EP1971774B1

EP1971774B1 - Machine hydraulique, en particulier moteur hydraulique, a mouvement alternatif

Info

Publication number: EP1971774B1
Application number: EP06841880A
Authority: EP
Inventors: Matthieu Darbois; Sébastien FURET; Philippe Duquennoy; Dominique Berton
Original assignee: Dosatron International SAS
Current assignee: Dosatron International SAS
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2026-12-07
Also published as: ES2326924T3; ATE430878T1; MX2008009067A; EP1971774A1; DE602006006724D1; BRPI0620997A2; CN101371040B; FR2896281B1; FR2896281A1; JP2009523212A; EA013712B1; AU2006334587A1; UA90205C2; JP5465434B2; US20100282072A1; EA200870165A1; US7975597B2; CA2636627C; CA2636627A1; BRPI0620997B1

Description

L'invention est relative à une machine hydraulique, en particulier un moteur hydraulique, machine du genre de celles qui comprennent :

une enveloppe;
un piston propre à coulisser en mouvement alternatif dans l'enveloppe, le piston séparant deux chambres de l'enveloppe ;
des moyens de commutation hydraulique pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres séparées par le piston, ces moyens de commutation étant commandés par les déplacements du piston et comportant au moins une biellette agissant sur un organe de distribution pouvant prendre deux positions stables ;
et des moyens de déclenchement comprenant un poussoir propre à provoquer, en fin de course du piston, un changement brusque de la position des moyens de commutation, sous l'action d'un moyen élastique, pour l'inversion de la course.

Un moteur hydraulique de ce genre est connu, par exemple d'après EP-B-0 255 791 , ou d'après US-A-5505 224 ou d'après EP-B-1 151 196 . Ce moteur hydraulique peut servir. à entraîner un dispositif d'injection d'un additif dans un liquide principal assurant le fonctionnement du moteur.
Le nombre de pièces des moteurs hydrauliques de ce genre, connus à ce jour, est relativement important, notamment pour réaliser les moyens de déclenchement avec moyen élastique. Il en résulte des opérations de montage et de démontage relativement compliquées, ce qui ne facilite pas la fabrication ni la maintenance, par exemple pour le remplacement de pièces usées. Il est souhaitable, en outre, que les moyens de déclenchement soient formés par un mécanisme simple.
L'invention a donc pour but, surtout, de fournir une machine hydraulique du genre défini précédemment, notamment un moteur hydraulique, dont le montage et le démontage soient rendus plus simples et plus rapides. Il est souhaitable également de rendre la fabrication plus aisée avec un nombre de pièces réduit.
En outre, la solution proposée devrait permettre de supprimer toute pièce métallique, et notamment des ressorts métalliques, afin d'augmenter la résistance de la machine à des produits chimiques à doser. Il serait avantageux que l'injection du produit à doser, notamment produit chimique, ait lieu dans la seule chambre de sortie de la machine.
Il est souhaitable également d'améliorer les conditions dans lesquelles l'étanchéité entre les différentes sections du piston et la paroi de l'enveloppe est réalisée.
Selon l'invention, une machine hydraulique à mouvement alternatif, en particulier un moteur hydraulique, du genre défini précédemment est caractérisée en ce que le moyen élastique est solidaire; à chacune de ses extrémités, d'un organe d'articulation reçu respectivement dans un logement prévu sur la biellette et sur une autre pièce mobile de la machine, chaque logement étant ouvert suivant une direction sensiblement opposée au sens de l'effort exercé par le moyen élastique dans le logement, de sorte que chaque organe d'articulation du moyen élastique peut être extrait de son logement - ouverts à l'encontre dudit effort, le montage et le démontage s'en trouvant simplifiés.
L'organe d'articulation solidaire du moyen élastique à chacune de ses extrémités est avantageusement constitué par un pion cylindrique, transversal à la direction de l'effort exercé par le moyen élastique, formant axe d'articulation.
Le moyen élastique peut être constitué par une lame ressort en forme d'arc de courbe, en particulier sensiblement en forme de demi-cercle. Cette lame ressort est avantageusement réalisée en matière plastique et les pions d'articulation prévus à chaque extrémité sont moulés d'une seule pièce avec cette lame ressort.
Dans le cas d'une machine hydraulique différentielle avec un piston présentant une zone à grande section et une zone à plus petite section, les moyens de commutation peuvent comprendre un porte-clapets avec au moins un premier clapet dont le siège est prévu sur la petite section du piston, et au moins un deuxième clapet dont le siège est prévu sur la grande section du piston, chaque clapet comportant une tige attelée au porte-clapets, l'un des clapets étant situé du même côté que la biellette, pair rapport au piston; et l'autre clapet étant situé du côté opposé avec une tige qui traverse le siège pour assurer l'attelage au porte-clapets; l'attelage de la tige du clapet situé du côté opposé à la biellette est réalisé de préférence par un encliquetage sur le porte-clapets, cet encliquetage étant accessible du côté du piston où se trouve la biellette de sorte que le démontage du clapet et l'extraction du porte-clapets s'en trouvent facilités.
