FR2532367A1

FR2532367A1 - Pump with axial pistons integral with runners sliding on an inclined surface

Info

Publication number: FR2532367A1
Application number: FR8214545A
Authority: FR
Inventors: Jacques Faisandier
Original assignee: Bronzavia SA
Current assignee: Bronzavia SA
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1982-08-24
Publication date: 1984-03-02
Also published as: FR2532367B1

Abstract

Pump with axial pistons 8 moving in cylinders 5 of a rotating barrel 2, these pistons, in order to permit their displacement, being integral with runners 15 applied against a surface 17 inclined in relation to the normal to the axis of rotation and each cylinder 5, in the course of one revolution of the barrel, being alternately connected to the intake side and to the delivery side of the pump. The pump is characterised in that all the runners 15 are integral with a single part 30, which is translationally fixed in relation to them.

Description

POMPE A PISTONS AXIAUX SOLIDAIRES
DE PATINS GLISSANT SUR UNE SURFACE INCLINEE.SOLIDAR AXIAL PISTON PUMP
SKATES SLIDING ON AN INCLINED SURFACE.

L'invention est relative à une pompe à pistons axiaux. The invention relates to an axial piston pump.

Les pompes de ce genre sont notamment destinées à mettre sous pression un fluide pour transmettre à distance de la puissance. Pumps of this kind are especially intended to pressurize a fluid to transmit power at a distance.

A titre d'exemple, on utilise ces pompes pour mettre de l'huile sous pression à bord d'avions afin de commander le déplacement de certains organes tels que le train d'atterrissage, les freins ou la gouverne. Une telle pompe comporte un barillet tournant dans lequel sont percés des cylindres d'axes parallèles à l'axe de rotation dans chacun desquels coulisse un piston. Pour permettre ce coulissement chaque piston est solidaire d'un patin appliqué contre une surface fixe de direction inclinée par rapport à la direction perpendiculaire à l'axe de rotation. Chaque cylindre communique au cours de la rotation du barillet, avec la canalisation d'aspiration lorsque grandit le volume de ce cylindre non occupé 'par le piston et avec la canalisation de refoulement lorsque ce volume diminue.Ainsi chaque ensemble cylindre-piston. fonctionne, au cours d'un tour du barillet, à la manière d'une seringue qui refoule au cours du deuxième demi-tour le fluide aspiré au cours du premier demi-tour.By way of example, these pumps are used to put pressurized oil on board aircraft in order to control the movement of certain members such as the landing gear, the brakes or the control surface. Such a pump comprises a rotating barrel in which are drilled cylinders with axes parallel to the axis of rotation in each of which slides a piston. To allow this sliding, each piston is integral with a shoe applied against a fixed surface with a direction inclined with respect to the direction perpendicular to the axis of rotation. Each cylinder communicates during the rotation of the barrel, with the suction line when the volume of this cylinder not occupied by the piston increases and with the discharge line when this volume decreases. Thus each cylinder-piston assembly. operates, during a revolution of the barrel, in the manner of a syringe which delivers during the second half-turn the fluid sucked during the first half-turn.

Dans les pompes de ce type connues jusqu'à présent, l'application des patins solidaires des pistons contre la surface inclinée est effectuée, soit à l'aide d'un ressort exerçant son action sur une plaque en contact avec les patins, soit à l'aide 'de pièces fixes faisant intervenir un frottement contre les patins. On a constaté que ces moyens d'application ne permettent un fonctionnement satisfaisant de la pompe que si la surface contre laquelle sont appliqués les patins est relativement-peu inclinée, d'un angle d'au maximum de l'ordre de 18", par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation. Dans ces conditions, pour une cylindrée donnée, le rende ment est faible et les dimensions sont importantes. In pumps of this type known hitherto, the application of the pads integral with the pistons against the inclined surface is carried out, either using a spring exerting its action on a plate in contact with the pads, or using 'fixed parts involving friction against the pads. It has been found that these application means allow satisfactory operation of the pump only if the surface against which the pads are applied is relatively slightly inclined, by an angle of at most of the order of 18 ", by compared to a plane perpendicular to the axis of rotation. Under these conditions, for a given displacement, the efficiency is low and the dimensions are large.

Dans la pompe à pistons axiaux selon l'invention, la surface d'application des patins est d'une inclinaison supérieure, ce qui autorise un meilleur rendement et des dimensions plus réduites pour une même cylindrée. In the axial piston pump according to the invention, the application surface of the pads is of a greater inclination, which allows better efficiency and smaller dimensions for the same displacement.

