EP0262189B1

EP0262189B1 - Generateur-recepteur hydraulique a haute pression pour la transmission de puissance

Info

Publication number: EP0262189B1
Application number: EP87902113A
Authority: EP
Inventors: Jean Malfit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1990-05-30
Anticipated expiration: 2007-04-01
Also published as: WO1987005975A1; JPH01500046A; EP0262189A1; US5028221A; JP2813347B2

Abstract

Construction particulière d'un générateur récepteur hydraulique avec paliers à aiguilles (123) sur le pignon menant (9) et permettant un rattrapage des jeux entre les flasques (21, 22) et l'enveloppe (36), un retour de fuite et une meilleure alimentation de la zone de pression (34).

Description

La présente invention est relative à des perfectionnement apportés à un générateur-récepteur hydraulique suivant EP-A-0165884 revendiquant la priorité de FR-A-2 564 931, comprenant deux engrenages accouplés à l'intérieur d'un stator, au moins l'un d'eux étant dépourvu de palier mécanique lequel stator comporte par ailleurs au moins une ouverture d'arrivée et une ouverture de retour pour un liquide sous pression, tandis que deux flasques referment le stator de part et d'autre des deux engrenages sur lesquels ils assurent une étanchéité latérale et que des canaux diamétraux couvrant un angle de 180° sont prévus dans les engrenages, le stator comportant und enveloppe souple (39) soumise extérieurement à une pression centripète qui lui permet d'assurer l'étanchéité sur les sommets des dents des engrenages (9, 10) à denture hèlicoïdale dont l'angle d'hélice a est tel que tga = 2H/rtMt (H = largeur de denture, Mt = module apparent situés dans l'enveloppe entre deux flasques souples (21, 22) avec compensation hydrostatique assurant l'étanchéité entre ces flasques et les faces des engrenages, l'équilibrage hydraulique interne étant assuré par un bobinage hydraulique comprenant des conduits rotoriques (19) dans les engrenages (9 et 10), et statoriques (23) dans les flasques (21 et 22), les commutations successives entre les conduits rotoriques (19) et statoriques (23) étant assurées par leurs extrémités défilant les unes devant les autres sur un cercle de commutation (20), les conduits statoriques y débouchant dans des alvéoles (100), et simultanément sur les creux de dents au niveau du cercle primitif pour l'autre extrémité des conduits statoriques (23), pour assurer la liaison permanente entre les creux de dents opposés pour un nombre de dents pair, et les creux de dents opposés avec, un décalage de un demi-pas pour un nombre de dents impair, sauf dans les zones d'engrènement (3) et celles respectivement diamétralement opposées (6), dans ces dernières sont créés des paliers hydrauliques diamétralement opposés au point d'engrènement (3) des engrenages (9 et 10) de sorte qu'au cours de la rotation des engrenages (9 et 10) ledit bobinage met en relation les couples de dents opposées de façon à obtenir une même pression hydraulique dans les creux de dents pour des positions angulaires diamétralement opposées et à créer deux forces inverses sur les engrenages en vue de provoquer leur engrènement sans jeu.
Les désignations et les repères utilisés dans EP-A-0165884 sont repris, ainsi que sont conservées les caractéristiques principales de l'invention décrite dans ledit document c'est-à-dire:

que chacun des engrenages a une même nombre de dents, même module de denture, même angle a d'hélice, tel que tg
module apparent, H largeur de denture, donnant un décalage de un demi-pas entre les profils de denture sur les faces;
que l'équilibrage des pignons est assuré par un système de "bobinage hydraulique" permettant la suppression des paliers classiques et la création de "paliers hydrauliques" assurant un engrènement sans jeu des pignons 9 et 10;
que l'étanchéité interne est assurée par un système de flasques 21 et 22 - enveloppe 36 avec compensation hydrostatique sur les faces et sur les sommets de dents des engrenages 9 et 10, qui permet un rattrapage des jeux dans les deux directions.
Ces conditions assurent un débit Q constant, et non plus pulsé, ainsi qu'un vecteur vitesse de déplacement des particules fluides à la génération et à la réception parallèle à l'axe des pignons 9 et 10, les composantes de vitesse résultant de la rotation et de l'inclinaison d'hélice se neutralisant.
Dans le document EP-A-0165884, la figure 9 définissait un équilibrage secteur par secteur et les figures 18 et 19, les différentes possibilités de réalisation des conduits rotoriques et statoriques; ces deux dispositions sont reprises dans la présente invention.