La biellette est articulée à son extrémité éloignée du moyen élastique en un point fixe relativement au piston Avantageusement, la biellette est solidaire, à son extrémité éloignée du moyen élastique, d'un axe d'articulation orienté transversalement à la biellette, reçu dans une échancrure prévue dans une paroi solidaire du piston et parallèle à l'axe du piston, cette échancrure étant ouverte dans le sens opposé à celui de l'effort exercé par le moyen élastique sur la biellette. L'axe de la biellette est simplement engagé dans cette échancrure, ce qui permet un démontage particulièrement simple et rapide.
De préférence deux biellettes élémentaires parallèles sont prévues, reliées entre elles par une traverse, chaque biellette élémentaire comportant à son extrémité voisine du moyen élastique un logement ouvert en regard de l'autre biellette pour recevoir une extrémité de l'axe d'articulation solidaire du moyen élastique.
Chaque biellette peut comporter deux branches parallèles entre lesquelles est prévu l'axe d'articulation sur le piston, cet axe étant moulé d'une seule pièce avec les deux branches de la biellette.
Le poussoir est solidaire en partie haute d'un portique avec deux parois qui entourent le moyen élastique, et au moins une échancrure s'ouvrant du côté opposé à la biellette, chaque échancrure recevant l'une des extrémités de l'axe- d'articulation du moyen élastique. Les deux parois encadrant le moyen élastique se prolongent du côté opposé à la tige est sont réunies par une traverse en partie haute, cette traverse constituant la butée haute du poussoir.
Les deux parois du portique peuvent comporter, de part et d'autre des zones munies des échancrures recevant l'axe d'articulation du moyen élastique, des saillies extérieures propres à coopérer avec des parois solidaires du piston pour le guidage du poussoir relativement au piston.
Le porte-clapets peut présenter la forme d'un cadre, vertical en position de fonctionnement, comportant sur ses deux côtés verticaux des nervures en saillie vers l'extérieur propres à coopérer avec des rainures de guidage correspondantes prévues dans le piston. Le côté horizontal inférieur du cadre comporte des logements ouverts permettant un attelage aisément démontable d'au moins un et de préférence deux clapets ayant leur siège sur la petite section du piston et situés du même côté que la biellette. Le côté horizontal supérieur du cadre se prolonge, à chaque extrémité, au-delà des montants verticaux et comporte des logements ouverts permettant de recevoir par simple encliquetage la tige d'un clapet, ayant son siège sur la grande section du piston, du côté opposé à la biellette.
Le porte-clapets peut comporter, sur son côté horizontal supérieur, un étrier en saillie vers le haut, encadrant par ses ailes latérales le moyen élastique formé par une lame en arc de courbe. Cet étrier est prévu pour assurer un fonctionnement en dérivation (by-pass) de la machine lorsqu'il vient en appui contre le couvercle de l'enveloppe.
Le piston est muni au niveau de sa grande section et de sa petite section de lèvres d'étanchéité orientées en sens opposé et tournées l'une vers l'autre. De préférence, ces lèvres d'étanchéité sont prévues sur des bagues circulaires démontables, et le piston est moulé d'une seule pièce.
Chaque bague d'étanchéité est avantageusement fixée au piston par un assemblage du type à baïonnette comportant des saillies radiales sur la surface interne du joint et des rainures périphériques correspondantes sur la surface externe du piston, avec rainures parallèles à l'axe géométrique du piston pour permettre la venue de chaque saillie du joint au droit d'une rainure périphérique correspondante du piston.
La bague prévue au niveau de la grande section du piston présente avantageusement un profil en V dont la concavité est tournée du côté de la petite section, et comporte du côté opposé une lèvre d'étanchéité tronconique dont le diamètre augmente en direction du couvercle de l'enveloppe.
La bague circulaire de la petite section du piston présente une section transversale en forme de V dont la concavité est tournée du côté de la grande section.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins :

Fig. 1 est une représentation schématique simplifiée en coupe verticale d'un moteur hydraulique selon l'invention.
Fig. 2 est une vue en perspective, en coupe verticale, d'un moteur hydraulique selon l'invention.
Fig. 3 est une coupe verticale partielle du moteur hydraulique suivant la ligne III-III de Fig. 4.
Fig. 4 est une coupe, verticale partielle suivant la ligne IV-IV de Fig. 3.
Fig. 5 est une vue en perspective du piston différentiel avec clapets, porte-clapets, moyen élastique et poussoir en place.
Fig. 6 est une vue en perspective éclatée du piston de Fig. 5 et des différentes pièces démontées.
Fig. 7 est une vue en perspective éclatée du piston seul et des joints démontés.
Fig. 8 est une vue de dessous du joint de la grande section du piston.
Fig. 9 est une coupe suivant la ligne. IX-IX de Fig. 8.
