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"Moteur hydraulique"
La présente invention est relative à un moteur hydraulique tournant lentement, qui peut être utilisé à di- verses fins, par exemple pour des paliers de rotor, comme une
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bague tournante et un dispositif tournant hydraulique pour les moyens supportant la charge dans des grues de chargement. Ce- pendant, il peut aussi être utilisé uniquement comme un moteur hydraulique, par exemple dans des oabestans, des roues de transmission, etc. Le but de l'invention est de réaliser une construction compacte, à l'intérieur de laquelle peut être incorporé un dispositif de transmission hydraulique pourvu d'un grand moment de rotation.
Il est aussi possible d'assurer l'étanchéité des différents organes hydrauliques de telle ma- niére qu'aucune fuite importante ne se présente.
L'invention se rapporte plus particulièrement à un moteur hydraulique du type pourvu d'un piston se déplaçant radialement avec une bague externe et une,bague interne touril- lonnées l'une dans l'autre de préférence au moyen d'une rangée de billes. L'objet principal de l'invention consiste en ce que l'une des bagues, par exemple la bague externe, est conformée' avec une trajectoire de came et l'autre bague, par exemple la bague interne, est pourvue de pistons et de tiroirs de piston, actionnant les pistons, ces pistons et tiroirs étant adaptés ensemble pour coopérer avec la trajectoire de came au moyen de la pression hydraulique et peut-être aussi au moyen d'un effet.
à ressort, l'angle entre un piston et le tiroir correspondant au piston étant choisi de telle manière que, lorsque le tiroir de piston passe la position 0 de la trajectoire de came, ceci a lieu avec un recouvrement du tiroir de piston, par exemple la liaison avec les raccords de pression du moteur hydraulique est alors complètement interrompue et pendant cette période de recouvrement.du tiroir de piston, son piston dépasse un sommet ou un fond de préférence aplati de la trajectoire de came.
Ainsi, pour le raccordement à une source de pression d'huile ou un raccordement à l'évacuation d'huile, le
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travail est réalisé par trois ou plusieurs tiroirs de piston contre la même trajectoire de came comme le font les pistons.
Une caractéristique de l'invention consiste en ce que ces tiroirs de piston et leurs pistons sont déplaces de telle ma- nière que le tiroir de piston passe la ligne 0 de la trajec- toire de came, lorsque le piston correspondant passe le sommet ou le fond correspondant de la trajectoire de orme. Au passage @ de la ligne 0, le tiroir de piston renverse le courant d'huile au piston guidé par lui-même. Un seul et le même tiroir de pis-' ton peut actionner plusieurs pistons, qui travaillent dans un même nombre de hauteurs de came l'un par rapport à l'autre au même endroit de la trajectoire de came.
Lorsque plusieurs pis- ' tons travaillent simultanément, l'arrangement devra être tel qu'ils travaillent symétriquement de manière à ce qu'ils s'équi- librent entre eux.
Grâce à sa construction, on peut donner au moteur hydraulique des dimensions si petites qu'il surpasse tous les autres moteurs hydrauliques avec le même moment de rotation, le même diamètre et, plus que tout, la hauteur de construction et en même temps son palier peut évidemment être utilisé pour des sollicitations axiales aussi bien que radiales. Il peut être exposé à des moments de charge extrêmement élevés.
Du fait qu'un tiroir de piston peut être dispose pour actionner plus d'un piston, il est possible de choisir dif- @ férentesvaleurs pour le moment de rotation du moteur hydrauli- que. Lors de l'abaissement, des tiroirs de piston travaillant en parallèle sur la trajectoire de came guident chacun leur piston ou, lors de l'abaissement, un tiroir de piston actionne un seul piston et le tiroir de piston voisjn actionne deux pistons, le contrôle de la vitesse du moteur hydraulique peut
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être réalisé du fait qu'un des tiroirs de piston parallèles est accouplé librement au moyen d'une pression asservie à par- tir de la trajectoire de came et tout le temps accouple son ou ses pistons au raccordement basse pression d'huile arrivant à basse pression.