L'équilibrage secteur par secteur consiste à diviser la circonférence du pignon diminuée de la valeur nécessaire à la zone 34 située autour du point d'engrenage 3 et le point 6 y diamétralement opposé, soit par exemple un pas angulaire en 6, et zéro pas angulaire en 3, ou un pas angulaire en 6, et un pas angulaire en 3, en un nombre 2 N pair de secteurs opposés égaux:

opposés à n si le nombre de dents Z est pair;
opposés à n ± un demi-pas angulaire de denture, si le nombre de dents Z est impair, ces secteurs opposés égaux étant au même potentiel de pression et en même position angulaire sur les deux flasques 21 et 22 et sur l'enveloppe 36.

Les secteurs opposés sont égaux, mais deux secteurs consécutifs peuvent être inégaux.
La réalisation des conduits rotoriques est celle définie par la forme 76 des figures 18 et 19 du document EP-A-0165884, mais avec une disposition supplémentaire, c'est-à-dire que le circuit rotorique est constitué par des perçages diamétraux à travers les pignons 9 et 10, perçages débouchant dans deux conduits parallèles à l'axe des pignons (ou inclinés jusqu'à la valeur de l'angle d'hélice a), et opposés à n, ces deux conduits desservant quatre points de commutation symétriques sur le cercle de commutation 20, ceux-ci alimentant de façon symétrique les paliers fluides entre les faces des flasques 21 et 22 et les faces des pignons 9 et 10. Cette symétrie de création des paliers fluides n'est obtenue que dans le cadre de la forme 76 des conduits rotoriques et statoriques.
L'ensemble de la construction, des perçages, des conduits rotoriques et statoriques est défini de telle sorte que:

la liaison entre les secteurs équipotentiels est permanente;
les creux de dents passent d'un secteur à une certaine valeur de pression à un autre secteur à une autre valeur de pression, sans risque de court-circuit occasionnant des fuites d'un secteur au suivant.
les creux de dents opposés à n ou à n ± un demi-pas angulaire de denture sont au même potentiel de pression sauf lors du passage d'un secteur à un autre secteur et sauf aux points de création des "paliers hydrauliques";
les pignons 9 et 10 sont en conséquence:
équilibrés dans le cas d'un nombre de dents Z pair;
équilibrés avec un avantage côté opposé au côté orifice 40 haute Pression correspondant à un demi- pas angulaire de denture en pression dans le cas d'un nombre de dents Z impair;
la symétrie est totale;
la liaison entre creux de dents opposés est totalement rompue en 6 et en 3, pour permettre l'équilibrage hydrostatique aux points 6 de création des "paliers hydrauliques".