Fig. 10 est une coupe verticale du joint de la petite section du piston.
Fig.11 est une vue en perspective d'une variante de réalisation du poussoir en deux parties en cours d'assemblage, et
Fig.12 est une vue en perspective éclatée, semblable à Fig.7, d'une variante de réalisation du piston et des joints.

En se reportant aux dessins, notamment aux Fig. 1 et 2, on peut voir une machine hydraulique constituée par un moteur hydraulique différentiel à mouvement alternatif. La description qui suit concerne essentiellement un moteur différentiel, c'est-à-dire un moteur dont le piston présente deux zones de sections différentes, mais l'invention peut s'appliquer également à des moteurs à piston simple, ou à membrane à la place du piston.
Le moteur M comprend une enveloppe 1 constituée, d'un corps cylindrique 2 surmonté d'un couvercle 3 assemblé au corps 2 de manière démontable, notamment par vissage.
Un piston différentiel 4 est disposé dans l'enveloppe 1 pour coulisser en mouvement alternatif. Le piston 4 comporte, en partie haute, une zone 5 de grande section, en forme de couronne, dont la périphérie est en appui de manière étanche contre la paroi interne de l'enveloppe 1. Un fût 6 sensiblement cylindrique, coaxial à l'enveloppe 1 et de plus petit diamètre que la couronne 5 est solidaire de cette couronne et s'étend vers le bas. La partie inférieure du fût 6 coulisse de manière étanche dans on logement cylindrique 7 coaxial à l'enveloppe 1. Le fût 6 est fermé en partie basse par un fond 6a, constituant la zone de petite section du piston.
Le piston 4 sépare le volume intérieur de l'enveloppe 1 en deux chambres, respectivement 8 située au-dessous de la couronne 5, et 9 située au-dessus de la couronne 5. La chambre 8 est une chambre annulaire comprise entre l'enveloppe 1, la surface extérieure du logement 7 et la surface extérieure du fût 6. Une tubulure d'entrée 10 débouche en partie basse de la chambre 8. Le volume intérieur du logement 7 situé au-dessous du fond 6a du piston constitue une troisième chambre 11, ou chambre de sortie, à laquelle est raccordée une tubulure de sortie 12 d'axe orthogonal à celui de l'enveloppe.
Un manchon cylindrique 13 coaxial à l'enveloppe 1 s'étend vers le bas pour permettre le raccordement à un dispositif d'injection J d'un additif liquide dans la chambre 11 de sortie. Ce dispositif d'injection est actionné par le moteur dont le piston 4 est relié par une tige 4r à un moyen de pompage de l'additif. Pour plus de détails concernant ce type de moteur on pourra se reporter à EP 0255791 , EP 1 151 196 et WO 2004/05108 .
Des moyens de commutation hydraulique C sont prévus pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres 8, 9 séparées par le piston. Ces moyens de commutation C sont commandés par les déplacements du piston 4 et comportent une biellette 14 agissant sur un organe de distribution 15 pouvant prendre deux positions stables, Dans l'une des positions stables, la chambre 8 reçoit le liquide sous pression tandis que la chambre 9 est reliée à la sortie 12. Dans l'autre position de organe, de distribution 15, la chambre 9 reçoit le liquide sous pression et est isolée de la chambre 11.
Dans l'exemple représenté sur les dessins, l'organe de distribution 15 est constitué par un porte-clapets comprenant au moins un premier clapet 16 dont le siège est situé sous la couronné 5, le clapet 16 ayant une tête située dans la chambre 8. Le clapet 16 se ferme en se déplaçant de bas en haut selon les dessins. L'organe de distribution 15 est muni d'au moins un autre clapet 17 dont la tête est située dans la chambre 9. Le siège de chaque clapet 17 est situé sur le fond 6a. Le clapet 17 se ferme par un mouvement de descente contre son siège.
Le moteur comporte en outre des moyens de déclenchement comprenant un poussoir 18 propre à provoquer, en fin de course du piston, par venue en appui contre une butée, un changement brusque de la position des moyens de commutation C sous l'action d'un moyen élastique E, pour l'inversion de la course du piston.
La biellette 14 est articulée à une extrémité 14a sur un point fixe par rapport au piston 4. L'autre extrémité 14b de la biellettes peut se déplacer dans une fenêtre verticale 19 du porte-clapets et venir en butée contre l'une des deux extrémité de cette fenêtre, dans l'une des deux-positions stables de l'organe de distribution 15.
Selon l'invention comme visible sur Fig.2 et 6, le moyen élastique E est solidaire, à chacune de ses extrémités, d'un organe d'articulation 20a, 20b reçu respectivement dans un logement 21 prévu sur la biellette et 22 sur une autre pièce mobile de la machine, à savoir le poussoir 18 dans l'exemple représenté. Chaque logement 21, 22 est ouvert suivant une direction sensiblement opposée au sens de l'effort exercé par le moyen élastique E dans la paroi du logement considéré. Le démontage de l'organe d'articulation 20a, 20b de son logement s'effectue par un simple mouvement de translation en exerçant un effort contraire à celui du moyen élastique E. Le maintien des organes d'articulation 20a, 20b, dans leur logement est assuré par l'effort développé par le moyen élastique E.