Les pistons accouplés ainsi en parallèle tra- vailleront tout le temps avec la même pression, ils s'équili- brent entre eux et ils vibrent seulement aveo le moyen de com- mande. Ils ne délivrent et ne reçoivent pas d'huile du raccor- dement haute pression et par suite aucune quantité d'huile n'est consommée dans ce but. Au moyen de cet accouplement en parallèle des tiroirs de piston, il est alors possible de contrôler la vitesse à des échelons pour le même flux d'huile (ou quantité d'huile).
Au moyen de deux tiroirs de piston travaillant en parallèle dans chaque position de soupape, il est ainsi possible d'obtenir par réglage à trois positions de soupapes différentes une vitesse simple ou une vitesse 1,5 fois plus grande ou une vitesse @ois fois plus grande. Cela est obtenu du fait que chaque position de soupape englobe deux tiroirs de piston. Un tiroir de piston actionne un piston et l'autre ac- tionne deux pistons. Par l'enfoncement, par l'intermédiaire de la pression asservie, du ressort qui pousse le tiroir de pis- ton contre la trajectoire de came, le tiroir de piston peut être maintenu dans sa position extrême interne radiale. Si le piston, pour chaque position de soupape qui actionne un piston, est pressé au moyen de la pression asservie, un piston est li- béré pour chaque position de soupape.
La vitesse de rotation du moteur hydraulique est alors augmentée 1,5 fois du fait qu'il travaille avec deux pistons parallèles au lieu de trois.
Quand, au lieu de cela, les tiroirs de piston pour chaque
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position de piston qui actionnent deux pistons sont enfoncés au moyen de la pression asservie, la vitesse est augmentée jusqu'à une valeur trois fois plus élevée. De cette manière, on obtient suivant l'invention un réglage simple de la vitesse.
L'invention peut bien entendu être modifiée de manière telle que sont utilisées plus de trois positions de soupape, par exemple pour réaliser une course plus régulière. Le contrôle de la vitesse peut alors être effectué de la marne manière que décrit ci-dessus sans sortir du domaine de l'invention.
L'invention est maintenant décrite avec réfé- rence aux dessins annexés. Dans les dessins :
Figure 1 montre l'invention dans sa plus simple réalisation avec trois pistons et trois tiroirs de piston ;
Figure 2 montre une coupe suivant la ligne II-II de figure 1 ;
Figure 3 montre une coupe suivant la ligne III-III de figure 1 ;
Figure 4 montre une coupe agrandie d'une por- tion de la trajectoire de came ;
Figure 5 montre une réalisation de l'invention, dans laquelle chaque tiroir de piston commande trois pistons déplacés de 360 : 3 = 120 , de telle manière qu'ils s'équili- brent entre eux ;
Figure 6 montre une coupe suivant la ligne VI-VI de figure 5 ;
Figure 7 montre une coupe suivant la ligne VII-VII de figure 5 ;
Figure 8 montre un moteur hydraulique suivant l'invention avec plusieurs réalisations de vitesse, telles que deux tiroirs de piston sont disposés dans chaque position de
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soupape et le moteur est pourvu de trois positions de soupape, un des tiroirs de piston commandant un piston et l'autre pour chaque position de soupape commandant deux pistons, et
Figure 9 montre une coupe suivant la ligne IX-IX de figure 8.
L'invention est montrée en figure 1 dans sa réalisation la plus simple et la plus représentative, aveo trois pistons 10,11 et 12 et trois tiroirs de piston 13,14 et 15. Chaque tiroir de piston commande un piston et travaille de telle manière que le galet de piston 16 dépasse l'arc de cercle imaginaire 0, qui indique la position 0, c'est-à-dire la ligne reliant les sommets tournés vers l'intérieur de la trajectoire de came 17, lorsque le galet 20 de son piston guidé passe un sommet de came 18 ou un fond de came 19 de la trajectoire de came 17.
Le sommet 18 et le fond 19 ont été aplanis de telle manière que les mouvements radiaux du piston cessent lorsque le tiroir de piston est déconnecté au passage de la position 0.
