FR2765637A1 - Moteur hydraulique ayant le frein situe entre le bloc-cylindres et la came - Google Patents
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Abstract
Moteur hydraulique (1) comprenant un carter (2A, 2B), un organe de réaction ayant un profil de réaction (4), un bloc-cylindres (6), un distributeur interne de fluide (16) susceptible de mettre les cylindres (12) du bloc-cylindres en communication avec des conduits d'alimentation et d'échappement de fluide, et un système de freinage qui comprend des premiers et des deuxièmes moyens de freinage (42, 44), respectivement solidaires en rotation de l'organe de réaction (4) et du bloc-cylindres (6). Ce système de freinage comprend un piston de freinage (40) susceptible d'être déplacé axialement pour solliciter les moyens de freinage en contact de freinage ou permettre le défreinage. L'organe de réaction comporte un prolongement axial (48) dont un tronçon axial forme un premier tronçon de couplage (47) ayant une périphérie interne qui délimite un profil interne (50) analogue au profil de réaction et le piston de freinage (40) présente un deuxième tronçon de couplage (52) qui délimite un profil externe (54) adapté à ce profil interne. Le passage du couple de freinage est assuré par la coopération des profils interne (50) et externe (54), les premiers moyens de freinage sont montés sur le piston et les deuxième moyens de freinage sont montés sur une face d'extrémité du bloc-cylindres.
Description
La présente invention concerne un moteur hydraulique comprenant:
- un carter;
-un organe de réaction, solidaire du carter et présentant une périphérie interne qui délimite un profil de réaction;
- un bloc-cylindres, qui est monté à rotation relative autour d'un axe de rotation par rapport audit organe de réaction et qui comporte une pluralité d'ensembles de cylindres et de pistons, disposés radialement par rapport à l'axe de rotation et susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression;
- un distributeur interne de fluide, solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation et comportant des conduits de distribution susceptibles de mettre les cylindres en communication avec des conduits d'alimentation et d'échappement de fluide ; et
-un système de freinage comprenant des premiers et des deuxièmes moyens de freinage respectivement solidaires du carter et du bloc-cylindres vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation, un piston de freinage apte à occuper une position de freinage dans laquelle il sollicite les premiers et deuxièmes moyens de freinage en engagement de freinage pour empêcher la rotation relative du bloc-cylindres et du carter et une position de défreinage, ainsi que des moyens pour déplacer le piston de freinage entre lesdites positions de freinage et de défreinage.
- un carter;
-un organe de réaction, solidaire du carter et présentant une périphérie interne qui délimite un profil de réaction;
- un bloc-cylindres, qui est monté à rotation relative autour d'un axe de rotation par rapport audit organe de réaction et qui comporte une pluralité d'ensembles de cylindres et de pistons, disposés radialement par rapport à l'axe de rotation et susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression;
- un distributeur interne de fluide, solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation et comportant des conduits de distribution susceptibles de mettre les cylindres en communication avec des conduits d'alimentation et d'échappement de fluide ; et
-un système de freinage comprenant des premiers et des deuxièmes moyens de freinage respectivement solidaires du carter et du bloc-cylindres vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation, un piston de freinage apte à occuper une position de freinage dans laquelle il sollicite les premiers et deuxièmes moyens de freinage en engagement de freinage pour empêcher la rotation relative du bloc-cylindres et du carter et une position de défreinage, ainsi que des moyens pour déplacer le piston de freinage entre lesdites positions de freinage et de défreinage.
Dans les moteurs connus de ce type, les premiers moyens de freinage sont généralement constitués par une première série de lamelles de frein en forme d'anneaux qui sont solidaires d'une partie du carter dénommée carter de frein , par l'intermédiaire de cannelures axiales.
Le carter de frein est fixé aux autres parties du carter par des vis ou tout moyen approprié de solidarisation. Les deuxièmes moyens de freinage sont constitués par une deuxième série de lamelles de frein en forme d'anneaux intercalés entre les lamelles de la première série et solidaires en rotation d'un arbre de frein par des cannelures axiales. Cet arbre de frein est lui-même solidarisé en rotation avec le bloc-cylindres par l'intermédiaire de cannelures. Le piston de freinage est disposé dans le carter de frein, à une extrémité de ce dernier. II est généralement sollicité dans le sens du freinage par une rondelle ressort et commandé hydrauliquement dans le sens du freinage à l'aide d'un fluide sous pression contenu dans une chambre de défreinage.