Ce moyen élastique E est avantageusement constitué par une lame ressort 23 sensiblement en forme d'arc de courbe convexe, notamment sensiblement en demi-cercle. La lame 23 est solidaire à chaque extrémité d'un pion cylindrique orthogonal au plan de l'arc de courbe, ce pion constituant l'organe d'articulation 20a, 20b.
De préférence, la lame ressort 23 est réalisée en matière plastique, et est moulée d'une seule pièce avec les pions cylindriques 20a, 20b La lame ressort 23 tourne sa convexité du côté opposé au fond 6a du piston.
La billette 14 est articulée, à son extrémité 14a éloignée du logement 21 recevant le pion 20a, dans une échancrure 24 (Fig.6), fixe par rapport au piston 4.
La biellette 14 (Fig2 et 6) est avantageusement formée par deux biellettes élémentaires parallèles 25, 26 reliées entre elles par une traverse 27 plus proche de l'extrémité 14b que de l'autre extrémité 14a. Les extrémités des biellettes 25 et 26 formant l'extrémité 14b, ont une forme cylindrique d'axe-géométrique orthogonal à la direction longitudinale des biellettes. Chacune de ces extrémités cylindriques comporte un logement 21 tourné vers l'autre biellette élémentaires, et ouvert du côté opposé à l'extrémité 14a. Chaque logement 21 reçoit une extrémité du pion 20a qui fait saillie transversalement de part et d'autre de la lame 23. De préférence, un encliquetage du pion 20a dans le logement 21 est prévu.
Chaque biellette élémentaire 25, 26 comporte deux branches parallèles entre lesquelles est prévu, à l'extrémité 14a, un axe d'articulation 28 reçu dans l'échancrure 24 du piston. Un axe 28 est prévu pour chaque biellette élémentaire 25, 26. Chaque axe 28 est moulé d'une seule pièce avec les deux branches de la biellette élémentaire. Les deux biellettes élémentaires 25, 26 sont moulées d'une seule pièce avec la traverse 27 de sorte que la biellette 14 est constituée par une pièce unique en matière plastique.
Les échancrures 24 d'articulation sur le piston forment un logement sensiblement en demi-cercle pour un engagement libre d'un axe 28. Les échancrures 24 sont prévues dans des parois 29,30 parallèles entre elles et à l'axe géométrique du piston, équidistant de ces parois. L'écartement entre les parois 29, 30 est égal à l'écartement entre les axes d'articulation 28 des deux biellettes élémentaires, tandis que l'épaisseur des parois 29; 30 est inférieure à la distance entre les faces internes des deux branches parallèles d'une même biellette élémentaire. Chaque paroi 29, 30 est encadrée par deux branches parallèles d'une même biellette élémentaire.
Chaque échancrure 24 est ouverte dans le sens opposé à l'effort exercé par la lame élastique 23 sur la biellette 14, effort qui pousse et maintient chaque axe 28 en appui contre le fond de l'échancrure 24. L'axe 28 est simplement engagé dans l'échancrure 24, de préférence sans encliquetage. Le montage et le démontage de la biellette 14, avec ses deux axes 28 respectivement dans les échancrures 24, sont particulièrement simples et rapides.
Le poussoir 18, comme visible sur Fig.6, comprend une tige 31, par exemple à section cruciforme, guidée en coulissement dans un puits 32 (Fig.2) du piston. La tige 31 comporte, sensiblement à mi longueur, une gorge 33 pour recevoir un joint torique 34 assurant un coulissement étanche dans le puits 32. L'extrémité supérieure de la tige 18 est solidaire d'un cadre 35 comportant une embase transversale solidaire de l'extrémité supérieure de la tige 18. Le cadre 35 comporte également deux parois longitudinales 35a, 35b, parallèles à l'axe géométrique de la tige 18, encadrant la lame élastique 23 et reliées en tête par une traverse 36. Chaque paroi 35a, 35b comporte à-sa base solidaire de la tige 18 une échancrure 22 sensiblement en demi-cercle, s'ouvrant du côté opposé à la biellette 14. Chaque échancrure 22 reçoit l'une des extrémités du pion d'articulation 20b, de préférence avec encliquetage. Le cadre 35 forme une sorte de portique et la traverse 36 en partie haute constitue la butée haute du poussoir.
Les extrémités de la lame 23 ont de préférence une largueur réduite qui détermine l'écartement minimal admissible entre les faces en regard des parois intérieures d'extrémité des logements 21 ou 22.
Le poussoir 18 avec son cadre 35 est également réalisé d'une seule pièce en matière plastique. Le montage ou le démontage du pion 20b dans les logements 22 est particulièrement simple et rapide, par déformation élastique de la lame 23.