L'invention met à profit le fait que les forces qui tendent à appliquer les patins contre la surface inclinée ont une valeur supérieure aux forces s'exerçant en sens contraire et, qu'en outre, le nombre de pistons sur lesquels s'exercent des forces tendant à appliquer les patins correspondants contre la surface inclinée est supérieur au nombre de pistons sur lesquels s'exercent des forces en sens contraire. The invention takes advantage of the fact that the forces which tend to apply the pads against the inclined surface have a value greater than the forces acting in the opposite direction and, moreover, the number of pistons on which are exerted forces tending to apply the corresponding pads against the inclined surface is greater than the number of pistons on which forces are exerted in the opposite direction.

La pompe selon l'invention est caractérisée en ce que tous les patins sont solidaires d'une même pièce, telle qu'une plaque, qui est immobilisée en translation par rapport à ces derniers. Avec cette disposition, pour la raison expliquée ci-dessus (les forces d'application contre la surface inclinée du plateau prédominent sur les forces en sens contraire), tous les patins sont correctement appliqués contre ladite surface inclinée. The pump according to the invention is characterized in that all the pads are integral with the same part, such as a plate, which is immobilized in translation relative to the latter. With this arrangement, for the reason explained above (the forces of application against the inclined surface of the plate prevail over the forces in the opposite direction), all the pads are correctly applied against said inclined surface.

Dans une réalisation chaque patin présente une embase et une collerette entre lesquelles est emprisonnée ladite pièce de retenue des patins. In one embodiment, each shoe has a base and a collar between which said shoe retaining piece is trapped.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de l'un de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une pompe selon l'invention,
- la figure 2 montre les lumières d'admission et de refoulement de la pompe de la figure 1,
- la figure 3 est une vue partielle en coupe d'un patin solidaire d'un piston et de l'organe contre lequel il est appuyé,
- la figure 4 est une vue de face d'un disque, et
- la figure 5 est une vue schématique en perspective du plateau présentant la surface inclinée et des moyens pour faire varier l'inclinaison de ce plateau. Other characteristics and advantages of the invention will appear with the description of one of its embodiments, this being carried out with reference to the attached drawings in which:
FIG. 1 is a schematic view in axial section of a pump according to the invention,
FIG. 2 shows the intake and discharge ports of the pump in FIG. 1,
FIG. 3 is a partial sectional view of a pad integral with a piston and the member against which it is supported,
FIG. 4 is a front view of a disc, and
- Figure 5 is a schematic perspective view of the tray having the inclined surface and means for varying the inclination of this tray.

Dans l'exemple la pompe est du type Janney et est destinée à engendrer une pression d'huile de l'ordre de 500 ou 600 bars pour la commande d'organes auxiliaires à bord d'un avion alors que les pompes du même genre connues jusqu'à présent ne permettent d'atteindre que des pressions de l'ordre de 200 bars. In the example, the pump is of the Janney type and is intended to generate an oil pressure of the order of 500 or 600 bars for the control of auxiliary members on board an aircraft while pumps of the same kind known. until now only achieve pressures of the order of 200 bars.

Un arbre (figure 1) entrainé en rotation par un moteur (non représenté) fait tourner un barillet 2 grâce à des cannelures 3 que présente cet arbre et des rainures correspondantes dans l'ouverture centrale 4 dudit barillet. A shaft (Figure 1) driven in rotation by a motor (not shown) rotates a barrel 2 by means of grooves 3 that this shaft has and corresponding grooves in the central opening 4 of said barrel.

Ce barillet présente sept trous cylindriques 5 (51 à 57) d'axes 6 (61 à 67) parallèles à l'axe 7 de l'arbre 1 et régulièrement répartis autour de cet axe 7: en projection. sur un plan perpendiculaire à l'axe les axes 6 sont tous sur un même cercle centré sur l'axe 7. This barrel has seven cylindrical holes 5 (51 to 57) of axes 6 (61 to 67) parallel to the axis 7 of the shaft 1 and regularly distributed around this axis 7: in projection. on a plane perpendicular to the axis the axes 6 are all on the same circle centered on the axis 7.