Le générateur-récepteur hydraulique suivant l'invention est caractérisé en ce que ses circuits rotoriques dans les pignons sont constitués par des groupes de conduits diamétralement opposés sur le cercle de commutation et parallèles (ou inclinés à la valeur de l'angle d'hélice) à l'axe des pignons et radiaux réunissant les conduits opposés à n pour former un H, l'alimentation en haute pression de la zone de pression totale permanente s'effectuant par un système de clapet préférentiel permettant également la décompression de cette zone lorsque désiré.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer:
Figure 1 est une représentation perspective de l'invention. Le nombre de dents Z impair = 15, les 2 N secteurs = 6, les pignons hélicoïdaux 9 et 10 engrènent au point 3, tourillonnent dans l'enveloppe plastique 36 et sont insérés entre les flasques 21 et 22. Le rattrapage de jeux entre les flasques 21 et 22, et les pignons 9 et 10 se fait par l'action des 2 N secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22, et est permis par la possibilité de compression axiale de l'enveloppe 36.
L'équilibrage des pignons 9 et 10 est réalisé par les conduits statoriques constitués par les alvéoles 30 sur le cercle primitif, les conduits 23, les alvéoles 100 sur le circuit de commutation 20, et par les conduits rotoriques constitués par les conduits 102 parallèles à l'axe du pignon (ou inclinés jusqu'à valeur de 1' angle d'hélice a), opposés à n et les conduits 101 de liaison diamétrale entre les conduits 102, l'ensemble assurant une liaison équipotentielle entre secteurs opposés à n si Z pair, et à n ± un demi-pas angulaire de denture si Z impair. Le nombre de liaisons D est supérieur à N de façon à assurer par les recouvrements entre les conduits 102 et les alvéoles 100, une liaison permanente entre secteurs opposés tout en assurant une étanchéité suffisante entre secteurs successifs. Cette liaison permanente est rompue aux poins 6 et 3, zone 34 de pression totale permanente pour assurer la création aux points 6 des "paliers hydrauliques".
Cette figure 1 montre également la disposition des orifices 40 HP-BP, représentés parallèles aux axes des pignons et de forme cylindrique. Ils peuvent également adopter une forme dérivée de la forme de la veine fluidd générée ou reçue et éventuellement inclinés à l'angle d'hélice a.
La figure 2 est une élévation coupe II-II (figure 3), toujours dans le cas de rattrapage des jeux par compression de l'enveloppe 36. Elle montre la zone 34 et la disposition des conduits 101 et 102 dans les pignons 9 et 10.
La figure 3, demi-coupe III-III, demicoupe XI-XI (figure 20) montre la disposition des secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22 dans le cs d'une construction symétrique, c'est-à-dire avec symétrie, par rapport au plan médian perpendiculaire aux axes des pignons 9 et 10. Cette disposition ne correspond pas exactement aux pressions à équilibrer, en ce sens qu'elle ne tient pas compte du décalage introduit par l'angle d'hélice, soit un demi-pas angulaire
Les secteurs de compensation hydrostatique 60 sont matérialisés par les points 45, les dispositifs anti-extrusion 104 et sont équilibrés à
par les alvéoles 30, les conduits 23, les alvéoles 100 statoriques et les conduits 101 et 102 rotoriques. Cette figure 3 montre une possibilité d'équilibrage par un conduit 103 constitué par des perçages, soit au travers du corps 49, soit au travers des couvercles 54 ou 55, sont par une tuyauterie acier extérieure à l'appareil et reliant deux secteurs opposés à
Elle présente également une réaliqation des conduits 101 à partir d'un perçage réalisé en perçant d'un creux de dent avec obturation par un bouchon 105 brasé.
La figure 4, demi-coupe III-III, demi-coupe XI-XI (figure 20), montre la disposition des secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22 dans le cas d'une construction asymétrique. Cette disposition correspond exactement aux pressions à équilibrer en ce sens qu'elle tient compte du décalage introduit par l'angle d'hélice a, soit un demi-pas angulaire de denture
De ce fait, les flasques 21 et 22 sont cependant toujours identiques, mais en position dans le générateur-récepteur, ils présentent seulement une symétrie centrale par rapport au point 3 d'engrènement à mi-hauteur des pignons 9 et 10. Elle présente également une possibilité d'équilibrage par un conduit 103 et un autre mode de réalisation des pignons 9 et 10 en deux pièces assemblées par une liaison 106, brasure ou frittage.
Il est à noter que les figures 3 et 4 présentent les secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22 situés à proximité du point 3 amputés d'une certaine valeur pour la création de la zone 34 en 3 (en principe un pas angulaire de denture); ceci dans le cas où le nombre de dents Z est impair. Dans les cas de Z pair, ces secteurs à proximité du point 3 auront une valeur normale si la zone 34 en 3 est égale à la zone 34 en 6, soit un pas angulaire de denture