Les deux parois longitudinales 35a, 35b du portique 35 comportent vers l'extérieure, de part et d'autre des zones munies des échancrures 22, des saillies 37, par exemple en forme de tronc de pyramide, limitées par une face sommitale plane parallèle à l'axe géométrique de la tige 31 et orthogonale au pion 20b. Les saillies 37 sont propres à coopérer avec des parois 38 (Fig.5 et 6) en forme de dièdre droit, solidaires du piston, assurant le guidage du portique 35. Les, parois 38 se raccordent aux parois 30 suivant une arête parallèle à l'axe du piston, du côté opposé aux échancrures 24.
Les clapets 16, 17 sont montés sur le porte-clapets 15 (Fig.6) ayant sensiblement la forme d'un cadre 39, vertical en position de fonctionnement du moteur, comportant sur ses deux côtés verticaux des nervures 40 en saillie vers l'extérieur, propres. à coopérer avec des rainures de guidage (non visibles) prévues dans le piston 4. Le côté horizontal inférieur du cadre 39 comporte deux logements ouverts 41 permettant un attelage, avec encliquetage de la tige cylindrique d'un clapet 17, par une translation perpendiculaire au plan du cadre 39. Les bords inférieurs de chaque logement 41 sont logés, avec un certain jeu suivant une direction parallèle à l'axe du piston, entre deux collerettes ou disques 42a, 42b (Fig.4) solidaires de la tige du clapet. Le clapet proprement dit est constitué par un disque comportant à sa périphérie une gorge 43 (Fig.4) pour recevoir un joint d'étanchéité.
Les sièges respectifs des clapets 17 sont prévus sur le fond 6a de petite section du piston 4. Les clapets 17 sont situés du côté de la biellette 14 par rapport au piston 4.
Le côté horizontal supérieur- du cadre 39 (Fig.6) se prolonge au-delà des montants verticaux du cadre et comporte, à chaque extrémité, un logement 44 ouvert latéralement, à section transversale supérieure à un demi-cercle pour recevoir avec encliquetage une tige cylindrique 45 (Fig.4) solidaire du clapet 16. La tige 45 comporte deux collerettes en saillie radiale entre lesquelles vient se loger la paroi du logement 44. Deux clapets 16 sont prévus auxquels correspondent deux sièges 45 sur la grande section 5 du piston, symétriquement par rapport à un plan passant par l'axe du piston et orthogonal à l'axe de pivotement de la biellette 14.
Les clapets 16 sont orientés avec leur tige 45 dirigée vers le haut qui est engagée à travers l'ouverture du siège pour être accrochée au logement 44, du même côté de la grande section 5 que la biellette 14. Lorsque le couvercle 3 est démonté, il est possible d'accéder aux tiges 45 des clapets 16 pour les engager dans les logements 44, ou les en dégager.
Le porte-clapets 15, 39 comporte avantageusement, sur son côté horizontal supérieur, un étrier 46 en saillie vers le haut encadrant, par ses ailes latérales, la lame élastique 23 (Fig.5). Cet étrier 46 est prévu pour assurer, lorsqu'il vient en appui contre le couvercle 3 de l'enveloppe, par exemple par suite d'une défaillance d'une pièce du moteur, un fonctionnement de la machine en dérivation (by-pass), les clapets étant maintenus ouverts.
Le porte-clapets. 15, 39 forme une pièce unique qui peut être réalisée en matière plastique moulée:
Des colonnettes 47, trois par exemple, à section transversale en étoile à trois branches, solidaires de la grande section 5 du piston, font saillie vers le haut parallèlement à l'axe du piston et sont réparties à 120° l'une de l'autre au voisinage de la périphérie du piston. Les colonnettes 47 constituent des butées mécaniques de sécurité contre le couvercle 3 de l'enveloppe en cas de rupture d'une pièce ou d'un surdébit , la hauteur de ces colonnettes 47 étant prévue en conséquence.
Le piston 4 est muni, au niveau de sa grande section et de sa petite section, de lèvres d'étanchéité 48, 49 (Fig.6. et 7) tournées l'une vers l'autre.
Les lèvres d'étanchéité 48, 49 sont prévues sur des bagues d'étanchéité circulaires démontables 50,-51, bien visibles sur Fig.7. Le piston 4 peut ainsi être moulé d'une seule pièce, avantageusement en matière plastique.
Chaque bague d'étanchéité 50,'51 est avantageusement fixée au piston 4 par un assemblage du type à baïonnette comportant des saillies radiales 52, 53 sur la surface interne des bagues respectives 50, 51. Les saillies 52, 53 sont propres à coopérer avec des rainures périphériques correspondantes 54, 55 prévues sur la surface externe de la grande section et de la petite section du piston. Des dégagements- 56, 57 à génératrices parallèles à l'axe du piston sont prévus sur la périphérie extérieure des grande et petite sections pour permettre d'amener les saillies radiales 52, 53 en face de l'entrée des rainures périphériques 54, 55 par un mouvement de translation parallèle à l'axe du piston. Puis, par une rotation autour de cet axe du piston, les nervures 52, 53 sont engagées dans les rainures 54, 55 avec blocage de la bague d'étanchéité correspondante 50, 51. Le démontage des bagues 50, 51. s'effectue rapidement par un mouvement inverse.