Ces systèmes connus sont globalement satisfaisants mais ils présentent plusieurs inconvénients. D'une part, ils nécessitent l'usinage des cannelures servant à solidariser en rotation les disques de frein avec, respectivement, le carter de frein et l'arbre de frein. De plus, le carter de frein est en général constitué par une pièce distincte fixée sur les autres parties du carter par des moyens de fixation tels que des vis qui, lors du freinage, doivent être capables de supporter et de transmettre le couple de freinage.
L'invention vise à améliorer les systèmes connus pour assurer un freinage sûr et efficace avec un nombre de pièces restreint.
Ce but est atteint grâce au fait que l'organe de réaction comporte un prolongement axial ayant au moins un tronçon axial dit "premier tronçon de couplage" qui présente une périphérie interne délimitant un profil interne analogue au profil de réaction, au fait que les premiers moyens de freinage sont disposés sur un organe de freinage, susceptible de se déplacer en fonction du déplacement du piston de freinage et comportant au moins un tronçon axial dit "deuxième tronçon de couplage" qui présente une périphérie externe délimitant un profil externe adapté audit profil interne, ledit deuxième tronçon de couplage étant disposé dans ledit premier tronçon de couplage et le profil externe coopérant avec le profil interne pour solidariser l'organe de freinage en rotation avec l'organe de réaction, et au fait que les deuxièmes moyens de freinage sont solidaires d'une face d'extrémité du bloc-cylindres qui est située sous le prolongement axial de l'organe de réaction et qui porte les deuxièmes moyens de freinage.
Grâce à ces dispositions, le calage en rotation des premiers moyens de freinage avec le carter du moteur est réalisé de manière très simple et ne nécessite pas l'usinage de cannelures puisqu'il est réalisé grâce à la coopération entre le profil interne et le profil externe. Ces profils constituent surtout des surfaces par lesquelles passe le couple de freinage. En effet, les efforts mis en jeu lors du freinage se transmettent directement du premier tronçon de couplage au deuxième tronçon de couplage puis, par intermédiaire des moyens de freinage, au bloc-cylindres lui-même. Le couple de freinage est donc transmis avec le minimum de pièces intermédiaires entre la came et le bloc-cylindres, ce qui sécurise le freinage.
II faut également noter que le couple moteur passe par le profil de réaction (la surface de came) de l'organe de réaction et que le couple de freinage passe par un profil analogue au profil de réaction formé sur les tronçons de couplage. Par conséquent, L'organe de réaction étant correctement dimensionné pour assurer la transmission du couple moteur, on est assuré que les organes par lesquels passe le couple de freinage sont également correctement dimensionnés.
On notera encore que le profil de réaction est, par essence, éloigné de l'axe du moteur. En réalisant le profil interne sur le premier tronçon de couplage qui forme un prolongement de l'organe de réaction, on réalise en fait ce profil interne dans le prolongement du profil de réaction, c'est-à-dire dans une région éloignée de l'axe du moteur. Le couple du freinage s'exerçant entre les profils interne et externe croît en fonction de la distance de ces profils par rapport à l'axe de rotation du moteur. En choisissant précisément ces surfaces dans une région éloignée de l'axe, on fait en sorte qu'il soit possible d'obtenir des couples de freinage élevés avec des contraintes plus faibles que celles qui étaient mises en jeu dans l'art antérieur. Ceci constitue également un avantage, en particulier en terme de fiabilité du freinage et en terme de résistance à l'usure.
On a indiqué ci-dessus que le profil interne est "analogue" au profil de réaction. Selon une première variante, le profil interne peut être identique au profil de réaction. Dans ce cas, L'usinage du profil interne est particulièrement aisé et il est réalisé avec le même outil que celui qui sert à usiner le profil de réaction et lors de la même phase de fabrication.