Un échappement d'huile dans la position 0 de la soupape est évité, du fait que cette dernière peut être conformée avec un chevauchement dans la position O.Entre les sections planes a et b, la section de courbe de came ± (Fig.4) est incurvée le long du rayon Ro (Fig.4) qui est le rayon qui définit la position 0. La trajectoire de came 17 est conformée de telle manière que les deux galets 16 et 20 montés respec- tivement sur les tiroirs de piston et les pistons, accomplis- sent un mouvement sinueux entre le sommet de came et le fond de came sur la distance t = un écartement de came. Le sommet .et le fond de cette courbe sinueuse ont été aplanis aux
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endroits où la courbe de came présente l'angle de pente le plus petit.
Pour n pistons, chaque piston a une position en rapport avec la trajectoire de came, qui est décalée de t par n rapport à la section de trajectoire de came t. Ainsi, en fi- gure 1, le piston 10 se trouve sur un sommet de came avec la sectipn t entre les sommets de came. Le piston 12 est déplacé de 1 par rapport à son sommet de came et le piston 11 est dé- placé de 3 par rappcrt à son sommet de came. Il est clair suivant la figure 1 que la section entre le tiroir de piston et son piston est 5t , c'est-à-dire un déplacement de t par
4. rapport à la position du piston en question sur la trajectoire de came. Le centre du galet 16 du tiroir de piston dépasse la position 0 de la trajectoire de ccurbe, lorsque le piston 10, commandé par ce tiroir de piston, dépasse un sommet de came.
Suivant figure 1, le tiroir de piston 13 est situé de telle manière que le centre de son galet 16 dépasse la position 0 de sa courbe sinueuse. La soupape du tiroir 13 est fermée pendant la période de temps où le piston 10 dépasse la surface plane périphérique b avec le rayon R4 de son sommet de came. Le piston 12 se trouve déplacé d'un tiers de la sec- tion de came t, par exemple .1 , par rapport au piston 10 et son tiroir de piston 15 relie le piston 12 au conduit de pression A. Le piston 11 est déplacé de 28/x par rapport à la position du piston 10 et son tiroir 14 relie le piston 11 au conduit de pression B.
Lorsque l'admission d'huile cous pression est reliée à la communication A et l'échappement à la communication B, la bague externe 21 du moteur hydraulique tourne en direction à main droite par rapport à la bague in- terne 22, pour les raccordements d'huile sous pression qui sont généralement serrés de manière continue'. La bague externe
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21 est tourillonnée contre la bague interne 22 avec un anneau de palier à bille et des billes 37.
Au passage de chaque sommet de came et de chaque fond de came, les soupapes renversent le raccordement à leur piston. Du fait que le galet de piston 20 et le galet de tiroir 16 ont le même diamètre, le piston suit une trajectoire sinueuse. De cette façon, la consommation d'huile du moteur hydraulique rotatif (à bague tournante) sera généralement ana- logue au courant alternatif rectifié triphasé: Cet accouplement est connu en soi, mais la combinaison avec une soupape qui travaille contre la trajectoire de came des pistons déplacés avec le quart de la section de came t est une caractéristique de l'invention, et aussi le fait que les pistons aveo les tiroirs de pistons sont incorporés dans une bague du moteur hydraulique, de préférence sa bague interne 22.
En figure 5, il est montré oomment chaque sou- pape peut être disposée pour commander plusieurs pistons, trois soupapes dans l'exemple représenté. Le tiroir de piston 23 commande via un canal de pression C les pistons C1,C2 et C3.
Le tiroir de piston 24 commande via le canal de pression D les pistons D1,D2 et D3. La bague interne est dans ce cas conformée en deux parties, à savoir une partie 25 avec des oanaux de distribution et une partie 26 renfermant les tiroirs de piston et les pistons avec les canaux de pression profilés A,B,C,D et E. Entre les canaux A et B de raccordements de pression ont été insérées des soupapes doubles réglables de trop plein Y comme montré en figure 7 de manière à empêcher une surcharge.