Comme visible sur Fig.9, la bague d'étanchéité 50 prévue au niveau de la grande section du piston présenté un profil en V dont la concavité est tournée vers la petite section, c'est-à-dire vers le bas selon la représentation des dessins. Ce profil en V est limité du côté extérieur par la lèvre 48 qui assure l'étanchéité contre la paroi de l'enveloppe et, du côté intérieur, par une lèvre 58 légèrement tronconique qui assure l'étanchéité contre le piston.
La bague 50 comporte, du côté opposé aux lèvres 48,58 une autre lèvre d'étanchéité 59 tronconique tournée en sens opposé, dont le diamètre augmente en direction du couvercle de l'enveloppe. Cette lèvre 59 assure une protection de la zone d'étanchéité entre piston et enveloppe, au niveau de la lèvre 48, contre une retombée de particules abrasives.
La bague circulaire 51 de la petite section du piston présente une section transversale en forme de V dont la concavité est tournée du côté de la grande section, c'est-à-dire vers le haut selon Fig.7. La branche extérieure du V forme la lèvre d'étanchéité 49 entre piston et enveloppe.
La paroi extérieure du piston .4, comme visible sur Fig.6, comporte deux zones en creux telles que 4a, s'étendant sous les sièges des clapets 16 et permettant leurs déplacements verticaux alternatifs.
Le montage du moteur M peut être effectué de la manière suivante.
Les bagues d'étanchéité 50,51, montrées sur Fig.7, peuvent être assemblées au piston 4, par la fixation à baïonnette, avant mise en place des clapets.
Un sous-ensemble (Fig. 6) peut être constitué en engageant le pion 20b de la lame élastique 23 dans les échancrures 22 du poussoir 18, tandis que le pion 20a est engagé dans les logements 21 de la biellette 14. Ce sous-ensemble peut ensuite être mis en place dans le piston 4 en engageant la tige 31 du poussoir 18 dans le puits de guidage 32 et en engageant les axes 28 de la biellette 14 dans les échancrures 24.
Le maintien de la lame 23, par encliquetage du pion 20a dans les logements 21 de la biellette et du pion 20b dans les échancrures 22, facilite la manipulation du sous-ensemble (biellette 14-lame élastique 23 - poussoir 18) lors du montage.
Un autre sous-ensemble est préparé à partir du porte-clapets 15,39 dans la partie inférieure duquel sont encliquetés les clapets 17, Le porte-clapets 15,39. est ensuite engagé dans le piston 4 selon un mouvement de descente verticale en introduisant les nervures 40 dans les rainures de guidage correspondantes du piston.
Les clapets 16 avec leurs tiges dirigées vers le haut sont ensuite présentés au-dessous de la couronne 5. On fait ensuite passer la tige 45 de chaque clapet 16 par l'ouverture du siège correspondant afin d'encliqueter l'extrémité supérieure de cette tige dans le logement 44 du porte-clapets 15,39.
L'ensemble du piston, du poussoir, de la biellette et du porte-clapets est réalisé. Il suffit alors d'engager le piston dans le corps 2, puis d'assembler le couvercle 3 au corps 2 par vissage.
Les opérations de démontage ou de remplacement de pièces défaillantes se déduisent des explications précédentes et sont extrêmement simples et rapides.
Le fonctionnement du moteur est semblable à celui décrit dans EP1 151 196 et ne sera que brièvement rappelé avec référence à Fig. 1 où le piston 4 est en course ascendante. Le liquide sous pression, généralement de l'eau, arrive par l'entrée 10. Les clapets 16 sont fermés alors que les clapets 17 sont ouverts, permettant le refoulement du liquide de la chambre 9 vers la chambre 11 et la sortie 12.
En fin de course ascendante, le poussoir 18 vient en appui contre une butée liée au couvercle 13, ce qui provoque sous l'effet de la lame ressort 23 le basculement de la biellette 14 vers l'autre position stable basse, avec déplacement du porte-clapets 15 vers le fond 6a du piston. Les clapets 17 se ferment tandis que les clapets 16 s'ouvrent. Le liquide - sous pression passe dans la chambre 9 fermée et le mouvement du piston est inversé.
En fin de course descendante, le poussoir 18 par son, extrémité inférieure rencontre une butée G solidaire de l'enveloppe, ce qui provoque un nouveau basculement de la biellette 14 vers la position relevée et un déplacement du porte-clapets 15 entraînant la fermeture des clapets 16 et l'ouverture des clapets 17. Le mouvement du piston 5 est de nouveau inversé et le piston repart en course montante.