Dans chacun des trous cylindriques 5 coulisse un piston 8 afin de ménager une chambre 9 de volume variable dans la partie du cylindre 5 non remplie par ledit piston. Cette chambre 9 est, au cours de la rotation du barillet, en communication, grâce à un orifice 10 dudit barillet 2 qui est coaxial au cylindre 5 et de plus petit diamètre, avec une lumière d'aspiration 11 et une lumière de refoulement 12 (figure 2). L'orifice 10 a en général une forme ovale ou en "haricot". Les lumières 11- et 12 font partie d'une platine de distribution 13 qui n'est pas entrainée en rotation par l'arbre 1. Elles s'étendent sur un arc d'un même cercle centré sur l'axe 7 et dont chacun correspond à un angle légèrement inférieur à 1800. In each of the cylindrical holes 5 slides a piston 8 in order to provide a chamber 9 of variable volume in the part of the cylinder 5 not filled by said piston. This chamber 9 is, during the rotation of the barrel, in communication, thanks to an orifice 10 of said barrel 2 which is coaxial with the cylinder 5 and of smaller diameter, with a suction light 11 and a discharge light 12 ( figure 2). The orifice 10 generally has an oval or "bean" shape. The lights 11- and 12 are part of a distribution plate 13 which is not rotated by the shaft 1. They extend over an arc of the same circle centered on the axis 7 and each of which corresponds to an angle slightly less than 1800.

L'extrémité opposée de chaque piston 8 présente un logement sphérique 13, formé par sertissage, pour une rotule 14 faisant partie d'un patin 15 dont la face d'extrémité 16 (figure 3) est appliquée contre une surface plane 17 inclinée par rapport à la normale à l'axe 7. The opposite end of each piston 8 has a spherical housing 13, formed by crimping, for a ball joint 14 forming part of a shoe 15 whose end face 16 (FIG. 3) is applied against a flat surface 17 inclined relative to normal to axis 7.

L'inclinaison de cette surface 17 peut être variée grâce à deux vérins 18 et 19 (figure 5) agissant sur des ergots respectifs 20 en saillie dès faces d'extrémités 21 et 22 d'un bloc semicylindrique 23 dont la grande face plane constitue la surface inclinée 17. The inclination of this surface 17 can be varied by means of two jacks 18 and 19 (FIG. 5) acting on respective lugs 20 projecting from the end faces 21 and 22 of a semi-cylindrical block 23 whose large flat face constitutes the inclined surface 17.

La partie 60 du piston 8 qui présente le logement 13 est de plus grand diamètre que la partie 61 à l'opposé. Le diamètre de la rotule 14 est égal au (ou voisin du) diamètre de la partie 61. Ces dispositions réduisent l'usure du piston et de la rotule grâce à l'équilibrage des forces aux deux extrêmités du piston. Elles permettent également de mieux résister au moment fléchissant au droit de l'encastrement du piston dans le barillet. La forme saillante, cônique ou troncônique d'axe 7, de l'extrêmité 101 du barillet du côté des patins contribue à la réduction dudit moment fléchissant. The part 60 of the piston 8 which has the housing 13 is of larger diameter than the part 61 on the opposite. The diameter of the ball joint 14 is equal to (or close to) the diameter of the part 61. These provisions reduce wear on the piston and on the ball joint by balancing the forces at the two ends of the piston. They also make it possible to better resist the bending moment at the right of the recess of the piston in the barrel. The protruding, conical or frusto-conical shape of axis 7, of the end 101 of the barrel on the side of the pads contributes to the reduction of said bending moment.

C'est l'inclinaison de la surface 17 qui permet, au cours de la rotation du barillet 2, de déplacer chaque piston 8 dans son cylindre correspondant 5 et ainsi de faire varier le volume de la chambre 9. It is the inclination of the surface 17 which makes it possible, during the rotation of the barrel 2, to move each piston 8 in its corresponding cylinder 5 and thus to vary the volume of the chamber 9.

Lorsque, au cours d'un premier demi-tour, un piston s'éloigne de l'orifice 10, ce dernier est en communication avec la lumière il d'aspiration. Au cours du demi-tour suivant ce même piston qui se rapproche de l'orifice 10, et donc diminue le volume de la chambre 9, est en communication avec la lumière 12 de refoulement. Chaque ensemble piston 8, cylindre 5, fonctionne donc à la manière d'une seringue qui au cours d'un premier demi-tour aspire du liquide dans la canalisation d'aspiration 131 et au cours du dèmi-tour suivant refoule ce liquide dans la canalisation de refoulement 132. When, during a first half-turn, a piston moves away from the orifice 10, the latter is in communication with the suction light. During the U-turn following this same piston which approaches the orifice 10, and therefore decreases the volume of the chamber 9, is in communication with the discharge light 12. Each piston 8, cylinder 5, assembly therefore operates in the manner of a syringe which during a first half-turn sucks liquid into the suction pipe 131 and during the next half-turn pushes this liquid back into the discharge line 132.

