Dispositif moteur<B>à</B> mouvement alternatif La présente invention a pour objet un dispositif moteur<B>à</B> mouvement alternatif, comprenant deux vérins<B>à</B> fluide sous pression et des, moyens de liaison cinématique permettant auxdits vérins d'agir en oppo sition sur un même arbm pour lui imprimer un.<B>dé-</B> placement angulaire alternatif.
Lorsqu'un tel dispositif est destiné<B>à</B> être installé, par exemple,<B>à</B> l'extérieur ou, plus généralement, dans un milieu ambiant susceptible d'exercer sur lui des effets nuisibles, il est intéressant de loger l'en semble du dispositif dans un espace entièrement clos, propre<B>à</B> protéger ses organes, contre lesdits effets.
Or, si la prise de mouvement<B>à</B> partir du disposi tif s7effectue au moyen d'un organe tel qu'une tige de piston se déplaçant par translation, les courses, de cet organe vers l'intérieur du dispositif finissent néces sairement par entraîner des corps. étrangers, indési rables en provenance de Pextérieur, tandis qu'une partie de la tige se trouve exposée<B>à</B> des risques de corrosion.
<B>Il</B> en serait d'ailleurs<B>de</B> même pour tous<B>élé-</B> ments intermédiaires, du dispositif, crémaillères, biel les, etc., qui sortiraient<B>à</B> l'extérieur et qui seraient animés d!un mouvement de translation alternatif.
Le dispositif moteur<B>à</B> mouvement alternatif objet de l'invention est caractérisé en ce que l'ensem ble des organes mobiles est enfermé dans un boîtier dont ne sortent que ledit arbre et les raccords de tuyauterie destinés<B>à</B> assurer l'admission et l'évacua tion du fluide moteur actionnant lesdits vérins.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif moteur qui fait l'objet de l'invention. La fig. <B>1</B> est une coupe longitudinale du disposi tif moteur<B>à</B> vérin double constituant la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe transversale d'une va riante, suivant la ligne 2-2 de la fig. 4, constituant la deuxième forme d!exécution.
La fig. <B>3</B> est une vue analogue,<B>à</B> la fig. <B>1</B> d'une autre variante, constituant la troisième forme, d'exé cution, dans laquelle on a représenté schématique ment l'ensemble des, circuits, hydrauliques.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. <B>5</B> est une coupe suivant la ligne<B>5-5 de</B> la fig. 4.
La fig. <B>6</B> est une coupe suivant la ligne<B>6-6</B> de la fig. <B>5,</B> et la fig. <B>7</B> est une coupe suivant la ligne<B>7-7</B> de la fig. <B>6.</B>
Le dispositif moteur des formes d'exécution re présentées sur le dessin comporte un bloc d'acier<B>1</B> sur lequel est rapporté un carter en un alliage<B>à</B> base d'aluminium 2. Dans<B>le</B> bloc<B>1</B> sont usinés deux alé sages parallèles<B>3</B> et 4 qui constituent les cylindres de deux vérins<B>à</B> simple effet dont les pistons<B>6</B> et<B>5</B> sont portés par des crémaillères<B>7</B> et<B>8.</B> Les crémaillè- res <B>7</B> et<B>8</B> sont disposées de part et d'autre d'un pignon<B>9</B> avec lequel elles, sont en prise en deux points diamétralement opposés. Le pignon<B>9</B> est calé en rotation sur un arbre<B>11</B> tourillonné sur des paliers 12 et<B>13</B> constitués par des éléments du carter 2.
Par ailleurs, l'arbre<B>11</B> traverse l'enveloppe du carter 2 dans un presse-étoupe 14. La partie extérieure<B>15</B> de l'arbre<B>11</B> constitue la prise de mouvement du dispositif. Les cylindres<B>3</B> et 4 communiquent avec l'extérieur par des lumières,<B>16,</B> respectivement<B>17,</B> qui communiquent avec des raccords<B>18</B> et<B>19</B> sur lesquels sont fixées des tuyauteries d'alimentation et de purge non représentées. Les crémaillères<B>7</B> et<B>8</B> sont guidées par des glissières 21, 22, constitué-es par des parties du carter en aluminium 2.