Fig. 11 illustre une variante de réalisation du poussoir 18 dont la tige 31 a est réalisée en deux parties 31 b, 31 c assemblées de manière démontable. La partie supérieure 31 b se prolonge vers le bas par un fût cylindrique 31d de diamètre extérieur inférieur à celui de la partie haute de 31b. La partie inférieure 31c est tubulaire cylindrique pour recevoir le fût 31d. Un verrouillage est prévu entre les deux pièces, notamment par un système à baïonnette 31e, 31f prévu à l'extrémité inférieure des pièces. Le joint de poussoir est avantageusement constitué par une bague 34a en matière plastique à section en V, à double lèvre semblable à là bague 51, mais de plus petit diamètre La concavité du V est de préférence tournée vers le haut. La bague 34a est montée sur la partie inférieure 31c avec un système de fixation à baïonnette quart de tour, semblable à celui décrit à propos des Fig.7 à 9. Ce montage permet un changement aisé de la bague 34c en cas d'usure et un choix de matière plastique, pour la bague 34a, présentant une bonne inertie chimique à l'égard des liquides traversant le moteur et le doseur.
Fig.12 illustre une variante de réalisation des bagues- d'étanchéité démontables 50, 51. Selon cette variante, un encliquetage des bagues 50,51 sur le piston 4 est prévu en fin de rotation de l'assemblage à baïonnette. Pour cela, la bague 50 comporte une saillie radiale vers l'intérieur 52a prévue à une extrémité d'une nervure 52. Une fenêtre correspondante 52b est prévue dans la paroi latérale du piston de manière qu'en fin de rotation de l'assemblage, la saillie 52a entre dans là fenêtre 52b. Un verrouillage en rotation de la bague 50 est ainsi réalisé et permet d'empêcher un démontage indésirable de la bague 50 en fonctionnement. Pour démonter la bague 50, à l'aide d'un outil on pousse de l'intérieur, à travers la fenêtre 52b, la saillie 52a vers l'extérieur pour la dégager de la fenêtre.
Une disposition semblable est prévue pour la bague inférieure 51 qui comporte une saillie radiale intérieure 53a, à une extrémité d'une nervure 53, pour s'engager dans une fenêtre, non visible sur le dessin, du piston 4.
Le moteur hydraulique, plus généralement la machine hydraulique, selon l'invention peut être réalisé entièrement en matière plastique, y compris les moyens élastiques E formés par la lame 23, et présente une grande résistance aux produits chimiques sans aucune pièce métallique.
Le nombre de pièces constitutives de la machine est considérablement réduit. Le montage et la maintenance sont simplifiés et rendus plus aisés.
La bague d'étanchéité 50 de la grande section du piston intègre une lèvre de protection 59. Les bagues d'étanchéité démontables 50,51 permettent de conserver les sens d'étanchéité opposés pour obtenir l'injection du produit additif entrant par-le manchon 13 dans la chambre dé sortie 11.
Le mécanisme de commande du basculement de la biellette 14 et du chargement de position du porte clapets 15, 39 est particulièrement simple du type à trois points.

Claims

Machine hydraulique, en particulier un moteur hydraulique comprenant :
- une enveloppe (1);

- un piston (4) propre à coulisser en mouvement alternatif dans l'enveloppe, le piston séparant deux chambres (8,9) de l'enveloppe ,

- des moyens de commutation hydraulique (C) pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres séparées par le piston, ces moyens de commutation étant commandés par les déplacements du piston et comportant au moins une biellette (14) agissant sur un organe de distribution (15) pouvant prendre deux positions stables ;

- et des moyens de déclenchement comprenant un poussoir (18) propre à provoquer, en fin de course du piston, un changement brusque de la position des moyens de commutation, sous l'action d'un moyen élastique, (E), pour: l'inversion de la course,
caractérisée en ce que le moyen élastique (E) est solidaire, à chacune de ses extrémités, d'un organe d'articulation (20a; 20b): reçu respectivement dans un logement (21,22) prévu sur la biellette et sur une autre pièce mobile (18) de la machine, chaque logement (21,22) étant ouvert suivant une direction sensiblement opposée au sens de l'effort exercé par le moyen élastique (E) dans le logement, de sorte que chaque organe d'articulation (20a, 20b) peut. être extrait de son logement ouvert (21,22) à l'encontre dudit effort, le montage et le démontage s'en trouvant simplifiés.
Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe-d'articulation solidaire du moyen élastique (E) à chacune de ses extrémités est constitué par un pion cylindrique (20a, 20b), transversal à la direction de l'effort exercé par le moyen élastique (E), formant axe d'articulation.
Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen élastique (E) est constitué par une lame ressort (23) en forme d'arc de courbe.
Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la lame ressort (23) est réalisée en matière plastique et les pions d'articulation (20a, 20b) prévus à chaque extrémité sont moulés d'une seule pièce avec cette lame ressort.