et seront augumentés si la zone 34 adoptée en 3 est plus faible.
La figure 5, coupe V-V (figure 4) montre les conduits 101 et 102 dans les pignons 9 et 10, avec obturation des conduits 101 par le bouchon 105. Cette figure présente diverses variantes de construction possibles:
flasque 21 en matériau dur, donc pas de dispositif anti-extrusion 104. les joints 45 et 58 sont logés dans le couvercle 54;
flasque 22 en matériau plastique, et comporte un dispositif anti-extrusion 104. Les logements de joints 45 et 58 sont moulés dans le flasque 22.
L'enveloppe 36 est plastique, les secteurs de compensation hydrostatique sur enveloppe 36 sont matérialisés par le dégagement 38, le joint 37, l'orifice d'alimentation 43 et le dispositif anti-extrusion 107. L'équilibrage entre deux creux de dents opposés est bien montré par les alvéoles 30, les conduits 23, les alvéoles 100 statoriques et les conduits rotoriques 101 et 102.
La figure 6 est une vue développée extérieure de l'enveloppe 36 qui montre les secteurs d'équilibrage hydrostatique 38 sur enveloppe 36 et leur alimentation par l'orifice 43. Sur l'axe 3 correspondant au point d'engrènement des pignons 9 et 10, l'anti-retour 39 d'alimentation de la zone 34 selon le document EP-A-0165884 a été remplacé par un orifice 43, la zone 34 en 3 étant supprimée et remplacée par un secteur de compensation hydrostatique en ce point, car il est important d'avoir la même pression sur l'axe 3 à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe 36. Le rôle de l' anti-retour 39 d'alimentation de la zone 34 sera rempli par un dispositif à clapet préférentiel.
La figure 7, coupe VII-VII (figure 2) est une coupe de l'enveloppe 36 qui montre le détail des secteurs de compensation hydrostatique 38 sur enveloppe 36 avec dispositif anti-extrusion 107 et alimentation par l'orifice 43.
La figure 8 est une représentation panoramique des circuits statoriques alvéoles 30, conduits 23, alvéoles 100, et des circuits rotoriques conduits 101 et 102 dans le cas d'un nombre de dents Z pair et construction symétrique des secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22. La représentation supérieure montre la disposition sur l'enveloppe 36, avec la zone 34, les joints 37, les orifices 43. La forme 108 est une forme qui prolonge les alvéoles 30 vers le point 6, pour l'équilibrage hydrostatique des creux de dents en 6 et la création des "paliers hydrauliques" en remplacement du conduit d'alimentation 33 selon le document EP-A-0165884. Cette disposition permet de mieux contrôler l'équilibrage hydrostatique en 6 selon les fonctionnements prioritaires en générateur ou ou récepteur en jouant sur la longueur de cette forme 108.
La figure 9 est une représentation panoramique des circuits statoriques et rotoriques dans le case d'un nombre de dents Z impair et construction symétrique des secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22.
La figure 10 est une représentation panoramique des circuits statoriques et rotoriques dans le cas d'un nombre de dents Z impair et construction asymétrique des secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22. Elle nécessite un décalage de un demi-pas angulaire dd denture
des alvéoles 100 et une inclinaison des conduits 102 à l'angle d'hélice a. Elle permet un équilibrage plus maintenu des creux de dents, les alvéoles 30 pouvant être plus importants angulairement. Les canaux sont inclinés.
La figure 11 est une représentation panoramique des circuits statoriques et rotoriques dans le cas d'un nombre de dents Z impair, et construction asymétrique des secteurs de compensation hydrostatique 60 sur flasques 21 et 22. Cette construction évite le décalage de un demipas angulaire de denture des alvéoles 100 entre les flasques 21 et 22, et de ce fait de conserver les conduits 102 parallèles à l'axe des pignons 9 et 10. Le décalage de
est alors réalisé par une forme spirale de un quart de pas angulaire de denture du conduit de liaison 23 entre les alvéoles 30 et les alvéoles 100. Des variantes intermédiaires sont possibles en fonction des facilités de construction qu'elles procurent.
Les figures 12, 13, 14 et 15, selon coupe II-II représentent diverses variantes de réalisation de l'ensemble de rattrapage de jeux flasques 21 et 22, enveloppe 36.
Le rattrapage des jeux sur les faces et sur les sommets de denture des pignons 9 et 10, c'est-à-dire selon deux directions concourantes, nécessite que, sur l'une au moins de ces deux directions, la plasticité des matériaux permette ces rattrapages de jeux dans l'autre direction, ce qui conduit à trois schémas possibles dans le choix des matériaux utilisés:

