EP0067918A1 - Moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial - Google Patents

Moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial Download PDF

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EP0067918A1
EP0067918A1 EP81401018A EP81401018A EP0067918A1 EP 0067918 A1 EP0067918 A1 EP 0067918A1 EP 81401018 A EP81401018 A EP 81401018A EP 81401018 A EP81401018 A EP 81401018A EP 0067918 A1 EP0067918 A1 EP 0067918A1
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EP
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stator
pallet
pallets
intercommunication
circuit
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Daniel Leroy
Laurent Gazagne
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Compagnie de Construction Mecanique Sulzer
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Compagnie de Construction Mecanique Sulzer
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Classifications

    • 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
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0854—Vane tracking; control therefor by fluid means
    • F01C21/0863—Vane tracking; control therefor by fluid means the fluid being the working fluid

Definitions

  • the present invention relates to a hydrostatic motor with axial sliding vanes against a continuous surface of stator bottom with recesses.
  • the device according to the present invention is of the type of the Applicant's generation of devices comprising sliding pallets, with axial sliding, arranged in housings of the rotor, which pallets are each applied, in a constant and total manner, on a continuous surface of stator bottom, which can be a cycloidal surface, which can be deformed to present rectilinear zones or recesses suitable for the operation of the device, said recesses being able, moreover, to be made mobile.
  • rotary hydraulic machines comprising sliding radial vanes coming to bear, with more or less force, against a peripheral surface with generator parallel to the general axis of rotation.
  • Some of these radial vane machines provide a fluid chamber behind the pallets to exert a thrust on the pallets by means of pistons or not this thrust which can help springs arranged behind the pistons or behind the pallets.
  • the peripheral surface cooperating with the radial vanes is a smoothly curved surface that is smoothly ellipsoid or circular or lobed.
  • the present invention relates more particularly to a hydrostatic motor with axial sliding vanes in rotor housings and against a continuous surface of stator base with recesses, characterized in that it comprises an intercommunication circuit between pallets, behind these, which circuit allows an integral transmission of pressures between pallets according to their variable location against said stator bottom surface, which ensures accelerations and decelerations of the axial sliding of the pallets as well as the bonding of the pallets against the stator bottom surface.
  • a valve allows the supply of pressure to said intercommunication circuit.
  • Each pallet is in contact, in its rotor housing, with a pressure transmission push-piston in said intercommunication circuit.
  • each pallet is equipped with two valves arranged "head to tail" allowing hydraulic intercommunication between the bottom of the rotor housing of the pallet and a recess in the stator bottom surface.
  • each pallet is equipped with at least one valve opening under the action of a stator magnetic force in the direction: bottom of rotor housing - stator recess and closing under the action of a spring or a recess portion of the stator bottom.
  • FIG. 1 In the diagram of Figure 1 are shown several sliding pallets at different times of their operation, which pallets 1 are each housed in a housing 2 formed in a rotor R opposite a stator bottom S having recesses one of which d 'them E has, relative to an interstitial plane P between rotor and stator and relative to a rotor displacement F, a ramp 3 deviating geometrically from said plane, a range 4 parallel to said plane and a ramp 5 approaching geometrically from said plane .
  • Each pallet 1 is in contact, in its housing, with a push-piston 6 disposed in a channel 6A in communication with an auxiliary circuit 7 made in the rotor. All the channels 6A are in communication with said auxiliary circuit 7 and are therefore all in intercommunication.
  • the pressure in the auxiliary circuit 7 s' also exerts, in particular on the sliding pallets which are in an active zone of operation of the recess E where the area 4 of the recess is parallel to the interstitial plane P between the rotor and the stator.