L'alimentation et la purge des vérins<B>3</B> et 4 se font de manière<B>à</B> assurer simultanément l'envoi, dans l'un des vérins, de la quantité de fluide nécessaire pour assurer rune, des courses angulaires<B>de</B> l'arbre <B>11,</B> et l'évacuation,<B>à</B> partir de l'autre vérin, de la même quantité, de fluide. Un, dispositif de commuta tion assure ensuite l'inversion de rôle des deux vérins, le second vérin recevant,<B>à</B> son tour, la quan tité de, fluide nécessaire pour assurer la course -angu laire inverse de l'arbre<B>11,</B> tandis que le premier vérin est,<B>à</B> son tour, purgé d'une quantité de fluide égale.
Du fait de la liaison cinématique directe entre les équipages mobiles des vérins assurée par le pignon commun<B>9,</B> du fait de l'égalité: des courses des vérins, et du fait de la constance des sections des cylindres, la somme des capacités variables des compartiments actifs desdits cylindres, est constante, et il en est de même de l'espace libre<B>à</B> l'intérieur du carter, lequel espace est égal<B>à</B> la différence entre, le, volume du corps creux comprenant les espaces intérieurs du carter et du bloc, d!une part, et la somme des volu mes des deux pistons-crémaillères du pignon, de la partie intérieure<B>de</B> l'arbre<B>11</B> et de la capacité to tale constante des deux vérins, d!autre part.
Dans ces conditions,<B>à</B> une même température, et si les pistons<B>5</B> et<B>6</B> ne donnent lieu<B>à</B> aucune fuite, la pression dans ledit espace libre est constante.
Cependant, étant donné; que des fuites peuvent, <B>à</B> la longue, provoquer un remplissage au moins par tiel dudit espace libre par le fluide moteur et, étant donné que des différences de température risque raient alors<B>de</B> provoquer une augmentation de pres sion prohibitive dans ledit espace libre, le dispositif est complété par une soupape permettant au fluide sous pression, éventuellement contenu dans l'espace libre, de eéchapper <B>à</B> l'extérieur. Sur la fig. <B>1,</B> ladite soupape est constituée par un clapet<B>23,</B> par exemple en matière plastique, porté par une lame<B>de</B> ressort 24, et qui obture normalement une lumière<B>25</B> tra versant l'enveloppe du carter 2.
Si la pression<B>à</B> l'in térieur du carter 2 devient supérieure<B>à</B> la force du ressort 24,<B>le,</B> -clapet<B>23</B> se soulève et laisse<B>le</B> fluide sous pression s'échapper. Par contre, même si la pression<B>à</B> rintérieur du carter 2 devient inférieure<B>à</B> la pression atmosphérique,<B>le</B> clapet<B>23</B> s'oppose<B>à</B> toute pénétration d7impuretés <B>à</B> l'intérieur du carter.
