EP0048673A1 - Ensemble palette-fond statorique pour dispositifs hydrauliques rotatifs - Google Patents

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EP0048673A1 EP81401457A EP81401457A EP0048673A1 EP 0048673 A1 EP0048673 A1 EP 0048673A1 EP 81401457 A EP81401457 A EP 81401457A EP 81401457 A EP81401457 A EP 81401457A EP 0048673 A1 EP0048673 A1 EP 0048673A1
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Jacob Kaegi
Daniel Leroy
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Compagnie de Construction Mecanique Sulzer
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0881—Construction of vanes or vane holders the vanes consisting of two or more parts

Definitions

  • the invention relates to rotary hydraulic devices, of the positive displacement pump type, with stator and rotor and axially sliding vanes in the rotor.
  • the stator S comprises, on the one hand, ramps R and, on the other hand, mobile stator elements M with recess E, ramps and recesses successively making the relay for constant contact with all or part of the front spout of each sliding pallet ( Figure 1).
  • the movable elements M can move in housings L made in the fixed stator part, under the action when stopped and / or during operation, by an external mechanical, hydraulic or magnetic control.
  • the hydraulic motor with axial vanes leads to the production of trapezoidal vanes P, this for a necessity of linear contact between the base of the vanes and the face of the stator in the access ramps to the recesses.
  • the contact generators G are oriented towards the center of rotation, and parallel to one another ( Figure 3).
  • the object of the present invention is to alleviate this problem and to facilitate manufacture (pallets, rotor, stator) and, moreover, to improve the resistance of the pallets to wear and impact.
  • the pallets are equipped with a monobloc or attached base, with end lobes of cylindrical shape with a radius of curvature corresponding to that of the cutter used for machining the stator. Access to the recesses is via two ramps corresponding to the cylindrical lobes of the pallet bases.
  • the pallet In its movement, the pallet is perfectly in contact with the stator, its movement corresponds to that of the cylindrical milling cutter.
  • the cylindrical lobes of the bases also have the object of absorbing the end-of-travel thrust due to the acceleration of the pallet caused by its descent or its rise in the recess of the stator.
  • the part of the base, located between the two cylindrical lobes consists of two opposite lips, a flat contact part of these lips and a generatrix of the cylindrical lobes being in the same plane.
  • the purpose of the lips is to cause the sealing and the veneering of the pallet in the flat and active areas of the stator.
  • the base of the pallet corresponding to the geometry of the stator, it is no longer necessary to produce a trapezoidal pallet body.
  • the parallelepiped shape facilitates the production of pallets and housings in the rotor.
  • a pallet 1 in the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, comprises a base made of material or attached, offering the particularity of presenting, on the one hand, two end lobes 2 cylindrical in shape whose radius of curvature corresponds to that of the milling cutter F used for machining the stator base surface with ramps R and ranges P and, on the other hand, lips lon gitudinal 3 whose sole 3A is capable of bearing on said areas in order to obtain sealing and plating of the pallet.
  • a generator 4 of the cylindrical end lobes 2 is in the plane corresponding to that of the soles 3A.
  • the lips 3 of the pallet are moreover capable, during the rotor movement, of passing, in whole or in part, in clearances L provided between pairs of ramps R1 or R2.
  • the lips 3 are preferably made of a material having its own elasticity which is used to improve their contact against the active areas of the bottom stator surface. This material can, of course, be natural or synthetic.
  • Each lip has a compensating portion 3B exposed to the pressure of the fluid so that this pressure is exerted substantially perpendicular to the stator surface, thus improving the application of the pallet against the stator surface.
  • each lip is hollowed out with a groove 5 allowing it to be mounted on a corresponding rib 6 of the pallet and has a flange 7 allowing it to be immobilized against the pallet using a plate 8 ( Figure 6) and threaded studs 9 of which only one. is shown schematically in Figure 6.
  • each lip 3 has a dovetail rib 10 slid into a corresponding groove 11 provided in the pallet. This mounting dispenses with the fixing plate 8 with threaded stud 9.

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Abstract

L'invention se rapporte à des dispositifs hydrauliques rotatifs du type pompe volumétrique à stator et rotor coaxiaux et à palettes coulissant axialement dans le rotor, le stator comportant au moins une surface de fond présentant, en un nombre variable, des évidements à rampes et zones rectilignes appropriées au fonctionnement, lesdites palettes venant suivre ladite surface de fond. L'invention vise plus particulièrement un ensemble palette-fond statorique dans lequel la palette (1) comprend une embase (2) de contact cylindrique avec les rampes (R1, R2) du fond statorique, selon un rayon de courbure correspondant à celui de la fraise utilisée pour l'usinage du fond statorique, et des lèvres (3) d'étanchéité et de placage contre les zones rectilignes du fond statorique. L'invention peut s'appliquer aux moteurs hydrauliques.

