequel l'élément creux en forme de bague est déplaçable ra- dialement, tandis que le bloc-cylindre est relié de manière fixe à l'arbre de commande ; - la fig. 4 représente une vue schématique de la paroi in- terne de la bague comportant des surfaces de frottement plates, lesquelles constituent ensemble une sorte de pyramide tronquée.
Les pistons qui glissent sur ces surfaces plates avec leurs sur- faces frontales lisses, sont indiqués schématiquement.
Selon la fig. l, l'arbre moteur 2 monté dans le carter 1 est fixé solidomont à l'élément creux 3 en forme de bague.
Celle-ci est logée dans le carter 1 au moyen du palier 4 et pré- sente un évidemment intérieur 5, de forme tronconique, dans lequel on a pratiqué des alésages ou des fraisages 6 intérieurs à sur- faces planes 7. Sur ces dernières glissent, dans les cylindres désignés par 9 à l'intérieur du bloc-cylindre 10, les surfaces
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frontales lisses des pistons 8. Les axes de ces cylindres ou pistons reposent sur une enveloppe conique. L'axe du cône se situe parallèlement et de façon excentrique par rapport à l'axe de l'arbre de commande 2 et de la bague 3* D'une part le bloc- cylindre 10 s'appuie sur le niveau de commande 11, et d'autre part il est guidé dans la bague 3 au moyen d'un palier 12 ré- glable sxialement.
Le décalage radial du bloc-cylindre et en outre la modification de l'excentricité de l'axe du bloc-cylindre vis-à-vis de l'axe de l'arbre moteur s'effectue à l'aide d'un dispositif de réglage 13 dans lequel le bloc-cylindre est monté de manière à pouvoir être orienté et à tourner. Ce dispositif de réglage est muni de barres ou tiges de réglage 14 qui tra- versent le carter de part en part vers l'extérieur.
Dans le bloc-cylindre les cylindres sont reliés au niveau de commande par des alésages 15. Comme l'indique la fig. 2, des ouvertures de commande 16 qui sont séparées les unes des au- tres par la traverse 17, placée entre eux, sont ménagées dans le niveau de commande. Ces ouvertures 16 reliées au tube d'ame- née et à celui de décharge 16' ont de préférence une largeur qui correspond au diamètre des alésages 15 dans le bloc-cylindre.
Sur la fig. 2, sont indiqués cinq alésages 15, dont celui de gauche correspond au point mort de la course du piston et se trouve juste sur la traverse 17; Dans l'axe du bloc-cylindre, se trouve placé l'alésage 18 (fig. 1 et fig. 2) et il y est si- tué au milieu de l'entretoise 17, mais déplacé de la valeur maxi- male e du décalage possible vers la droite. Autour des deux orifices de commande est prévue une rainure 19 à la distance permise par la garniture de joint ; cette rainure communique par l'intermédiaire des alésages 20, 21 avec la chambre intérieu- re du carter 1.
On prévoit toujours un de ces alésages 20 afin qu'il soit à l'extérieur de la commande du bloc-cylindre 10, si bien que la pression de la pellicule d'huile qui se constitue
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par les ouvertures de commande 16 dans la fente entre les sur- faces du bloc-cylindre 10 et du niveau de commande 11, peut être réduite à zéro en se dégageant par la rainure 19*
L'alésage 18, mentionne ci-dessus, débouche sur la paroi du bloc-cylindre tournée vers le niveau de commande, dans un évi- dément désigné par 22 du palier 12 déplaçable axialement. Cet évidement 22 fait saillie sur un alésage 23 en liaison avec le compartiment arrière 24 du palier 12, si bien que le bloc-cylin- dre 10 "flotte" en quelque sorte entre la bague 3 et le niveau de commande 11.
La pression d'un ressort 25 assure l'application constante du palier 12 sur le bloc-cylindre 10.
Pour cette suspension dite "flottante" du bloc-cylindre il revient au même de monter le palier 12 dans un évidemment de la bague pour qu'il s'applique contre la surface portante du bloc- cylindre (comme indiqué sur la fig. 1) ou de pratiquer l'évide- ment dans le bloc-cylindre en disposant la surface d'appui lisse sur la bague. Ce code d'exécution inverse n'est pas indiqué ici, car tout technicien peut facilement imaginer une inversion du dis- positif représenté sur le dessin. Il convient de remarquer qu'on peut utiliser le liquide de pression normal, Hais on peut aussi utiliser un liquide de rttssion spécial provenant d'une source de pression particulière.
On signale de plus que, d'une manière connue et pour compen- ser les forces de compression, on a doté les pistons 8 d'alésa- ges 26 qui vont du côté forçant le fond du piston jusqu'aux évi- dements 27 existant dans la face avant unie du piston.