enveloppe 36 dure et non déformable, flasques 21 et 22 plastiques;
flasques 21 et 22 durs et non déformables; enveloppe 36 plastique;
flasques 21 et 22, enveloppe 36 plastiques.

La réalisation des logements de joints des secteurs de compensation hydrostatique devant se faire de préférence par moulage, conduit aux différentes constructions suivantes:

Figure 12 selon coupe II-II: Flasques 21 et 22 plastiques et enveloppe 36 dure avec garniture plastique 48. Logements des joints par moulage dans les couvercles 54 et 55 ou dans les flasques 21 et 22, et dans la garniture plastique 48 ou dans le corps 9.
Figure 13 selon coupe II-II: Flasques 21 et 22 plastiques et enveloppe 36 dure ou plastique.

Logements des joints par moulage dans les couvercles 54 et 55 ou dans les flasques 21 et 22 et dans le corps 49 ou dans l'enveloppe 36.
A noter sur cette figure 13, le plan de joint à 45° entre l'enveloppe 36 et les flasques 21 et 22, angle qui permet une meilleure étanchéité entre les faces en contact, enveloppe 36 - flasques 21 et 22, par suite d'une application des pressions de la zone 34 pour assurer un contact sans jeu, en particulier sur les secteurs Basse Pression.

Figure 14, selon coupe II-II: Flasques 21 et 22 durs, avec garniture plastique 109, et enveloppe 37 plastique. Logements des joints par moulage dans les couvercles 54 et 55 ou dans la garniture plastique 109 et dans le corps 49 ou dans l'enveloppe 36.
Figure 15, selon coupe II-II: Flasques 21 et 22 durs ou plastiques, et enveloppe 36 plastique. Logements des joints par moulage dans les couvercles 54 et 55 ou dans les flasques 21 et 22 et dans le corps 49 ou dans l'enveloppe 36.
Figure 16, couple XVI-XVI (figure 4) montre le retour de fuite vers le secteur basse pression réalisé à partir de l'alésage des flasques 21 et 22 par un conduit 110 équipé d'un anti-retour 111 et débouchant par un conduit 112 dans un secteur de compensation hydrostatique 60 BP-HP, l'ensemble étant obturé par un bouchon butée 113.

Chaque flasque 21 et 22 sera équipé de quatre de ces dispositifs anti-retour pour tous les cas de fonctionnement, sens de rotation, générateur et récepteur, soit deux dispositifs par alésage. Ces dispositifs peuvent être considérablement simplifiés, en particulier dans le case flasques 21 et 22 plastiques, l'anti-retour 111 pouvant être réalisé par une rondelle métallique située sur l'arrivée du conduit d'évacuation dans le secteur de compensation hydrostatique 60.
La figure 17, coupe XVII-XVII (figure 3) montre le nouveau dispositif de mise en pression et de décompression de la zone 34 qui est la zone de pression totale permanente générée. L'alimentation et la décompression de la zone 34, est faite soit par le conduit 114, soit par les conduits 117, 118 la sélection étant opérée par un clapet préférentiel 116 débouchant dans le conduit 115 menant à la zone 34. Ce dispositif est obturé par le bouchon 119. Le clapet 116 maintient libre la liaison entre le secteur en haute pression et la zone 34 et permet instantanément le basculement de cette liaison lors du changement de secteur pour la haute pression. Il ne se ferme pas lorsque la pression chute en dessus de la basse pression et permet donc la décompression. Il ne se ferme que lorsqu'un secteur passe en basse pression. La zone 34 est donc toujours à la pression maximale générée ou reçue. Cette figure présente l'orifice 40 HP-BP incliné à l'angle d'hélice a, 120 tel que
Mt module apparent 5, H largeur de denture 4. L'angle d'inclinaison a, 120, pourra pour les unités tournant à grande vitesse de rotation, prendre des valeurs de l'ordre de 45°, en particulier loes de l'utilisation de denture chevrons. Dans ces conditions, les conduits HP-BP sont ramenés perpendiculaires aux axes des pignons, et positionnés comme sur les générateurs et récepteurs à engrenages à denture droite.
Les figures 18 (demi-coupe II-II) et 19 (coupe partielle par un conduit 101) montrent une réalisation des pignons 9 et 10 en deux parties:

un noyau central 121 réalisé avec les demi-conduits 102 sur le cercle de commutation 20, et les conduits 101 percés à travers ce noyau;
une couronne dentée 122 réalisée avec l'autre partie des conduits 102 sur le cercle de commutation 20. Cette couronne sera, soit usinée et assemblée par brasure 106 sur le noyau 121, sont réalisée par frittage avec ancrages sur le noyau 121 au niveau du cercle de commutation 20.