  • Stator electromagnets can obviously be provided to possibly complete said bonding of the pallets.
  • the auxiliary circuit 7 is supplied with high pressure HP by a valve 8 and, in operation, the pressure prevailing in the auxiliary circuit 7 is a pressure HP 'greater than the pressure HP.
  • HP ' HP + Fl; Fl being the pushing force of the re-entrant pallet andSS being the active surface of the push-button 6 for transmitting pressure.
  • the application force F2 of the pallet projecting outside the housing is equal to the pressure F1.
  • Phases I and II are propulsion phases with an HP input and a BP output by recess.
  • Phase III corresponds to a freewheeling phase with closed input and output and phase IV represents possible braking or pump operation with low pressure LP and high pressure HP circuits.
  • each pallet 1 is equipped with a push-piston 6, spring 9 and single acting, pushing the pallet until it comes into contact with the ramps 3 or 5 or with the range 4 of each recess E of the continuous surface of the stator background.
  • the pushing force is given, jointly, by the spring 9 and a hydraulic pressure supplied by the high pressure HP maintained under pressure by a valve 10 in communication by a channel 11 with the auxiliary circuit 7.
  • the pressure HP 'then exerts a push on the other pallets holding them against the stator bottom surface and allowing the acceleration of the pallets projecting outside the housing.
  • the pallets are hydraulically connected to each other and can no longer take off.
  • Each pallet is equipped with two valves 12 and 13 arranged "head to tail" allowing hydraulic intercommunication between the bottom of the housing 2 and the recess E of the stator bottom surface.
  • the pressure HP which arrives in the recess E causes the opening of the intercommunication valve 12 and of the valve 10 of the auxiliary circuit 7 of the pushers.
  • the pallet is considered in the active phase.
  • the front spout of the pallet is in contact with the area 4 of the stator bottom which is parallel to the interstitial plane P. Due to this position of the pallet, the valves 12 and 13 are closed and the pallet is glued against the stator area by the action of its pusher 6.
  • the pallet 1 is shown in contact with the ramp 5 which approaches geometrically the interstitial plane, so that under the action of this ramp the pallet returns to its housing, provo as for the opening of the interconnection valve 13 between the bottom of the housing 2 of the pallet and the recess E.
  • the pressure in the recess E is in the relation BP ' ⁇ BP ⁇ HP and cannot therefore cause the opening of the intercommunication valve 12. It then opposes a zero pressure behind the pallet. The pallet cannot descend and the recess E is put out of service, hence a freewheeling operation.
  • the action of an electromagnet EM can be provided to help maintain the pallet in total withdrawal in its housing.
  • the pallet is equipped with one or more valves placed in the same direction.
  • a magnetic force FM coming from the stator causes the pallet to stick against the continuous surface of the stator bottom and the opening and closing of the valve designated by the general reference 14, as a function of the position of the pallet relative to the ramps 3 and 5 and at range 4 of the stator recess E.
  • a head 15 of the valve, itself attracted by the magnetic force FM therefore also comes into contact with the ramps 3 and 5 and the range 4.
  • valve During the active high pressure phase, the valve is closed and traps a hydraulic volume behind the pallet which prevents it from coming off. The magnetic force FM, can then not be exerted.
  • the valve head 15 is integral with a rod 16 carrying a disc 17 with openings 18.
  • a spring 19 is interposed between the disc 17 and an annular bottom 20 formed in the pallet.
  • the disc 17 is capable of abutting against an annular shoulder 21 also made in the pallet.
  • hydraulic pressure from the auxiliary circuit 7 causes the pallets to be actuated.
  • the pallets can have a curved portion 22 of contact with the continuous stator surface and a compensating portion 23 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 pallet can also be provided with an additional surface exposed to pressure and extending laterally at 24 to the pallet and continuing inside the pallet housing. This additional surface makes it possible to avoid any tilting of the pallet and enables the pallet to be sealed against its housing on a contact line 25 situated at the rear edge of the lateral face of the pallet opposite to that exposed at 24 at the preponderant pressure.