De façon en soi connue, chaque piston 8 présente un canal axial 24 communiquant avec un canal axial 25 de la rotule 14 et du patin 15 de manière que de l'huile soit injectée sur la partie de la surface 17 sur laquelle repose le patin afin de réaliser un équilibre hydrostatique et d'assurer la lubrification.
Selon une disposition importante de l'invention tous les patins 15 sont solidaires d'une même plaque 30 en forme générale de disque qui dans sa partie centrale présente, sur sa face 31 tournée vers le barillet, une creusure 32 en forme de calotte sphérique recevant une calotte sphérique 33 de même rayon et se trouvant en bout de l'arbre 1.La coopération de cette calotte 33 et de la creusure 32 de la plaque 30, d'une part, limite les déplacements de cette plaque 30 parallèlement à la surface 17 et, d'autre part, contribue à l'appli cation des patins contre ladite surface 17. La calotte 33 est solidaire d'une tige filetée 331 coopérant avec un taraudage correspondant à l'extrémité de l'arbre 1.In a manner known per se, each piston 8 has an axial channel 24 communicating with an axial channel 25 of the ball joint 14 and of the pad 15 so that oil is injected on the part of the surface 17 on which the pad rests achieve hydrostatic balance and provide lubrication.
According to an important arrangement of the invention, all the pads 15 are integral with the same plate 30 in the general shape of a disc which in its central part has, on its face 31 facing the barrel, a recess 32 in the form of a spherical cap receiving a spherical cap 33 of the same radius and located at the end of the shaft 1. The cooperation of this cap 33 and the recess 32 of the plate 30, on the one hand, limits the movements of this plate 30 parallel to the surface 17 and, on the other hand, contributes to the application of the pads against said surface 17. The cap 33 is integral with a threaded rod 331 cooperating with a thread corresponding to the end of the shaft 1.

Le disque 30 comporte sept trous 34 (Figs.3 et 4) régulièrement répartis autour de son axe 35 et qui permettent la fixation des patins correspondants 15 à ce disque 30. The disc 30 has seven holes 34 (Figs.3 and 4) regularly distributed around its axis 35 and which allow the fixing of the corresponding pads 15 to this disc 30.

A cet effet, chaque patin 15 est en deux parties 36 et 37. La première partie 36 présente un trou central taraudé recevant le filetage d'une partie tubulaire 38 de la seconde partie 37. Cette première partie 36 comporte en outre une embase 39 se terminant par la surface 16 appliquée contre la surface 17 et de plus grand diamètre que celui du trou 34 de façon que sa face 40 à l'opposé de la surface 16 soit, autour du trou 34, appliquée contre la face 41 du disque 30 opposée à la face 31. Cette embase 39-est prolongée à l'opposé de la surface 17 par une partie cylindrique 42 de plus faible diamètre que le trou 34 et pénétrant à l'intérieur de ce dernier. For this purpose, each shoe 15 is in two parts 36 and 37. The first part 36 has a tapped central hole receiving the threading of a tubular part 38 of the second part 37. This first part 36 further comprises a base 39 ending with the surface 16 applied against the surface 17 and of larger diameter than that of the hole 34 so that its face 40 opposite the surface 16 is, around the hole 34, applied against the face 41 of the disc 30 opposite to the face 31. This base 39 is extended opposite the surface 17 by a cylindrical part 42 of smaller diameter than the hole 34 and penetrating inside the latter.

La seconde partie 37 comprend une collerette 44 de plus grand diamètre que le trou 34 (dans l'exemple le diamètre de la collerette 44 est égal au diamètre de l'embase 39) de manière que sa face plane 45 s'applique contre la face 31 de la plaque 30 autour dudit trou 34. The second part 37 comprises a flange 44 of larger diameter than the hole 34 (in the example the diameter of the flange 44 is equal to the diameter of the base 39) so that its flat face 45 is applied against the face 31 of the plate 30 around said hole 34.

Le disque 30 est ainsi emprisonné entre les collerettes 44 et les embases 39. The disc 30 is thus trapped between the flanges 44 and the bases 39.

Il existe cependant un léger jeu entre le disque 30 et l'intervalle compris entre les collerettes 44 et les embases 39 afin de permettre un faible déplacement, parallèlement à la surface 17, des patins par rapport à la plaque 30. Pour la m-ême raison le diamètre de la surface extérieure de la partie tubulaire 42 de la première partie 36 du patin 15 est inférieur au diamètre du trou 34 correspondant. There is however a slight clearance between the disc 30 and the interval between the flanges 44 and the bases 39 in order to allow a slight displacement, parallel to the surface 17, of the pads relative to the plate 30. For the same the diameter of the outer surface of the tubular part 42 of the first part 36 of the pad 15 is less than the diameter of the corresponding hole 34.