Selon une deuxième variante, le profil interne peut ne reproduire que partiellement le profil de réaction. Par exemple, en considérant que le profil de réaction a la forme d'une came comprenant une succession d'ondulations formant des surfaces concaves séparées par des surfaces convexes, on peut usiner le profil interne de telle sorte qu'il ne comporte que la moitié des surfaces concaves du profil de réaction réparties de telle sorte que l'espacement entre deux surfaces concaves successives du profil interne corresponde au double de l'espacement entre deux surfaces concaves successives du profil de réaction. Les avantages de cette deuxième variante seront expliqués dans la suite.
Selon un mode de réalisation préférentiel, L'organe de freinage est constitué par le piston de freinage, les premiers moyens de freinage étant solidaires dudit piston. Ceci permet de limiter encore le nombre de pièces et le piston agit alors de manière directe sur les moyens de freinage.
II est en outre avantageux que les premiers et deuxièmes moyens de freinage comprennent respectivement une première et une deuxième série de dents d'un crabot.
Dans ce cas, les moyens de freinage sont réalisés d'une manière très simple et leur montage est facilité par rapport à celui des moyens de freinage de l'art antérieur qui nécessitait d'empiler en les intercalant les lamelles de deux séries de lamelles de freins successives. Les première et deuxième séries de dents peuvent être respectivement directement usinées sur une face radiale d'extrémité du piston de freinage et sur la face d'extrémité du bloc-cylindres. Elles peuvent également être usinées dans des pièces en forme d'anneau qui sont ensuite rapportées et fixées, respectivement sur une face radiale d'extrémité du piston de freinage et sur la face d'extrémité du bloc-cylindres, qui est également radiale, par tout moyen approprié en particulier par soudure.
Avantageusement, le système de freinage comprend des moyens de défreinage mécanique qui comportent un taraudage axial, réalisé dans le piston de freinage et ouvert sur une face sensiblement radiale de ce piston opposée aux premiers moyens de freinage, ainsi qu'un perçage axial, pratiqué dans une partie sensiblement radiale du carter située en regard du piston de freinage et aligné avec le taraudage axial dudit piston, les moyens de défreinage mécanique comportant, en outre, une vis de défreinage, susceptible d'être introduite dans le perçage axial du carter, jusque dans le taraudage axial du piston de freinage.
Selon une variante avantageuse, le moteur est traversé de part en part par un passage axial qui est délimité, dans la région du distributeur, par un manchon cylindrique creux dont une première extrémité axiale, située d'un premier côté du distributeur, est raccordée de manière étanche à la paroi d'un perçage axial qui traverse le bloc-cylindres et qui est aligné avec ce manchon et dont une deuxième extrémité axiale, située de l'autre côté du distributeur, est raccordée de manière étanche à la paroi d'un perçage axial qui traverse le carter.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention,
- les figures 2 à 5 sont des vues partielles en coupe axiale montrant des variantes du moteur de la figure 1,
- la figure 6 est une vue schématique en coupe radiale prise selon la ligne VI-VI de la figure 1, montrant une variante, et
- la figure 7 est une vue en coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention selon un autre mode de réalisation.
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention,
- les figures 2 à 5 sont des vues partielles en coupe axiale montrant des variantes du moteur de la figure 1,
- la figure 6 est une vue schématique en coupe radiale prise selon la ligne VI-VI de la figure 1, montrant une variante, et
- la figure 7 est une vue en coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention selon un autre mode de réalisation.
La figure 1 montre un moteur hydraulique 1 qui comporte:
- un carter fixe en deux parties 2A et 2B assemblées par des vis 3;
un organe de réaction constitué par une came de réaction ondulée 4 ménagée sur la partie 2A du carter;
- un bloc-cylindres 6 qui est monté à rotation relative autour d'un axe de rotation 10 par rapport à la came 4 et qui comporte une pluralité de cylindres radiaux 12 susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression, à l'intérieur desquels sont montés coulissants des pistons 14;
- un distributeur interne de fluide 16, solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 10 et comportant des conduits de distribution 18 susceptibles de communiquer avec les cylindres 12.