Dans le deuxième mode de construction selon la fig. 3, sont désignés tour à tour :le carter par 1, l'arbre moteur par 2, le bloc-cylindre par 10, le piston par 8, le niveau de commande par
11, les alésages dans le bloc-cylindre par 15, les orifices de distribution par 16 et les conduits d'amenée et de décharge par
16'.
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Dans ce cas, -le bloc-cylindre pivotant est monté solidai- rement sur l'arbre moteur 2, mais logé, tout en pouvant tourner, à demeure dans le carter 1. Par contre la bague creuse 3 peut se déplacer radialement dans le carter à l'aide de tiges de régla- ge 14 qui traversent jusqu'à l'extérieur. La suspension comporte un palier de poussée axiale 28 et un palier de poussée radiale 29 montés dans le dispositif de réglage 13'. Dans ce dernier exemple de montage, les plans de glissement à l'intérieur de la bague ne sont pas constitués par des fraisages ou des perçages, mais au contraire contigus en formant ainsi une pyranide tronquée, comme indiqué schématiquement sur la fige 1.
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"Hydraulic pump or motor"
The present invention relates to a hydraulic pump or motor which can be used either each separately or together as a drive mechanism. Hydraulic pumps or motors are known comprising a rotary cylinder block and pistons moving in the cylinders, the strokes of which are adjustable. The adjustment of the stroke of the piston is obtained by means of a plate placed obliquely relative to the cylinder. to the axis of the cylinder block.
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During the rotation of the cylinder block and with each stroke, bores communicating with the various cylinders pass over fixed control openings of the control level for sucking and discharging liquid.
The large reaction forces characteristic of these hydraulic devices can advantageously be reduced by balancing, thereby increasing the efficiency. and the duration of use.
However, for each load the operating pressure varies and since the viscosity is a function of the momentary temperature, it is very difficult to adjust the thicknesses of the oil film in the bearings according to these factors and in particular in the gap existing between the bearings. distribution of the cylinder block and the control level, in order to obtain in all respects a good functioning of the mechanism.
The object of the present invention is a very economical device, which can be mass produced and which, because of its simplicity, makes it possible to obtain great operating safety, the advantages and disadvantages of each unit being carefully considered. balanced for the best technical and economic use.
The invention also aims to establish a large bearing surface of the piston heads against the drive plate or after; pui in order to remove the pressure forces on the edges.
In addition, the invention relates to a linear adjustment of the stroke of the piston, the position of the drive shaft and the level of adjustment remaining fixed.
Finally, the object of the invention is to achieve automatic adjustment of the thickness of the oil film as a function of the operating pressure in the slot between the drive of the cylinder block and the control level.
The undecided results are achieved because the cylinders and pistons are mounted in the cylinder block rotating on a conical casing, the stroke of the moving piston being produced.
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by means of the eccentric position of the axis of the cylinder block relative to an annular member or rotating "ring", on which slides the internal friction surface of the piston heads, so that the sliding planes opposite the Piston heads have a flat shape, perpendicular to the axes of the pistons, because the hollow ring carries therein several smooth sliding planes for the piston heads, depending on the number of the latter.
According to a particular embodiment of the flat friction surfaces in the ring, these sliding planes are surrounded by cylindrical lateral surfaces which laterally envelop the heads of the pistons with play. This is achieved by cutting or milling the flat surfaces in the toothed ring.
In accordance with the present invention, hydraulic pumps or motors can be constructed in two different forms.
The first mode of construction comprises a hollow member or ring which is fixedly attached to the drive shaft housed in a fixed manner in the motor or pump housing, while the rotary cylinder block, mounted in a regulating device, is movable on the center line of a crosspiece arranged between the openings existing in the control level.
According to the second embodiment, the cylinder block connected to the motor shaft is housed in a fixed manner in the crankcase, while the ring which freely surrounds the motor shaft remains movable in an adjustment device mounted eccentrically relative to the crankcase. to the motor shaft.
A particular characteristic of the first method of construction consists in fitting between the cylinder block and the ring a movable bearing which is subjected to the action of the pressure liquid.
In this case we can mount a vertical and axially movable bearing.
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ment under the effect of the pressure liquid, bearing which reciprocally supports the cylinder block and the ring, the cylinder block also having a bore drilled in its axis which opens out on the one hand into the bearing shell and on the other starts in the middle of the control level cross member which is between the control openings for high and low pressure.