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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
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Abstract

L'invention se rapporte à un moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial dans des logements rotoriques et contre une surface continue de fond statorique à évidements.
Le moteur comprend un circuit d'intercommunication (7) entre palettes (1), derrière celles-ci, lequel circuit permet une transmission intégrale de pressions entre palettes suivant leur emplacement variable contre ladite surface de fond statorique à évidements (E), les palettes en retrait dans leur logement agissant par montée en pression dans ledit circuit d'intercommunication, sur les palettes en saillie hors logement.
L'invention s'applique, d'une façon générale, aux moteurs.

Description

  • La présente invention se rapporte à un moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial contre une surface continue de fond statorique à évidements.
  • Le dispositif selon la présente invention est du type de la génération de dispositifs de la Demanderesse comportant des palettes coulissantes, à coulissement axial, disposées dans des logements du rotor, lesquelles palettes sont chacune appliquées, de manière constante et totale, sur une surface continue de fond statorique, qui peut être une surface cycloidale, pouvant être déformée pour présenter des zones rectilignes ou évidements appropriés au fonctionnement du dispositif, lesdits évidements pouvant être, par ailleurs, rendus mobiles.
  • On connaît, d'une façon générale, des machines hydrauliques tournantes comportant des palettes radiales coulissantes venant porter, avec plus ou moins de force, contre une surface périphérique à génératrice parallèle à l'axe de rotation général. Certaines de ces machines à palettes radiales prévoient une chambre à fluide derrière les palettes pour exercer une poussée sur les palettes par l'intermédiaire de pistons ou non cette poussée pouvant aider des ressorts disposés derrière les pistons ou derrière les palettes.
  • La surface phériphérique coopérant avec les palettes radiales est une surface à courbe douce sans à-coup ellipsoide ou circulaire ou lobée.
  • La présente invention vise plus particulièrement un moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial dans des logements rotoriques et contre une surface continue de fond statorique à évidements, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'intercommunication entre palettes, derrière celles-ci, lequel circuit permet une transmission intégrale de pressions entre palettes suivant leur emplacement variable contre ladite surface de fond statorique, ce qui assure accélérations et décélérations du coulissement axial des palettes ainsi que le collage des palettes contre la surface de fond statorique.
  • Un clapet permet l'alimentation en pression dudit circuit d'intercommunication.
  • Chaque palette est en contact, dans son logement rotorique, avec un piston-poussoir de transmission de pression dans ledit circuit d'intercommunication.
  • Suivant une forme de réalisation de l'invention chaque palette est équipée de deux clapets disposés "tête-bêche" permettant une intercommunication hydraulique entre le fond du logement rotorique de la palette et un évidement de la surface de fond statorique.
  • Suivant une autre forme de réalisation de l'invention chaque palette est équipée d'au moins un clapet s'ouvrant sous l'action d'une force magnétique statorique dans le sens : fond de logement rotorique - évidement statorique et se fermant sous l'action d'un ressort ou d'une portion d'évidement de fond statorique.
  • 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 développée, schématique, d'un moteur hydrostatique conforme à l'invention, à l'endroit d'un évidement de fond statorique ;
    • - la figure 2 est une vue développée d'un moteur hydrostatique selon quatre évidements de fond statorique et quatre phases de fonctionnement ;
    • - les figures 3 et 4 sont des vues, respectivement de face et de profil, d'une palette coulissante d'un moteur selon l'invention, à l'endroit d'une rampe d'évidement s'écartant géométriquement d'un plan interstitiel entre le rotor et le stator ;
    • - les figures 5 et 6 sont des vues, respectivement de face et de profil, d'une palette coulissante d'un moteur selon l'invention, à l'endroit d'une plage d'évidement, parallèle au plan interstitiel entre rotor et stator ;
    • - les figures 7 et 8 sont des vues, respectivement de face et de profil, d'une palette coulissante d'un moteur selon l'invention, à l'endroit d'une rampe de fond statorique se rapprochant géométriquement du plan interstitiel entre rotor et stator ;
    • - les figures 9 et 10 sont des vues de face et de profil d'une palette coulissante d'un moteur selon l'invention dans lequel l'évidement de fond statorique est mis hors service pour un fonctionnement en roue libre ;
    • - la figure 11 est une vue, à deux moments de son fonctionnement d'une palette coulissante représentée en coupe et en coupe partielle, selon une autre forme de réalisation.
  • Dans le schéma de la figure 1 sont représentées plusieurs palettes coulissantes à différents moments de leur fonctionnement, lesquelles palettes 1 sont chacune logées dans un logement 2 pratiqué dans un rotor R en regard d'un fond statorique S comportant des évidements dont l'un d'eux E présente, par rapport à un plan interstitiel P entre rotor et stator et par rapport à un déplacement rotorique F, une rampe 3 s'écartant géométriquement dudit plan, une plage 4 parallèle audit plan et une rampe 5 se rapprochant géométriquement dudit plan.