La figure 20, coupe II-II, est une variante de la protection du pignon menant 9 contre les contraintes extérieures transmises par la prise de mouvement: chocs, efforts parasites ou intérieurs résultant des déséquilibres possibles des compensations hydrostatiques. Le pignon 9 est supporté au niveau des couvercles 54 et 55 par deux roulements à aiguilles 123 qui possitionnent ce pignon 9 par rapport au corps 49, aux couvercles 54 et 55, les autres pièces constitutives du coeur du générateur-récepteur, pignon 10, flasques 21 et 22, enveloppe 36 s'équilibrant normalement par rapport à ce positionnement du pignon 9 de la même façon que dans les situations précédentes. Ce dispositif est une variante de la prise de mouvement 52 de protection du pignon 9. Il permettra aussi, en association avec les dispositifs de compensation hydrostatique, une correction de certains déséquilibres mineurs résultant du fonctionnement et d'autres déséquilibres tels que ceux résultant de la compressibilité du fluide hydraulique dans le cas d'un nombre de dents Z pair.

Règles générales de construction

L'étude théorique s'attachera à déterminer la pression maximum d'utilisation, le nombre de dents Z, la largeur de denture H, 4, le module apparent Mt, 5, ou réel Mn de denture, l'angle d'inclinaison a d'hélice, le diamètre de l'arbre de sortie d, le nombre de secteurs 2N, le nombre de liaisons D à travers les pignons 9 et 10 dans la largeur H de denture 4, en fonction des caractéristiques du générateur-récepteur, puissance, couple, vitesse de rotation maximum w, vitesse maximum d'écoulement V mètres par seconde admise pour le fluide hydraulique, sens de rotation prioritaire en générateur ou en récepteur, rendement, prix ...
Un générateur-récepteur de petite cylindrée, prioritaire en générateur, tournant à grande vitesse de rotation, 3000, 4000 tours par minute, aura un petit nombre de secteurs N, soit N = 2, un petit nombre de liaisons D, soit D = 3, ou D = 4, et une faible largeur de denture H, 4, ou une denture chevron, pour limiter au maximum la vitesse d'écoulement du fluide hydraulique à la vitesse maximale admise.
Par contre, un générateur-récepteur de forte cylindrée, tournant à petite vitesse 100, 200 ou 300 tours par minute, prioritaire en récepteur, aura un grand nombre de secteurs, soit N = 4, 5, 6 ... et un grand nombre de liaisons, soit D = 5, 6, 7 ... et une forte largeur de denture H, 4, permise par la vitesse d'écoulement du fluide hydraulique.

Choix de la pression

Pression adoptée d'autant plus forte que la puissance à transmettre est plus élevée. Choisir la pression la plus élevée possible, compatible vers les basses puissances, avec les impératifs de dimensionnement des secteurs N, et vers les hautes puissances avec les contraintes mécaniques admissibles dans les engrenages qui sont de l'ordre de trois, quatre fois la pression hydraulique. Ces valeurs de pression pourront varier de 100 à 800 bars.
Choix du nombre de dents Z:

Z impair, soit Z = 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 ...

Grandes vitesses de rotation w: Z le plus faible possible, avec éventuellement engrenages à denture chevrons pour les très grandes vitesses de rotation w.
Petites vitesses de rotation w: Z augmente et cette augmentation est liée en partie aux caractéristiques mécaniques de l'enveloppe 36. Le rendement et le prix augmentent si Z augmente pour les mêmes caractéristiques du générateur-récepteur. Le nombre de dents Z est associé à la largeur de denture H, 4, pour sa détermination, en fonction de la vitesse de rotation w maximum, de la vitesse maximum V mètres par seconde d'écoulement du fluide hydraulique.

Choix de la largeur de denture H, 4:

Si V est la vitesse maximale d'écoulement du fluide hydraulique en mètres par seconde, w la vitesse de rotation maximale en tours par minute, H sera donnée en mètres, par
La vitesse d'écoulement du fluide hydraulique est la composante axiale de la vitesse de déplacement dans le creux de la dent: seule, cette composante axiale est à prendre en compte, la composante tangentielle est annulée par la vitesse de rotation du pignon. Tout se passe comme si la génération (ou la réception) était assurée par un piston-dent se déplaçant à vitesse constante dans un cylindre creux de dent, cette vitesse étant de Z fois la largeur de denture H pour un temps correspondant à un tour de pignon, la direction étant axiale.

Choix du module apparent Mt, 5:

Calcul de Mt pour la transmission de la puissance en fonction de la pression adoptée, de la vitesse de rotation w, du nombre de dents Z, et de la largeur H, 4 de denture.