La forme d'exécution représentée<B>à</B> la fig. <B>3</B> com prend un mécanisme, obturateur logé dans la masse du bloc<B>1.</B> Ce mécanisme correspond au dispositif décrit dans le brevet suisse No <B>337379,</B> intitulé. Dispositif d'autoverrouillage hydraulique de deux vé rins. Le vérin logé dans l'alésage<B>3</B> est alimenté par une conduite<B>27</B> contrôlée par un clapet antiretour <B>28</B> poussé par un ressort 28a. La purge est assurée par des conduites<B>29</B> et<B>53,</B> reliées<B>à</B> une nourrice (non représentée), sous le, contrôle d'un clapet<B>31</B> soumis<B>à</B> l'action (fun ressort<B>30.</B>
D'une manière analogue, le vérin logé dans l'alé sage 4 est alimenté par une conduite<B>32,</B> contrôlée par un clapet antiretour <B>33,</B> poussé par un ressort 33a et sa purge est assurée par une conduite 34 et la conduite<B>53</B> reliée<B>à</B> la nourrice, sous le contrôle d'un clapet<B>35</B> soumis<B>à</B> l'action d'un ressort<B>37.</B>
La conduite<B>27</B> est contrôlée par un distributeur <B>36</B> dont le tiroir<B>38</B> est soumis<B>à</B> I!action de la pres sion régnant dans la conduite d%dmission <B>39.</B> Le tiroir<B>38</B> porte, en outre, une tige-poussoir 41 sus ceptible de lever le clapet<B>35</B> de son siège, avant que ledit tiroir<B>38</B> ne se soit suffisamment déplacé pour dégager l'orifice 42 de la conduite<B>27.</B>
D'une manière analogue, la conduite<B>32</B> alimen tant le vérin logé dans, l'alésage 4 est contrôlée par un distributeur 44 dont le tiroir 45 porte une tige- poussoir 46 susceptible<B>de</B> lever de son siège<B>le</B> cla pet<B>31</B> et & ouvrir l'orifice 47 de la conduite<B>32,</B> dans les mêmes conditions que décrit ci-dessus, en ce qui concerne le distributeur<B>36.</B>
De plus, les, deux compartiments, actifs des cylin dres<B>3</B> et 4 sont munis, de soupapes de décharge 48 et 49, tarées par des ressorts,<B>51</B> et<B>52, à</B> une pres sion supérieure<B>à</B> la pression maximum de service envisagée, mais suffisamment limitée pour éliminer tout risque de détérioration du mécanisme par sur pression. Ces, soupapes<B>de</B> décharge débouchent dans la conduite<B>53 de</B> retour<B>à</B> la nourrice.
Le fonctionnement est très simple: en l'absence de toute pression dans le mécanisme, les quatre cla pets<B>28, 33, 31</B> et<B>35</B> reposent sur leurs sièges, et le liquide enfermé dans; les, cylindres<B>3</B> et 4 maintient verrouillé l'ensemble.
Si, dans ces conditions, on désire déplacer la structure mobile, par exemple dans le sens<B>de</B> la<B>flè-</B> che<B>f de</B> la fig. <B>3,</B> il suffit d'envoyer du liquide dans la conduite d!admission <B>39 :</B> ce liquide déplace tout d'abord le tiroir<B>38,</B> qui ouvre,<B>le</B> clapet<B>35</B> et établit une communication entre les, conduites<B>39</B> et<B>27 ; le</B> liquide soulève<B>le</B> clapet<B>28</B> et vient agir sur le piston <B>6</B> du vérin correspondant, ce qui, par l'intermédiaire de la liaison cinématique constituée par le pignon.<B>9,</B> provoque le déplacement du piston<B>5</B> qui, le clapet <B>35</B> étant ouvert, peut évacuer vers la nourrice, par les conduites 34 et<B>53,</B> le liquide que contenait le cylindre 4.
Lorsque<B>le</B> déplacement est achevé, le liquide qui l'a assuré est enfermé dans le cylindre<B>3</B> par la fermeture du clapet<B>28,</B> et ainsi de suite.
Si l'on se réfère maintenant aux fig. 4<B>à 7,</B> on retrouve, en particulier, le clapet antiretour d'admis sion<B>33</B> du cylindre 4 sur la fig. <B>6,</B> les tiroirs<B>38</B> et 45 de commande des admissions et des purges sur la fig. <B>5,</B> et les soupapes de décharge 48 et 49 sur la fig. 4. Sur toutes les figures, pour désigner les mêmes organes, on a utilisé les mêmes indices de référence que sur le schéma des circuits hydrauliques représenté<B>à</B> la fig. <B>3</B> et qu7on a décrit plus haut.