- un carter fixe en deux parties 2A et 2B assemblées par des vis 3;
un organe de réaction constitué par une came de réaction ondulée 4 ménagée sur la partie 2A du carter;
- un bloc-cylindres 6 qui est monté à rotation relative autour d'un axe de rotation 10 par rapport à la came 4 et qui comporte une pluralité de cylindres radiaux 12 susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression, à l'intérieur desquels sont montés coulissants des pistons 14;
- un distributeur interne de fluide 16, solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 10 et comportant des conduits de distribution 18 susceptibles de communiquer avec les cylindres 12.
Des gorges 22 et 24 sont ménagées entre la partie 2B du carter, qui forme un couvercle de distribution, et le distributeur interne 16. Les conduits de distribution débouchent, d'une part, dans l'une de ces gorges (le conduit 18 débouche dans la gorge 22) et, d'autre part, dans la face de distribution 26 du distributeur interne qui est perpendiculaire à l'axe 10 et en appui contre la face de communication 28 du bloc-cylindres. Dans cette face 28 débouchent des conduits de cylindre 30 qui sont disposés de manière à pouvoir être mis en communication avec les conduits de distribution lors de la rotation relative du distributeur interne et du bloc-cylindres.
Le moteur représenté comporte une seule cylindrée de fonctionnement, seules deux gorges étant ménagées entre la partie 2B du carter et le distributeur interne 16. Ces gorges sont elles-mêmes respectivement reliées à des conduits 32 et 34 qui débouchent dans une face extérieure du carter 28 pour être raccordés à un circuit de fluide hydraulique. Selon le sens de rotation du moteur, les conduits 32 et 34 peuvent être respectivement des conduits d'alimentation et d'échappement de fluide ou réciproquement. Des paliers à roulements coniques 36 supportent la rotation du bloc-cylindres par rapport à la partie 2A du carter.
Des conduits de retour des fuites 33A et 33B sont également ménagés dans la partie 2B du carter.
Le moteur à carter fixe représenté sur la figure 1 ne comporte pas d'arbre distinct du bloc-cylindres. En effet, la face d'extrémité 6A de ce bloc-cylindres opposée à la partie 28 du carter constitue la sortie du moteur et, à l'aide de taraudages 7 adaptés à coopérer avec des vis (non représentées), cette extrémité du bloc-cylindres peut directement être fixée à un objet à entraîner en rotation.
Le bloc-cylindres n'est pas alésé de part en part mais présente une paroi transversale 6B qui ferme l'espace interne du moteur vis-à-vis de l'extérieur, cet espace interne étant étanché par des joints d'étanchéité 38.
Evidemment, cette configuration du bloc-cylindres ne constitue qu'un exemple et il est possible de prévoir une autre configuration, avec un arbre solidarisé en rotation avec le bloc-cylindres à l'aide de cannelures axiales.
Le moteur 1 comporte encore un système de freinage qui comprend un piston de freinage 40 dont une face radiale d'extrémité porte des premiers moyens de freinage constitués par une première série de dents 42 d'un crabot, tandis que les deuxièmes moyens de freinage 44 sont constitués par la deuxième série de dents du crabot qui est solidaire d'une face d'extrémité 46 du bloc-cylindres 6, située en face de la face d'extrémité radiale du piston 40. Les séries de dents 42 et 44 sont donc en regard l'une de l'autre et l'on comprend que lorsque le piston est déplacé dans le sens le rapprochant du bloc-cylindres, elles viennent en prise pour assurer le freinage c'est-à-dire l'immobilisation relative du bloc-cylindres et de l'ensemble carter et came, tandis que lorsque le piston 40 est éloigné du bloc-cylindres, elles sont en situation de défreinage et permettent la rotation relative du bloc-cylindres 6 par rapport au carter 2A. Les dents des séries 42 et 44 sont orientées radialement et forment des reliefs s'étendant axialement.