Les canaux de raccordement A et B peuvent évidemment être ren- versés par rapport au raccordement respectivement à l'admission d'huile sous pression et à l'échappement d'huile, Par un tel
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renversement, le sens de rotation du moteur hydraulique est aussi renversé. -
Le dispositif représenté en figure est pourvu .de plusieurs pistons commandés en parallèle et le but de cela , est d'obtenir un plus grand moment de rotation. En utilisant une bague interne en plusieurs parties 25,26, l'ajustage et l'assemblage des soupapes de trop plein suivant figure 7 sont facilités.
Figure 8 montre une réalisation à plusieurs vitesses du même moteur rotatif (à bague tournante) qu'en fi- gure 5. Deux guides de soupape travaillent ici en parallèle, par exemple ceux désignés par 27 et 28, le tiroir de piston 27 guidant le piston C' et le tiroir de piston 28 commandant les pistons C1 et C2. Le tiroir de piston 29 commande le piston D' et le tiroir de piston 30 commande les pistons D1 et D2. Le tiroir de piston 31 commande le piston E' et le tiroir de pis- ton 32 commande les pistons E1 et E2. A simple vitesse, c'est- à-dire à la vitesse la plus basse et au moment de rotation le plus grand, tous les pistons sous l'influence de leurs ressorts
33 travaillent contre la trajectoire de came 17.
Au cas où une pression à servocommande est introduite au raccordement M, le ressort 33 est comprimé par la partie interne 34 formant piston du tiroir de piston, qui reste en position enfoncée. La partie externe 35 du tiroir de piston suit néanmoins la trajectoire de came de manière à ne pas dérailler. C'est sans importance si le tiroir de piston est conformé avec un épaulement, de telle manière que la partie externe 35 pénètre à l'intérieur. Au cas par exemple où toua les tiroirs de piston 27,29 et 31, qui commandent chacun leur piston, sont enfoncés au moyen de la servocommande de la pression dans le canal M, leurs pistons C',D' et E' seront
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tout le temps reliés au canal B. Du fait qu'il est question de trois pistons déplaoés de t, leurs moments de rotation - -3 s'élimineront entre eux.
Le moteur hydraulique travaille main- tenant avec seulement deux pistons dans chaque position de soupape pour la rotation de sa bague externe 21: Si la quan- tité d'huile provenant du raccordement A est toujours la même, la vitesse de rotation est augmentée par rapport aux positions effectives, c'est-à-dire 3 = 1,5 fois. De la même manière, la vitesse est augmentée de trois fois par rapport à la vitesse simple, si,à la place,l'alimentation en huile sous pression est amenée à travers le raccordement M aux tiroirs de piston 28,
30 et 32. Avec ce dispositif simple suivant l'invention, il est ainsi possible d'obtenir trois positions de vitesse, à savoir :
1. vitesse simple.
2. 1,5 fois la vitesse simple.
3.3 fois la vitesse simple.
L'invention peut évidemment être modifiée de telle manière que le contrôle est réalisé au moyen de quatre ou plusieurs positions de piston et alors avec deux pistons dans chaque position à vitesse simple ou double sans sortir du . domaine de l'invention. D'autres modifications sont aussi pos- sibles. Ainsi, les pistons peuvent par exemple être disposés dans la bague externe et dirigés contre une bague interne pour- vue de cames. Par les modifications suivant l'invention ren- dant possible le passage de sa forme simple à sa forme prévue pour plusieurs vitesses, on a obtenu un moteur hydraulique simple, qui néanmoins possède un fonctionnement sûr. Il est possible d'empêcher des flexions sur les pistons.
Au moyen d'un guidage des pistons avec un tiroir de piston courant, qui est conformé pratiquement de manière étanche à l'huile au reoou- vrement dans la position 0, et par la réalisation des pistons
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avec des joints 36 (figures 2 et 6), on obtient un moteur hydraulique complètement hermétique. Ce moteur peut tra- vailler sans des dispositifs coûteux, qui sont courants sur d'autres types de moteurs hydrauliques, travaillent avec des tiroirs de distribution tournants et une soupape plane souvent non étanches. De manière à réduire le diamètre du moteur hydraulique sans perte de longueur de guidage, les pistons sont de préférence conformés avec un diamètre plus grand aux parties externes près des galets 20 et un diamètre plus petit près du centre du moteur.