Pour des raisons de construction et de montage, chaque soupape de décharge, par exemple la sou pape 49, est constituée par une bille logée dans une pièce<B>61</B> qui comporte le siège de soupape, et qui est elle-même vissée dans. une pièce<B>62</B> maintenue en place dans un alésage<B>63</B> du bloc<B>1,</B> par un bou chon fileté 64. Uextrémité intérieure de chacun des pistons<B>5</B> et<B>6</B> présente un canal transversal<B>65,</B> en liaison avec des canaux longitudinaux<B>66</B> qui débou chent sur la face extrême intérieure du piston. Une telle disposition conduit<B>à</B> un encombrement réduit.
Ainsi, pour un moteur capable de fournir un couple de<B>50</B> m/kg et travaillant sous une pression de 400 kg/cm2, on peut utiliser un bloc d'acier carré de <B>100</B> mm<B>de</B> côté et de<B>125</B> mm de largeur, fixé<B>à</B> un carter en aluminium de, 120 mm de longueur.
Motor device <B> with </B> reciprocating motion The present invention relates to a motor device <B> with </B> reciprocating motion, comprising two jacks <B> with </B> fluid under pressure and means kinematic connection allowing said jacks to act in opposition to the same arbm in order to give it an alternative angular <B> displacement </B>.
When such a device is intended <B> to </B> be installed, for example, <B> outdoors </B> or, more generally, in an ambient environment liable to have harmful effects on it , it is interesting to house the whole of the device in an entirely closed space, suitable <B> to </B> to protect its organs, against the aforementioned effects.
However, if the power take-off <B> from </B> from the device is effected by means of a member such as a piston rod moving by translation, the strokes of this member towards the interior of the device necessarily end up dragging bodies. foreign, unwanted from outside, while part of the rod is exposed <B> to </B> the risk of corrosion.
<B> It </B> would also be <B> </B> the same for all <B> intermediate elements </B>, of the device, racks, connecting rods, etc., which would come out < B> to </B> the outside and which would be animated by an alternating translational movement.
The motor device <B> with </B> reciprocating motion which is the subject of the invention is characterized in that all the moving parts are enclosed in a housing from which only said shaft and the intended pipe fittings <B> come out. to ensure the admission and evacuation of the motive fluid actuating said cylinders.
The appended drawing represents, <B> to </B> by way of example, several embodiments of the motor device which is the subject of the invention. Fig. <B> 1 </B> is a longitudinal section of the engine device <B> with </B> double cylinder constituting the first embodiment.
Fig. 2 is a cross section of a variant, taken along line 2-2 of FIG. 4, constituting the second form of execution.
Fig. <B> 3 </B> is a view similar, <B> to </B> in fig. <B> 1 </B> of another variant, constituting the third form, of execution, in which all of the hydraulic circuits have been shown schematically.
Fig. 4 is a section taken along line 4-4 of FIG. 2.
Fig. <B> 5 </B> is a section along the line <B> 5-5 of </B> in fig. 4.
Fig. <B> 6 </B> is a section taken along the line <B> 6-6 </B> of fig. <B> 5, </B> and fig. <B> 7 </B> is a section taken along the line <B> 7-7 </B> of fig. <B> 6. </B>
The driving device of the embodiments shown in the drawing comprises a block of steel <B> 1 </B> on which is attached a casing made of a <B> to </B> aluminum 2 alloy. In <B> the </B> block <B> 1 </B> are machined two parallel swings <B> 3 </B> and 4 which constitute the cylinders of two simple <B> </B> jacks effect whose pistons <B> 6 </B> and <B> 5 </B> are carried by racks <B> 7 </B> and <B> 8. </B> The racks <B > 7 </B> and <B> 8 </B> are arranged on either side of a pinion <B> 9 </B> with which they are engaged at two diametrically opposed points. The pinion <B> 9 </B> is fixed in rotation on a shaft <B> 11 </B> journalled on bearings 12 and <B> 13 </B> formed by elements of the housing 2.