Description

  • L'invention se rapporte à des dispositifs hydrauliques rotatifs, du type pompe volumétrique, à stator et rotor et à palettes coulissantes axialement dans le rotor.
  • Dans la Demande de brevet européen 81400818-1 déposée le 22 Mai 1981, la Demanderesse a décrit un dispositif hydraulique rotatif du type pompe volumétrique à stator et rotor coaxiaux et à palettes coulissant axialement dans le rotor, le stator comportant au moins une surface de fond présentant, en un nombre variable, des déformations à zones rectilignes appropriées au fonctionnement, ou évidements, lesdites palettes venant suivre ladite surface de fond, caractérisé en ce que lesdits évidements sont réalisés sur des éléments mobiles du stator, de sorte que la profondeur desdits évidements peut être rendue variable, d'où un débit variable pour le dispositif.
  • Suivant une forme de réalisation avantageuse, le stator S comprend, d'une part, des rampes R et, d'autre part, des éléments statoriques mobiles M à évidement E, rampes et évidements faisant successivement le relais pour un contact constant avec tout ou partie du bec avant de chaque palette coulissante (figure 1).
  • Les éléments mobiles M peuvent se déplacer dans des logements L pratiqués dans la partie fixe statorique, sous l'action à l'arrêt et/ou en cours de fonctionnement, d'une commande extérieure mécanique, hydraulique ou magnétique.
  • Dans la demande de brevet européen 81401018-7, déposée le 24 Juin 1981, la Demanderesse a décrit un moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial dans des logements rotoriques et contre une surface continue de fond statorique à évidement, et comprenant un circuit d'intercommunication entre palettes, derrière celles-ci. Les palettes sont chacune logées dans un logement pratiqué dans un rotor en regard d'un fond statorique S comportant des évidements dont l'un d'eux E présente, par rapport à un plan interstitiel entre rotor et stator et par rapport à un déplacement rotorique, une rampe R1 s'écartant géométriquement dudit plan, une plage P parallèle audit plan et une rampe R2 se rapprochant géométriquement dudit plan. Chaque évidement E présente un dégagement d'entrée de fluide LE et un dégagement de sortie de fluide LS (figure 2).
  • Le moteur hydraulique à palettes axiales entraîne la réalisation de palettes trapézoïdales P, ceci pour une nécessité de contact linéaire entre la base des palettes et la face du stator dans les rampes d'accès aux évidements. Les génératrices de contact G sont orientées vers le centre de rotation, et parallèles les unes par rapport aux autres (figure 3).
  • L'usinage d'un tel stator n'est pas réalisable avec une fraise cylindrique en déplacement circonférentiel. Le procédé rationnel entraîne des défauts géométriques et les génératrices de contact ne sont plus parallèles les unes aux autres.
  • La présente invention a pour objet de pallier ce problème et de faciliter la fabrication (palettes, rotor, stator) et, de plus, d'améliorer la tenue des palettes à l'usure et aux chocs.
  • Conformément à l'invention, les palettes sont équipées d'une embase monobloc ou rapportée, avec des lobes d'extrémité de forme cylindrique de rayon de courbure correspondant à celui de la fraise utilisée pour l'usinage du stator. L'accès aux évidements se fait par deux rampes correspondant aux lobes de forme cylindrique des embases de palettes.
  • Dans son déplacement, la palette est parfaitement en contact avec le stator, son déplacement correspond à celui de la fraise cylindrique d'usinage.
  • Les lobes de forme cylindrique des embases ont aussi pour objet d'encaisser la poussée de fin de course due à l'accélération de la palette provoquée par sa descente ou sa montée dans l'évidement du stator.
  • La partie de l'embase, située entre les deux lobes de forme cylindrique est constituée de deux lèvres opposées, une partie plate de contact de ces lèvres et une génératrice des lobes cylindriques étant dans un même plan. Les lèvres ont pour objet de provoquer l'étanchéité et le placage de la palette dans les zones plates et actives du stator.
  • L'embase de la palette répondant à la géométrie du stator, il n'est plus nécessaire de réaliser un corps de palette trapézoïdal. La forme parallélépipédique facilite la réalisation des palettes et des logements dans le rotor.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un élément de stator conforme à la demande de brevet 81400818-1 ;
    • la figure 2 est une vue développée d'un moteur hydrostatique selon un évidement de fond statorique et une phase de fonctionnement conforme à la demande de brevet 81401018-7 ;
    • la figure 3 est un schéma représentatif d'une palette trapézoïdale pour moteur hydraulique à palette à coulissement axial ;
    • la figure 4 est une vue en perspective montrant une palette selon l'invention en concordance avec des rampes et une plage de fond statorique ;
    • la figure 5 est une vue en coupe d'une lèvre de palette selon l'invention ;
    • la figure 6 est une vue en coupe partielle représentant le montage de deux lèvres longitudinales de palette selon l'invention ; et
    • la figure 7 est une vue en coupe d'une variante de lèvre de palette selon l'invention.
  • Dans la forme de réalisation représentée aux figures 4 à 6, une palette 1 selon l'invention, de forme générale parallélépipédique, comprend une embase venue de matière ou rapportée offrant la particularité de présenter, d'une part, deux lobes d'extrémité 2 de forme cylindrique dont le rayon de courbure correspond à celui de la fraise F utilisée pour l'usinage de la surface de fond statorique à rampes R et plages P et, d'autre part, des lèvres longitudinales 3 dont la semelle 3A est susceptible de porter sur lesdites plages afin d'obtenir étanchéité et placage de la palette. Il doit être remarqué qu'une génératrice 4 des lobes d'extrémité cylindrique 2 se trouve dans le plan correspondant à celui des semelles 3A.
  • Les lèvres 3 de la palette sont susceptibles, par ailleurs, au cours du mouvement rotorique de passer, tout ou en partie, dans des dégagements L prévus entre des paires de rampes R1 ou R2.
  • Les lèvres 3 sont, de préférence, réalisées en une matière ayant une élasticité propre qui est mise à profit pour améliorer leur contact contre les plages actives .de la surface statorique de fond. Cette matière peut, bien entendu, être naturelle ou synthétique.
  • Chaque lèvre présente une portion compensatrice 3B exposée à la pression du fluide pour que cette pression s'exerce sensiblement perpendiculairement à la surface statorique, améliorant ainsi l'application de la palette contre la surface statorique.
  • Dans la forme de réalisation représentée plus particulièrement sur les figures 5 et 6, chaque lèvre est creusée d'une rainure 5 permettant son montage sur une nervure 6 correspondante de la palette et présente un rebord 7 permettant son immobilisation contre la palette à l'aide d'une plaque 8 (figure 6) et de goujons filetés 9 dont un seul. est schématisé à la figure 6.
  • Dans la variante de la figure 7, chaque lèvre 3 comporte une nervure en queue d'aronde 10 glissée dans une gorge correspondante 11 prévue dans la palette. Ce montage dispense de la plaque de fixation 8 à goujon fileté 9.
  • Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de ladite invention qui est défini dans les revendications qui suivent.