  • Chaque palette 1 est en contact, dans son logement, avec un piston-poussoir 6 disposé dans un canal 6A en communication avec un circuit auxiliaire 7 pratiqué dans le rotor. Tous les canaux 6A sont en communication avec ledit circuit auxiliaire 7 et sont donc tous en intercommunication.
  • Conformément au schéma développé de la figure 1 se rapportant au comportement des palettes coulissantes en fonction d'un seul évidement E, on assiste, du fait du déplacement rotorique F, à un retrait de la palette coulissante 1 au contact de la rampe 5 qui se rapproche géométriquement du plan interstitiel P. En raison de ce retrait, la palette intéressée 1, à l'aide de son piston-poussoir 6, communique une pression supplémentaire dans le circuit auxiliaire 7. Cette pression vient agir derrière le piston-poussoir 6 des autres palettes et notamment de celles dont le bec avant est en contact avec la rampe 3 qui s'écarte géométriquement du plan interstitiel P et qui sortent de leur logement 2, compte tenu du déplacement rotorique F. La pression dans le circuit auxiliaire 7 s'exerce également, notamment sur les palettes coulissantes qui se trouvent dans une zone active de fonctionnement de l'évidement E où la plage 4 de l'évidement est parallèle au plan interstitiel P entre rotor et stator.
  • Il y a donc toujours une palette en retrait pour une palette active en saillie hors logement. Cette action des poussoirs des palettes en retrait sur les palettes en saillie hors logement peut être suffisante pour maintenir une application ou un collage satisfaisants des palettes contre la surface continue de fond statorique à évidements du dispositif.
  • Des électroaimants statoriques peuvent évidement être prévus pour éventuellement compléter ledit collage des palettes. Le circuit auxiliaire 7est alimenté en haute pression HP par un clapet 8 et, en fonctionnement, la pression régnant dans le circuit auxiliaire 7 est une pression HP' plus grande que la presion HP. En d'autres termes HP' = HP + Fl ; Fl étant la force de poussée de la palette rentrante etSS étant la surface active du poussoir 6 de transmission de pression. La force d'application F2 de la palette en saillie hors logement est égale à la pression Fl.
  • Sur la figure 2 ont été représentées quatre phases différentes de fonctionnement I, II, III et IV. Les phases I et II sont des phases de propulsion avec une entrée HP et une sortie BP par évidement. La phase III correspond à une phase en roue libre avec entrée et sortie fermées et la phase IV représente un fonctionnement possible en freinage ou en pompe avec circuits basse pression BP et haute pression HP.
  • Dans les formes de réalisation des figures 3 à 10, chaque palette 1 est équipée d'un piston-poussoir 6, à ressort 9 et à simple effet, venant pousser la palette jusqu'à la mettre en contact avec les rampes 3 ou 5 ou avec la plage 4 de chaque évidement E de la surface continue de fond statorique.
  • L'effort de poussée est donné, conjointement, par le ressort 9 et une pression hydraulique alimentée par la haute pression HP maintenue en pression par un clapet 10 en communication par un canal 11 avec le circuit auxiliaire 7.
  • Lors de la rotation du moteur, les rampes 5 qui se rapprochent géométriquement du plan interstitiel P exercent une poussée sur les palettes se trouvant en contact avec elles provoquant ainsi un retrait de ces palettes dans leur logement 2 et, en conséquence, une montée en pression dans le circuit auxiliaire, transmise par le poussoir 6, de sorte que HP' ) HP.
  • La pression HP' exerce alors une poussée sur les autres palettes les maintenant collées contre la surface de fond statorique et permettant l'accélération des palettes en saillie hors logement. Les palettes sont reliées hydrauli- quement entre elles et ne peuvent plus décoller.
  • Chaque palette est équipée de deux clapets 12 et 13 disposés "tête-bêche" permettant une intercommunication hydraulique entre le fond du logement 2 et l'évidement E de la surface de fond statorique.
  • Au démarrage, la pression HP qui arrive dans l'évidement E provoque l'ouverture du clapet 12 d'intercommunication et du clapet 10 du circuit auxiliaire 7 des poussoirs.
  • Sur les figures 3 et 4, la palette vient se coller sous l'action du ressort 9 contre la rampe 3 qui s'écarte géométriquement du plan interstitiel P.
  • Sur les figures 5 et 6, la palette est considérée en phase active. Le bec avant de la palette est au contact de la plage 4 du fond statorique qui est parallèle au plan interstitiel P. Du fait de cette position de la palette, les clapets 12 et 13 sont fermés et la palette est collée contre la plage statorique par l'action de son poussoir 6.
  • La pression HP' qui règne alors dans le circuit auxiliaire 7 par montée en pression du fait de palettes en retrait par ailleurs est supérieure à la pression HP et vient fermer le clapet 10 d'intercommunication entre ce circuit auxiliaire et l'évidement E.