Machine hydraulique différentielle, selon l'une quelconque des revendications précédentes, avec un piston présentant une zone (5) à grande section et une zone (6) à plus petite section, les moyens de commutation (C) comprenant un porte-clapets (15) avec au moins un premier clapet (17) dont le siège est prévu sur la petite section (6) du piston, et au moins un deuxième clapet (16) dont le siège est prévu sur la grande section (5) du piston, caractérisée en ce que chaque clapet comporte une tige attelée au porte-clapets, l'un des clapets (17) étant situé du même côté que la biellette, (14), par rapport au piston, et l'autre clapet étant (16) situé du côté opposé avec une tige qui traverse le siège pour assurer l'attelage au porte-clapets (15).
Machine hydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'attelage de la tige du clapet (16) situé du côté opposé à la biellette (14) est réalisé par un encliquetage sur le porte-clapets (15), cet encliquetage étant accessible du côté du piston (4) où se trouve la biellette (14) de sorte que le démontage du clapet et l'extraction du porte-clapets (15) s'en trouvent facilités.
Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la biellette (14) est articulée à son extrémité éloignée du moyen élastique en une zone (24) fixe- relativement au-piston (4).
Machine hydraulique selon la revendication 7, caractérisée en ce que la biellette (14) est solidaire, à son extrémité éloignée du moyen élastique, d'un axe d'articulation (28) orienté transversalement à la biellette, reçu dans une échancrure (24) prévue dans une paroi solidaire du piston, cette échancrure (24) étant ouverte dans le sens opposé à celui de l'effort exercé par le moyen élastique (E) sur la biellette.
Machine hydraulique selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que deux biellettes élémentaires (25,26) parallèles sont prévues, reliées entre elles par une traverse (27), chaque biellette élémentaire comportant à son extrémité voisine du moyen élastique (E) un logement (21) ouvert en regard de l'autre biellette élémentaire pour recevoir une extrémité de l'axe d'articulation (20a) solidaire du moyen élastique.
Machine hydraulique selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque biellette élémentaire (25,26) comporte deux branches parallèles entre lesquelles est prévu l'axe d'articulation (28) sur le piston (4), cet axe (28) étant moulé d'une seule pièce avec les deux branches de la biellette.
Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poussoir (18) est solidaire en partie haute d'un cadre (35) avec deux parois (35a, 35b) qui entourent le moyen élastique, et au moins une échancrure (22) s'ouvrant du côté opposé à la biellette (14), chaque échancrure (22) recevant l'une des extrémités de l'axe d'articulation (20b) du moyen élastique (E).
Machine hydraulique selon la revendication 10, caractérisée en ce que les deux parois (35a, 35b) entourant le moyen élastique se prolongent, du côté opposé à la tige de poussoir et sont réunies par une traverse (36) en partie haute, cette traverse constituant la butée haute du poussoir.
Machine: hydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que le porte-clapets- (15) présente la forme d'un cadre (39), vertical en position de fonctionnement, comportant sur ses deux côtés verticaux des nervures (40) en saillie vers l'extérieur propres à coopérer avec des rainures de guidage correspondantes prévues dans le piston.
Machine hydraulique selon la revendication 13, caractérisée en ce que le côté horizontal inférieur du cadre (39), comporte des logements ouverts (41) permettant un attelage aisément démontable de clapets (17) ayant leur siège sur la petite section (6a) du piston et situés du même côté que la biellette (14).
Machine hydraulique selon la revendication 14, caractérisée en ce que le côté horizontal supérieur du cadre se prolonge, à chaque extrémité, au-delà des montants verticaux et comporte des logements ouverts (44) permettant de recevoir par simple encliquetage la tige d'un clapet (16), ayant son siège sur la grande section du piston, du côté opposé à la biellette (14).
Machiné hydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que le piston (4) est muni au niveau de sa grande section (5) et de sa petite section (6a) de lèvres d'étanchéité (48,49) orientées en sens opposé et tournées l'une vers l'autre.
Machine hydraulique selon la revendication 16, caractérisée en ce que les lèvres d'étanchéité sont prévues sur des bagues circulaires démontables (50, 51), et le pison (4) est moulé d'une seule pièce.
Machine hydraulique selon la revendication 17, caractérisée en ce que chaque bague d'étanchéité (50,51) est fixée au piston par un assemblage du type à baïonnette comportant des saillies radiales (52,53) sur la surface interne de la bague et des rainures périphériques correspondantes (54,55) sur la surface externe du piston, avec rainures (56,57) parallèles à l'axe géométrique du piston pour permettre la venue de chaque saillie du joint au droit d'une rainure périphérique correspondante du piston.
Machine hydraulique selon la revendication 17 ou 18, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité (50) prévue au niveau de la grande section du piston présente un profil en V dont la concavité est tournée du côté de la petite section, et comporte du côté opposé une lèvre d'étanchéité tronconique (59) dont le diamètre augmente en direction du couvercle de l'enveloppe.
Machine hydraulique selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisée en ce que la bague circulaire (51) de la petite section du piston présente une section-transversale en forme de V dont la concavité est tournée du côté de la grande section.