Claims (8)

1. - Ensemble palette-fond statorique pour dispositifs hydrauliques rotatifs du type pompe volumétrique à stator et rotor coaxiaux et à palettes coulissant axialement dans le rotor, le stator comportant au moins une surface de fond présentant, en un nombre variable, des évidements à rampes et zones rectilignes appropriées au fonctionnement, lesdites palettes venant suivre ladite surface de fond, caractérisé en ce que la palette (1) comprend une embase (2) de contact cylindrique avec les rampes (R1, R2) du fond statorique, selon un rayon de courbure correspondant à celui de la fraise utilisée pour l'usinage du fond statorique, et des lèvres (3) d'étanchéité et de placage contre les zones rectilignes du fond statorique.
2. - Ensemble palette-fond statorique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la palette (1) est parallélépipédique.
3. - Ensemble palette-fond statorique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la palette comprend deux lèvres opposées d'étanchéité et de placage (3), une partie plate (3A) de contact de ces lèvres et une génératrice (4) de contact cylindrique de l'embase étant dans un même plan.
4. - Ensemble palette-fond statorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque rampe montre un dégagement central (L) pour constituer ainsi une partie de deux rampes semblables, lesdites lèvres d'étanchéité et de placage (3) de la palette trouvant un passage dans ledit dégagement central au cours du mouvement rotorique, le contact cylindrique de l'embase avec les rampes étant alors assuré par deux lobes d'extrémité de l'embase (2) qui améliorent la tenue des palettes à l'usure et aux chocs.
5. - Ensemble palette-fond statorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque lèvre (3) présente une portion compensatrice (3B) exposée à la pression du fluide pour que cette pression puisse s'exercer sensiblement perpendiculairement à la surface statorique.
6. - Ensemble palette-fond statorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les lèvres (3) sont réalisées en une matière ayant une élasticité propre.
7. - Ensemble palette-fond statorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque lèvre est creusée d'une rainure (5) permettant son montage sur une nervure (6) correspondante de la palette et présente un rebord (7) permettant son immobilisation contre la palette à l'aide de moyens de serrage (8, 9).
8. - Ensemble palette-fond statorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque lèvre comporte une nervure en queue d'aronde (10) glissée dans une gorge correspondante (11) prévue dans la palette.
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