Etant solidaire de la face d'extrémité 46 du bloc-cylindres, la deuxième série de dents 44 est évidemment solidaire du bloc-cylindres vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 10. Pour assurer la solidarisation en rotation de la première série de dents 42 avec le carter du moteur, la partie 2A du carter qui porte la came présente un prolongement axial 48 qui a un tronçon axial formant un premier tronçon de couplage 47, ce dernier présentant une périphérie interne qui délimite un profil interne 50 analogue au profil de la came 4. Par exemple, le profil interne 50 peut être identique au profil de came 4 et, comme on le voit sur la figure 1, tout simplement consister en une prolongation axiale de la surface de came 4 au-delà de la face d'extrémité 46 du bloc-cylindres 6.
Pour coopérer avec le profil interne 50, le piston de freinage 40 présente quant à lui un deuxième tronçon de couplage 52 qui délimite un profil externe 54 adapté au profil interne 50. Lorsque le moteur est assemblé, le piston est disposé de telle sorte que le deuxième tronçon de couplage 52 est disposé dans le premier tronçon de couplage 47, le profil externe 54 coopérant avec le profil interne 50 pour solidariser le piston de freinage 40 en rotation avec la partie 2A du carter.
Par exemple, le profil interne peut être identique au profil de réaction et en constituer un prolongement axial, tandis que le profil externe peut être le profil conjugué exact de ce profil interne.
Sur la figure 1, le prolongement axial 48 de l'organe de réaction dans lequel est ménagé le premier tronçon de couplage 47, de même que le piston de freinage 40, sont situés du côté du bloc-cylindres 6 qui est tourné vers le distributeur interne de fluide 16.
On réalise ainsi le système de freinage sans pratiquement augmenter l'encombrement axial du moteur, puisque le piston de freinage 40 se trouve en fait dans une cavité annulaire 56 ménagée au-dessus du distributeur interne 16, sous la partie 2A du carter. En variante, on pourrait choisir de disposer le piston de freinage de l'autre côté du bloc-cylindres, ce qui augmenterait quelque peu l'encombrement axial du moteur. Cette variante pourrait toutefois s'avérer intéressante, par exemple dans le cas où les paliers qui supportent la rotation du bloc-cylindres par rapport au carter seraient réalisés dans des pièces rapportées et fixées, respectivement, au bloc-cylindres et au carter.
Au sujet des paliers de roulement 36, il faut noter que l'exemple de la figure 1 montre des paliers à roulements coniques, en lieu et place desquels on peut préférer utiliser des paliers à billes sphériques roulant dans des pistes à quatre points de contact, ce qui constituerait également un avantage du point de vue de l'encombrement axial.
Pour commander le déplacement axial du piston de freinage 40 dans le sens du défreinage, le moteur comporte une chambre de défreinage 60 susceptible d'être alimentée en fluide sous pression par un conduit de défreinage 62. La chambre de défreinage est formée entre deux portions axiales étagées, respectivement 48A et 48B, appartenant au prolongement axial 48 de l'organe de réaction et deux portions axiales étagées, respectivement 40A et 40B appartenant au piston de freinage.
La périphérie externe de la portion axiale 40A coopère avec la périphérie interne de la portion axiale 48A, le contact de coulissement entre lesdites périphéries internes et externes étant rendu étanche par un joint d'étanchéité 64. De même, la périphérie axiale externe de la portion 40B coopère avec la périphérie axiale interne de la portion 48B, ce contact de coulissement étant rendu étanche par un deuxième joint d'étanchéité 66.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, la portion 40A du piston constitue précisément le deuxième tronçon de couplage 52 et la portion 48A du prolongement axial 48 constitue le profil interne 50 du premier tronçon de couplage 47. Les profils 50 et 54 jouent donc à la fois le rôle de surfaces de transmission du couple de freinage, et à ce titre présentent un profil identique ou analogue à celui de la came, et le rôle de surfaces de guidage pour le coulissement du piston tout en étant étanchées l'une par rapport à l'autre à l'aide du joint 64. Dans l'exemple de la figure 1, pour permettre ce contact étanche, les profils interne 50 et externe 54 sont exactement conjugués, c'est-à-dire qu'ils présentent les mêmes ondulations de forme complémentaire et s'emboîtent parfaitement l'un dans l'autre pratiquement sans jeu. Le joint 64 est par exemple disposé dans une gorge ménagée dans le profil 54 et sa forme reproduit également les ondulations des profils interne et externe, avec une épaisseur constante.