  • Sur les figures 7 et 8, la palette 1 est représentée au contact de la rampe 5 qui se rapproche géométriquement du plan interstitiel, de sorte que sous l'action de cette rampe la palette rentre dans son logement, provoquant ainsi l'ouverture du clapet 13 d'intercommunication entre le fond du logement 2 de la palette et l'évidement E. Dans ces conditions, on assiste à la mise à l'échappement hydraulique BP de l'évidement E. Sur les figures 9 et 10, la pression dans l'évidement E est dans la relation BP'〈 BP 〈 HP et ne peut donc provoquer l'ouverture du clapet d'intercommunication 12. Elle s'oppose alors à une pression nulle derrière la palette. La palette ne peut descendre et l'évidement E est mis hors service, d'où un fonctionnement en roue libre. L'action d'un électro-aimant EM peut être prévu pour aider au maintien de la palette en retrait total dans son logement.
  • Dans la forme de réalisation représentée à la figure 11, la palette est équipée d'un ou de plusieurs clapets placés dans le même sens. Une force magnétique FM provenant du stator provoque le collage de la palette contre la surface continue de fond statorique et l'ouverture et la fermeture du clapet désigné par la référence générale 14, en fonction de la position de la palette par rapport aux rampes 3 et 5 et à la plage 4 de l'évidement statorique E. En effet une tête 15 du clapet, elle-même attirée par la force magnétique FM, vient de ce fait également en contact avec les rampes 3 et 5 et la plage 4.
  • Pendant la phase active de haute pression, le clapet se trouve fermé et emprisonne un volume hydraulique derrière la palette lequel empëche le décollement de celle-ci. La force magnétique FM, peut alors ne pas être exercée.
  • La tête 15 de clapet est solidaire d'une tige 16 portant un disque 17 à ouvertures 18. Un ressort 19 est interposé entre le disque 17 et un fond annulaire 20 pratiqué dans la palette. De plus, le disque 17 est susceptible de venir en butée contre un épaulement annulaire 21 pratiqué également dans la palette.
  • Au démarrage une pression hydraulique en provenance du circuit auxiliaire 7 provoque la mise en action des palettes.
  • Dans toute les formes de réalisation les palettes peuvent présenter une portion courbe 22 de contact avec la surface continue statorique et une portion compensatrice 23 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. Chaque palette peut également être pourvue d'une surface supplémentaire exposée à la pression et s'étendant latéralement en 24 à la palette et se poursuivant à l'intérieur du logement de la palette. Cette surface supplémentaire permet d'éviter tout basculement de la palette et permet l'établissement d'une étanchéité de la palette contre son logement sur une ligne de contact 25 située en arête arrière de la face latérale de la palette opposée à celle exposée en 24 à la pression prépondérante.
  • 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. Moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial dans des logements rotoriques et contre une surface continue de fond statorique à évidements, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (7) d'intercommunication entre palettes (1), derrière celles-ci, lequel circuit permet une transmission intégrale de pressions entre palettes suivant leur emplacement variable contre ladite surface de fond statorique à évidements (E), ce qui assure accélérations et décélérations du coulissement axial des palettes ainsi que le collage desdites palettes contre la surface de fond statorique à évidements, les palettes en retrait dans leurs logements agissant, par montée en pression dans ledit circuit d'intercommunication, sur les palettes en saillie hors logement.
2. Moteur hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un clapet (8) permet l'alimentation en pression dudit circuit (7) d'intercommunication entre palettes.
3. Moteur hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un clapet (10) d'alimentation en pression dudit circuit d'intercommunication (7) puise dans la zone active de chaque évidement (E) de la surface de fond statorique.
4. Moteur hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque palette est en contact, dans son logement rotorique, avec un piston-poussoir (6) de transmission de pression dans ledit circuit (7) d'intercommunication entre palettes.
5. Moteur hydrostatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston-poussoir est équipé d'un ressort (9) venant pousser la palette pour la mettre en contact avec les différentes rampes (3-5) et plages (4) des évidements (E) de la surface de fond statorique.
6. Moteur hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque palette est équipée de deux clapets (12-13) disposés "tête-bêche" permettant une intercommunication hydraulique entre le fond du logement rotorique (2) de la palette et un évidement (E) de la surface de fond statorique.
7. Moteur hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce. que chaque palette est équipée d'au moins un clapet (14) s'ouvrant sous l'action d'une force magnétique statorique (FM) dans le sens : fond de logement rotorique - évidement statorique et se fermant sous l'action d'un ressort (19) ou d'une portion d'évidement de fond statorique (E).
8. Moteur hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une force magnétique rotorique (EM) permet un maintien de la palette en retrait total dans son logement rotorique afin d'obtenir un fonctionnement en roue libre.
EP81401018A 1980-04-04 1981-06-24 Moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial Expired EP0067918B1 (fr)

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FR8007687A FR2479913B1 (fr) 1980-04-04 1980-04-04 Moteur hydrostatique a palettes a coulissement axial

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EP81401018A Expired EP0067918B1 (fr) 1980-04-04 1981-06-24 Moteur hydrostatique à palettes à coulissement axial

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