Furthermore, the shaft <B> 11 </B> passes through the casing of the housing 2 in a stuffing box 14. The outer part <B> 15 </B> of the shaft <B> 11 </ B > constitutes the power take-off of the device. The cylinders <B> 3 </B> and 4 communicate with the outside by lights, <B> 16, </B> respectively <B> 17, </B> which communicate with fittings <B> 18 < / B> and <B> 19 </B> to which are fixed supply and purge pipes, not shown. The racks <B> 7 </B> and <B> 8 </B> are guided by slides 21, 22, formed by parts of the aluminum casing 2.
The supply and bleeding of the jacks <B> 3 </B> and 4 are carried out in such a way <B> to </B> simultaneously ensuring the sending, into one of the jacks, of the quantity of fluid necessary ensure rune, angular strokes <B> of </B> shaft <B> 11, </B> and evacuation, <B> to </B> from the other cylinder, of the same quantity , fluid. A switching device then ensures the reversal of the role of the two jacks, the second jack receiving, <B> in </B> its turn, the quantity of fluid necessary to ensure the reverse angular stroke of the 'shaft <B> 11, </B> while the first cylinder is, <B> in </B> its turn, purged of an equal quantity of fluid.
Due to the direct kinematic connection between the mobile assemblies of the cylinders provided by the common pinion <B> 9, </B> due to the equality of: the strokes of the cylinders, and due to the constancy of the sections of the cylinders, the sum of the variable capacities of the active compartments of said cylinders is constant, and the same is true of the free space <B> inside </B> the interior of the crankcase, which space is equal <B> to </ B > the difference between, the volume of the hollow body including the interior spaces of the housing and the block, on the one hand, and the sum of the volumes of the two rack pistons of the pinion, of the interior part <B> of </ B> the shaft <B> 11 </B> and the constant total capacity of the two cylinders, on the other hand.
Under these conditions, <B> at </B> the same temperature, and if the pistons <B> 5 </B> and <B> 6 </B> do not give rise to <B> </B> any leaks , the pressure in said free space is constant.
However, given; that leaks can, <B> to </B> in the long run, cause at least a partial filling of said free space by the working fluid and, given that temperature differences could then <B> of </B> cause a prohibitive increase in pressure in said free space, the device is completed by a valve allowing the pressurized fluid, possibly contained in the free space, to escape <B> to </B> the outside. In fig. <B> 1, </B> said valve is constituted by a valve <B> 23, </B> for example of plastic material, carried by a blade <B> of </B> spring 24, and which normally closes a light <B> 25 </B> passing through the casing of the casing 2.
If the pressure <B> inside </B> inside the housing 2 becomes greater <B> than </B> the force of the spring 24, <B> le, </B> -valve <B> 23 < / B> lifts up and lets <B> the </B> pressurized fluid escape. On the other hand, even if the pressure <B> inside </B> the interior of the housing 2 becomes less <B> than </B> atmospheric pressure, <B> the </B> valve <B> 23 </B> prevents <B> </B> any penetration of impurities <B> inside </B> the crankcase.