Choix de l'angle d'inclinaison d'hélice a:

Calcul à partir de
Choix du diamètre de l'arbre de sortie d:
Calcul à partir du couple maximum à transmettre, et de la contrainte maximum admise.

Choix du nombre de secteurs 2 N:

Détermination de la valeur angulaire d'un secteur:
Le palier en 3 de valeur un pas angulaire de denture, zone 34, est distinct des secteurs situés à proximité du point 3.
Le palier en 3 de valeur un pas angulaire de denture, zone 34, ampute de un demi-pas angulaire de denture, les secteurs situés de part et d'autre du point 3.
Les secteurs N de part et d'autre de la zone 34 en 3 auront donc une valeur:

amputée de la moitié de la zone 34, si Z est impair;
normale, si Z est pair.

L'adoption pour les secteurs de compensation hydrostatique sur flasques 21 et 22, d'une disposition symétrique par rapport au plan médian perpendiculaire aux axes des pignons 9 et 10 et à mi-hauteur de ceux-ci, ou d'une disposition asymétrique, c'est-à-dire avec un décalage de un demi-pas angulaire de denture, pour mieux correspondre aux pressions à équilibrer, sera fonction des matériaux utilisés, mais la seconde solution doit satisfaire à toutes les conditions.
Le tableau donne les choix possibles pour les secteurs: les valeurs soulignées traits pleins, sont celles qui permettent d'obtenir la même pression à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe 36 sur l'axe 3, les valeurs soulignées traits pointillés conduisent à des constructions possibles en récepteur, mais avec une valeur de pression plus faible à l'extérieur qu'à l'intérieur de l'enveloppe 36 sur l'axe 3
Le choix du nombre de secteurs 2N sera fonction des caractéristiques recherchées; si N augmente, le rendement et le prix augmentent. Plus la cylindrée par tour augmente, plus Z et N augmenteront pour résoudre les problèmes de résistance et de dimensionnement de l'enveloppe 36. Cependant, l'étude devra toujours chercher à réaliser la construction avec Z et N les plus faibles possibles.

Réalisation pratique des pièces:

Corps 49: obtenu par moulage, alliage à base d'aluminium, fonte ou acier. Moulage éventuel des logements des joints.
Couvercles 54 et 55: obtenus par moulage, alliage à base d'aluminium, fonte ou acier. Moulage éventuel des logements des joints.
Flasques 21 et 22:

en matériaux plastiques ou composites, réalisation par moulage avec logements de joints.
en matériaux durs, alliage aluminium plomb, à bonnes caractéristiques de frottement
en matériaux durs, plus garniture plastique 109, réalisation par moulage avec logements de joints.

Enveloppe 36:

en matériaux plastiques ou composites, réalisation par moulage avec logements des joints
en matériaux durs, acier nitruré
en matériaux durs, plus garniture plastique 48 acier nitruré et garniture plastique adhérisée par moulage avec logements des joints.

Pignons 9 et 10: matériaux durs, acier de cémentation ou de nitruration.
Réalisation:

par usinage complet en une seule partie ou en deux parties assemblées par brasure;
par frittage d'une couronne dentée sur un noyau central préalablement usine;
par frittage complet.

Précisions nécessaires: appairage des largeurs de denture H, 4, des pignons 9 et 10, états de surface de l'ordre de 0.20 à 0.40 sur les sommets de dents et sur les faces, faces perpendiculaires aux profils de denture.