De façon en soi connue le barillet 2 est solidaire d'un carter 50 par l'intermédiaire d'un roulement 51. In a manner known per se, the barrel 2 is integral with a casing 50 by means of a bearing 51.

Au cours de la rotation du barillet tous les patins restent bien appliqués contre la surface 17. L'application est obtenue grâce à la pression exercée sur les pistons en communication avec le côté de refoulement de la pompe. Il est vrai qu'il s'exerce une force en sens contraire, tendant à éloigner les patins de la surface 17, sur les pistons en relation avec la canalisation d'admission, mais la pression du côté refoulement étant nettement supérieure à la pression du côté de l'admission les forces d'application l'emportent. Les forces d'accélération contribuent également à cette application. II en est de même de la coopération de la calotte sphérique 33 avec la creusure 32 du disque 30. During the rotation of the barrel all the pads remain well applied against the surface 17. The application is obtained thanks to the pressure exerted on the pistons in communication with the delivery side of the pump. It is true that a force is exerted in the opposite direction, tending to move the pads away from the surface 17, on the pistons in relation to the intake pipe, but the pressure on the discharge side being much higher than the pressure of the side of admission the enforcement forces prevail. Acceleration forces also contribute to this application. The same applies to the cooperation of the spherical cap 33 with the recess 32 of the disc 30.

La force d'application s'exerce ainsi sur le disque 30 qui maintient appliqués contre la surface 17 les patins sur lesquels s'exerce une force en sens contraire. The application force is thus exerted on the disc 30 which maintains applied against the surface 17 the pads on which a force is exerted in the opposite direction.

La force d'application des patins contre la surface 17 est d'autant plus élevée que la pression du côté refoulement est importante. On peut donc réaliser une pompe permettant d'obtenir des pressions très élevées, notamment de l'ordre de 600 bars. The force of application of the pads against the surface 17 is higher the higher the pressure on the discharge side. It is therefore possible to produce a pump making it possible to obtain very high pressures, in particular of the order of 600 bars.

En outre l'angle d'inclinaison de la surface 17 par rapport à la normale à l'axe 7 peut être plus important qu'avec les pompes antérieurement connues. Dans une réalisation cet angle est de l'ordre de 300. De cette manière pour une même vitesse de rotation le débit de la pompe peut être plus élevé. In addition, the angle of inclination of the surface 17 relative to the normal to the axis 7 may be greater than with the previously known pumps. In one embodiment this angle is of the order of 300. In this way for the same speed of rotation the flow rate of the pump can be higher.

Cet angle d'inclinaison peut être varié pour faire varier le débit grâce aux vérins 18 et 19 (figure 5). This angle of inclination can be varied to vary the flow rate thanks to the jacks 18 and 19 (FIG. 5).

Claims

1. Pump with axial pistons (8) moving in cylinders (5) of a rotating barrel (2), these pistons being, to allow their movement, integral with pads (15) applied against a surface (17) inclined by relation to the normal to the axis of rotation and each cylinder (5) being, during a rotation of one turn of the barrel, alternately in communication with the suction side and the discharge side of the pump, characterized in that all the pads (15) are integral with the same part (30), which is immobilized in translation relative to the latter.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the application of the pads (15) against the inclined surface (17) also contributes to the cooperation of a spherical sector (33) integral with the shaft (1) d driving the barrel with a corresponding recess (32) of said part (30).

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that each shoe has a base (39) and a flange (44) between which a part of the part (30) is trapped.

4. Pump according to claim 3, characterized in that the part (30) has holes (34) allowing a part (42) of the corresponding shoe, which is of smaller section than these holes, to pass through said part (30 ).

5. Pump according to claim 3 or 4, characterized in that the base (39) is assembled to the flange (44) by screwing.

6. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that each shoe is integral with a ball joint (14) crimped at the end of the corresponding piston (8).

7. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (18, 19) for varying the inclination of said surface (17).

8. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the inclination of the surface (17) against which the pads are applied is of the order of 30 "relative to normal to the axis of rotation of the barrel.

9. Pump according to claim 6, characterized in that the diameter of the ball joint (14) is substantially equal to that of the part (61) of the piston which is in contact with the fluid, the part (6P) of the piston housing the patella thus having a larger diameter.

10. Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the end face (101), turned towards the pads, of the barrel is projecting, for example in the form of a cone or trunk of a cone with the same axis (7 ; 1 than that of the barrel.