La pression d'huile agit sur la totalité du plus grand diamètre. Les pistons peuvent être conformés alternativement avec ou sans fixation à ressort.
REVENDICATIONS 1, Moteur hydraulique du type à piston radial, avec une bague externe et une bague interne, ces bagues étant tourillonnées l'une dans l'autre de préférence au moyen d'une rangée de billes, caractérisé en ce que l'une des bagues, par exemple la bague externe, est conformes avec une trajectoire de came et en ce que l'autre bague, par exemple la bague interne, est pourvue de pistons et de tiroirs de piston actionnés par les pistons, lesdits pis- tons et lesdits tiroirs étant reliés par la pression d'un liquide et aussi peut-être par une action à ressort pour coopérer avec la trajectoire de came, l'angle entra le pis- ton et son tiroir de piston étant choisi de telle manière que, lorsque le tiroir de piston dépasse la position 0 de la trajectoire de came,
il se produit un recouvrement du
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tiroir de piston, c'est-à-dire que le raccordement aux canalisations de pression du moteur hydraulique est alors complètement interrompu et pendant cette durée de recou- vrement du tiroir de piston, son piston dépasse un sommet ou un fond de préférence plat de la crajectoire de came.
2. Moteur hydraulique suivant revendication 1, carac- térisé en ce que chacun des tiroirs de piston est adapté pour commander plusieurs pistons à la même position de sou- pape de la courbe de trajectoire de came, ces pistons étant disposés symétriquement de telle manière que des forces de pression agissant en même temps s'équilibrent entre elles.
3. Moteur hydraulique suivant revendication 1 et destiné à être utilisé pour plusieurs vitesses avec la même quantité d'huile par unité de temps, caractérisé en ce que deux (ou plusieurs) tiroirs de piston agissant en parallèle sont adaptés pour commander un ou deux (ou plu- sieurs) pistons, qui sont adaptés pour travailler en paral- lèle dans la même position sur la trajectoire de came, le réglage de la vitesse dans ce cas étant réalisé en deux ou trois stades par exemple du fait que tous les tiroirs de piston dans les différentes positions de came, qui agissent chacun sur leur piston, peuvent être bloqués dans la posi- tion enfoncée au moyen d'une pression à servocommande dans leurs raccordements, telle que les pistons libérés avec des dispositions équilibrées symétriquement sont accouplés à la môme canalisation de pression,
le moteur travaillant alors avec un nombre inférieur de pistons à consommation d'huile et augmentant alors pour cette raison sa vitesse de rotation de 1,5 fois, une libération aussi des autres ti- roira de piston étant possible de telle manière que le
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moteur travaille avec seulement trois pistons au lieu de par exemple neuf pistons, une vitesse de rotation trois fois plus grande étant obtenue de ce fait.
4. Moteur hydraulique suivant revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les tiroirs de piston sont confor- més en deux parties, dont la partie externe radialement, qui peut être pourvue d'un roulement ou analogue, est adaptée pour travailler contre la trajectoire de came et dont la partie interne est adaptée pour être poussée au moyen de la pression d'un liquide, des forces latérales étant de ce fait dégagées de l'autre partie de tiroir et la vitesse maximale étant aussi de ce fait limitable par un dimensionnement des canalisations pour l'admission et l'échappement du liquide entre les deux parties du tiroir de piston.
5. Moteur hydraulique suivant revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les pistons sont conformés avec un diamètre en gradins radialement réduit vers l'intérieur, tel que le diamètre de tout le moteur peut être réduit.
6. Moteur hydraulique tel que décrit ci-dessus et représenté dans les figures 1 à 4 des dessins annexés.
7. Moteur hydraulique tel que décrit ci-dessus et représenté dans les figures 5 à 7 des dessins annexés.
8. Moteur hydraulique tel que décrit ci-dessus et représenté dans les figures 8 et 9 des dessins annexés.