Claims

1. Générateur-récepteur hydraulique pour la transmission de puissance comprenant deux engrenages accouplés à l'intérieur d'un stator, au moins l'un d'eux étant dépourvu de palier mécanique lequel stator comporte par ailleurs au moins une ouverture d'arrivée et une ouverture de retour pour un liquide sous pression, tandis que deux flasques referment le stator de part et d'autre des deux engrenages sur lesquels ils assurent une étanchéité latérale et que des canaux diamétraux couvrant un angle de 180° sont prévus dans les engrenages, le stator comportant und enveloppe souple (39) soumise extérieurement à une pression centripète qui lui permet d'assurer l'étanchéité sur les sommets des dents des engrenages (9, 10) à denture hèlicoïdale dont l'angle d'hélice a est tel que tga = 2H/nMt (H = largeur de denture, Mt = module apparent) situés dans l'enveloppe entre deux flasques souples (21, 22) avec compensation hydrostatique assurant l'étanchéité entre ces flasques et les faces des engrenages, l'équilibrage hydraulique interne étant assuré par un bobinage hydraulique comprenant des conduits rotoriques (19) dans les engrenages (9 et 10), et statoriques (23) dans les flasques (21 et 22), les commutations successives entre les conduits rotoriques (19) et statoriques (23) étant assurées par leurs extrémités défilant les unes devant les autres sur un cercle de commutation (20), les conduits statoriques y débouchant dans des alvéoles (100), et simultanément sur les creux de dents au niveau du cercle primitif pour l'autre extrémité des conduits statoriques (23), pour assurer la liaison permanente entre les creux de dents opposés pour un nombre de dents pair, et les creux de dents opposés avec, un décalage de un demi-pas pour un nombre de dents impair, sauf dans les zones d'engrènement (3) et celles respectivement diamétralement opposées (6), dans ces dernières sont créés des paliers hydrauliques diamétralement opposés au point d'engrènement (3) des engrenages (9 et 10) de sorte qu'au cours de la rotation des engrenages (9 et 10) ledit bobinage met en relation les couples de dents opposées de façon à obtenir une même pression hydraulique dans les creux de dents pour des positions angulaires diamétralement opposées et à créer deux forces inverses sur les engrenages en vue de provoquer leur engrènement sans jeu, caractérisé en ce que les circuits rotoriques dans les pignons (9, 10) sont constitués par des groupes de conduits (102) diamétralement opposés sur le cercle de commutation (20) et parallèles (ou inclinés à la valeur de l'angle de l'hélice) à l'axe des pignons (9, 10) et radiaux (101) réunissant les conduits (102) opposés de n pour former un H, l'alimentation en haute pression de la zone (34) de pression totale permanente s'effectuant par un système de clapet préférentiel (116) permettant également la décompression de cette zone (34) lorsque désiré.

2. Générateur-récepteur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'équilibrage des secteurs est réalisé par un bobinage statorique de conduits (103) reliant les secteurs au même potentiel de pression, ces conduits (103) étant réalisés dans le corps (49) ou dans les couvercles (54) et (55) par une série de perçages, ou par des tuyauteries acier extérieures au générateur-récepteur.

3. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les secteurs de compensation hydrostatique devront être définis, en nombre et en importance, de façon que la pression hydraulique soit identique à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe (36) au point (3) correspondant au point d'engrènement, cette disposition permettant aussi la combinaison des conduits (103) externes et des conduits (101 et 102) internes pour l'équilibrage des secteurs en particulier pour les unités de faible cylindrée et grande vitesse de rotation.

4. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mise en pression du creux de dent aux points (6) pour obtenir la compensation hydrostatique des "paliers hydrauliques" est réalisée par un prolongement (108) des alvéoles (30) dont la valeur sera fonction des conditions de frottement et d'étanchéité en ces points et des fonctionnements prioritaires en générateur et sens de rotation.

5. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons (9) et (10) seront réalisés en une partie ou en deux parties, et, dans ce cas, seront constitués par:

un noyau central (121) percé avec les conduits radiaux (101) et des demi-conduits axiaux (102);

une couronne dentée (122) brasée ou frittée sur le noyau central (121) avec des demi-conduits (102) identiques à ceux du noyau.

6. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les secteurs de compensation hydrostatique (60) sur flasques (21) et (22) plastiques, et (38) sur enveloppe (36) plastique, sont équipés d'emboutis métalliques anti-extrusion (104) et (107).

7. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble, flasques (21) et (22) - enveloppe (36), permet le rattrapage des jeux suivant deux directions concourantes:

axiale sur les faces des pignons (9) et (10);

radiale sur les sommets de dents de pignons (9) et (10) sera réalisé en matériau plastique selon au moins l'une des deux directions:

enveloppe (36) dure, flasques (21) et (22) plastique;

flasques (21) et (22) durs, enveloppe (36) plastique;

flasques (21) et (22), enveloppe (36) plastique.

8. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons (9) et (10) peuvent être réalisés avec une denture chevron hélicoïdale symétrique.

9. Générateur-récepteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon (9) peut être supporté, au niveau des couvercles (54) et (55) par deux roulements à aiguilles (123), qui positionnent ce pignon (9) autour duquel les autres pièces, pignon (10), flasques (21) et (22), enveloppe (36) s'équilibrent normalement par rapport à ce positionnement, comme dans les constructions précédentes.