The implementation of the invention will be better understood with the aid of the appended drawing in which two embodiments have been shown in accordance with the invention, either a pump or a motor * In this drawing - fig. 1 is a cross section of a pump comprising an adjustable and radially displaceable cylinder block and a hollow ring, integrally mounted on the motor shaft; - fig. 2 is a plan view of the adjustment level which is part of this pump. For ease of understanding, the upper bores of the cylinder block are shown in dashed lines.
the pin is a section of the second mode of construction in which the hollow ring-shaped element is radially displaceable, while the cylinder block is fixedly connected to the control shaft; - fig. 4 shows a schematic view of the internal wall of the ring comprising flat friction surfaces, which together constitute a sort of truncated pyramid.
The pistons which slide on these flat surfaces with their smooth end faces are shown schematically.
According to fig. 1, the motor shaft 2 mounted in the housing 1 is fixed solidly to the hollow element 3 in the form of a ring.
This is housed in the casing 1 by means of the bearing 4 and has an internal recess 5, of frustoconical shape, in which internal bores or countersinks 6 with flat surfaces 7 have been made. , in the cylinders designated by 9 inside the cylinder block 10, the surfaces
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smooth fronts of the pistons 8. The axes of these cylinders or pistons rest on a conical casing. The axis of the cone is located parallel and eccentrically with respect to the axis of the control shaft 2 and of the ring 3 * On the one hand, the cylinder block 10 rests on the control level 11, and on the other hand it is guided in the ring 3 by means of a sxially adjustable bearing 12.
The radial offset of the cylinder block and in addition the modification of the eccentricity of the axis of the cylinder block vis-à-vis the axis of the motor shaft is carried out using a device setting 13 in which the cylinder block is mounted so that it can be oriented and rotatable. This adjustment device is provided with adjustment bars or rods 14 which pass right through the casing towards the outside.
In the cylinder block the cylinders are connected at the control level by bores 15. As shown in fig. 2, control openings 16 which are separated from each other by the cross member 17 placed between them are provided in the control level. These openings 16 connected to the supply tube and to the discharge tube 16 'preferably have a width which corresponds to the diameter of the bores 15 in the cylinder block.
In fig. 2, are indicated five bores 15, of which the left one corresponds to the dead center of the piston stroke and is located just on the cross member 17; In the axis of the cylinder block, is placed the bore 18 (fig. 1 and fig. 2) and it is located there in the middle of the spacer 17, but displaced by the maximum value e of the possible shift to the right. Around the two control orifices is provided a groove 19 at the distance allowed by the gasket; this groove communicates through the bores 20, 21 with the internal chamber of the housing 1.
One of these bores 20 is always provided so that it is outside the control of the cylinder block 10, so that the pressure of the film of oil which is formed
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through the control openings 16 in the slot between the surfaces of the cylinder block 10 and the control level 11, can be reduced to zero by disengaging through the groove 19 *
The bore 18, mentioned above, opens onto the wall of the cylinder block facing the control level, in a recess designated by 22 of the axially movable bearing 12. This recess 22 projects onto a bore 23 in connection with the rear compartment 24 of the bearing 12, so that the cylinder block 10 "floats" in a way between the ring 3 and the control level 11.
The pressure of a spring 25 ensures the constant application of the bearing 12 on the cylinder block 10.
For this so-called "floating" suspension of the cylinder block it is the same to mount the bearing 12 in a recess of the ring so that it rests against the bearing surface of the cylinder block (as shown in fig. 1). or to make the recess in the cylinder block by placing the smooth bearing surface on the ring. This reverse execution code is not shown here, as any technician can easily imagine a reverse of the device shown in the drawing. Note that normal pressure liquid can be used, but special pressure liquid from a particular pressure source can also be used.
It is further pointed out that, in a known manner and to compensate for the compressive forces, the pistons 8 have been provided with bores 26 which go from the side forcing the bottom of the piston to the existing recesses 27. in the plain front face of the piston.
In the second mode of construction according to FIG. 3, are designated in turn: the crankcase by 1, the drive shaft by 2, the cylinder block by 10, the piston by 8, the control level by
11, the bores in the cylinder block by 15, the distribution orifices by 16 and the supply and discharge ducts by
16 '.
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In this case, the pivoting cylinder block is securely mounted on the motor shaft 2, but housed, while being able to rotate, permanently in the housing 1. On the other hand, the hollow ring 3 can move radially in the housing. using adjustment rods 14 which pass through to the outside. The suspension comprises an axial thrust bearing 28 and a radial thrust bearing 29 mounted in the adjustment device 13 '. In this last example of assembly, the sliding planes inside the ring are not formed by milling or bores, but on the contrary contiguous, thus forming a truncated pyranid, as shown schematically in fig 1.