The embodiment shown <B> to </B> in fig. <B> 3 </B> com takes a mechanism, shutter housed in the mass of block <B> 1. </B> This mechanism corresponds to the device described in Swiss patent No. <B> 337379, </B> entitled . Hydraulic self-locking device for two cylinders. The cylinder housed in the bore <B> 3 </B> is fed by a pipe <B> 27 </B> controlled by a non-return valve <B> 28 </B> pushed by a spring 28a. The purge is ensured by pipes <B> 29 </B> and <B> 53, </B> connected <B> to </B> a manifold (not shown), under the control of a valve < B> 31 </B> submitted <B> to </B> action (fun spring <B> 30. </B>
Similarly, the jack housed in the bore 4 is supplied by a pipe <B> 32, </B> controlled by a non-return valve <B> 33, </B> pushed by a spring 33a and its bleeding is ensured by a pipe 34 and the pipe <B> 53 </B> connected <B> to </B> the manifold, under the control of a valve <B> 35 </B> subjected <B> to </B> the action of a spring <B> 37. </B>
Line <B> 27 </B> is controlled by a distributor <B> 36 </B> whose spool <B> 38 </B> is subject to <B> </B> the action of the press Zion reigning in the dmission pipe <B> 39. </B> The drawer <B> 38 </B> also carries a push rod 41 capable of lifting the valve <B> 35 </ B > from its seat, before said drawer <B> 38 </B> has moved sufficiently to release the orifice 42 from the pipe <B> 27. </B>
In a similar manner, the pipe <B> 32 </B> feeds both the cylinder housed in the bore 4 is controlled by a distributor 44 whose spool 45 carries a push rod 46 capable of <B> </ B> lift <B> the </B> pet <B> 31 </B> from its seat and & open the orifice 47 of the pipe <B> 32, </B> under the same conditions as described below above, with regard to distributor <B> 36. </B>
In addition, the two compartments, active of the cylinders <B> 3 </B> and 4 are provided with relief valves 48 and 49, calibrated by springs, <B> 51 </B> and <B> 52, at </B> a pressure greater than <B> than </B> the maximum service pressure envisaged, but sufficiently limited to eliminate any risk of deterioration of the mechanism by overpressure. These <B> discharge </B> valves open into the <B> 53 </B> return line <B> to </B> the nurse.
Operation is very simple: in the absence of any pressure in the mechanism, the four cla pets <B> 28, 33, 31 </B> and <B> 35 </B> rest on their seats, and the liquid locked in; the, cylinders <B> 3 </B> and 4 keep the assembly locked.
If, under these conditions, it is desired to move the mobile structure, for example in the direction <B> of </B> the <B> arrow- </B> che <B> f of </B> in fig. <B> 3, </B> it suffices to send liquid into the inlet pipe <B> 39: </B> this liquid first moves the spool <B> 38, </B> which opens <B> the </B> valve <B> 35 </B> and establishes communication between the pipes <B> 39 </B> and <B> 27; the </B> liquid lifts <B> the </B> valve <B> 28 </B> and acts on the piston <B> 6 </B> of the corresponding cylinder, which, by means of the kinematic connection formed by the pinion. <B> 9, </B> causes the displacement of the piston <B> 5 </B> which, the valve <B> 35 </B> being open, can discharge to the manifold , through lines 34 and <B> 53, </B> the liquid contained in cylinder 4.
When <B> the </B> displacement is completed, the liquid which ensured it is locked in the cylinder <B> 3 </B> by the closing of the valve <B> 28, </B> and so after.
If we now refer to fig. 4 <B> to 7, </B> we find, in particular, the inlet check valve <B> 33 </B> of cylinder 4 in fig. <B> 6, </B> the drawers <B> 38 </B> and 45 for controlling the admissions and purges in fig. <B> 5, </B> and the relief valves 48 and 49 in fig. 4. In all the figures, to designate the same components, the same reference indices have been used as in the diagram of the hydraulic circuits shown <B> to </B> in FIG. <B> 3 </B> and described above.
For reasons of construction and assembly, each relief valve, for example the valve 49, is constituted by a ball housed in a part <B> 61 </B> which includes the valve seat, and which is itself. even screwed in. a part <B> 62 </B> held in place in a bore <B> 63 </B> of block <B> 1, </B> by a threaded plug 64. The inner end of each of the pistons <B > 5 </B> and <B> 6 </B> has a transverse channel <B> 65, </B> in conjunction with longitudinal channels <B> 66 </B> which open out on the inner end face piston. Such an arrangement leads <B> to </B> a reduced size.
Thus, for an engine capable of providing a torque of <B> 50 </B> m / kg and working under a pressure of 400 kg / cm2, a square steel block of <B> 100 </ B can be used. > mm <B> side </B> and <B> 125 </B> mm wide, fixed <B> to </B> an aluminum casing, 120 mm long.