En revanche, la périphérie externe de la portion 40B du piston 40 et la périphérie interne de la portion 48B du prolongement axial 48 sont cylindriques et ne présentent pas d'ondulations, leur rayon étant légèrement supérieur au plus grand rayon du profil de came. Sur la moitié supérieure de la figure 1, la coupe axiale passe par le sommet d'une portion convexe de la came, dans laquelle le rayon de cette dernière est minimum. On voit qu'à cet endroit, la chambre 60 présente des parois radiales, respectivement 60A et 60B de dimensions relativement importantes. En revanche, dans la moitié inférieure de la figure 1, la coupe passe par le fond d'une surface concave de la came, dans laquelle son rayon est maximum et l'on voit que les parois radiales 60A et 60B de la chambre sont pratiquement inexistantes dans cette région. Le joint 66 est par exemple disposé dans une gorge pratiquée sur la périphérie externe de la portion 40B du piston et, dans la mesure où il doit réaliser l'étanchéité entre deux surfaces cylindriques, il présente une forme annulaire classique. Lorsque la chambre 60 est alimentée en fluide sous pression, celui-ci tend à repousser le piston dans le sens du défreinage du fait des efforts qu'il exerce respectivement sur les parois radiales 60A et 60B. Le piston est en revanche rappelé dans le sens du freinage par une rondelle ressort 68 qui prend appui, d'une part, sur le carter de défreinage 2B et, d'autre part, sur la face du piston qui est opposée au bloc-cylindres.
La figure 2 montre une variante de réalisation qui permet d'éviter de donner à l'un des joints qui étanche la chambre de défreinage une forme ondulée. Sur cette figure, les mêmes références que sur la figure 1, augmentées de 100, sont utilisées. La chambre de défreinage 160 est réalisée entre les portions axiales 148A et 148B du prolongement axial 148 et les portions axiales 140A et 140B du piston de freinage 140.
Toutefois, les périphéries externes des portions 140A et 140B, de même que les périphéries internes des portions 148A et 1488, sont cylindriques,
I'étagement entre ces portions axiales dotant la chambre de parois radiales 160A et 160B qui ont une hauteur constante dans toute la chambre. Pour ce faire, la première portion axiale 148A du prolongement axial 148 (celle qui se trouve la plus proche du bloc-cylindres 106) est raccordée au premier tronçon de couplage 147 par un décrochement 148C qui forme la transition entre la forme ondulée du profil interne constituant la périphérie interne du tronçon de couplage 147 et la forme cylindrique de la périphérie interne de la portion 148A. De même, la première portion axiale du piston de freinage 140A est raccordée au deuxième tronçon de couplage 152 par un épaulement 140C qui forme la transition entre la forme ondulée du profil externe formé par la périphérie externe du tronçon de couplage 152 et la périphérie externe cylindrique de la portion 140A. Ainsi, les joints 164 et 166 qui réalisent l'étanchéité de la chambre de défreinage ont des formes annulaires classiques.
I'étagement entre ces portions axiales dotant la chambre de parois radiales 160A et 160B qui ont une hauteur constante dans toute la chambre. Pour ce faire, la première portion axiale 148A du prolongement axial 148 (celle qui se trouve la plus proche du bloc-cylindres 106) est raccordée au premier tronçon de couplage 147 par un décrochement 148C qui forme la transition entre la forme ondulée du profil interne constituant la périphérie interne du tronçon de couplage 147 et la forme cylindrique de la périphérie interne de la portion 148A. De même, la première portion axiale du piston de freinage 140A est raccordée au deuxième tronçon de couplage 152 par un épaulement 140C qui forme la transition entre la forme ondulée du profil externe formé par la périphérie externe du tronçon de couplage 152 et la périphérie externe cylindrique de la portion 140A. Ainsi, les joints 164 et 166 qui réalisent l'étanchéité de la chambre de défreinage ont des formes annulaires classiques.
Le décrochement 148C et l'épaulement 140C peuvent n'être présents que dans des régions correspondant aux zones convexes de la came 104, le rayon des surfaces cylindriques des périphéries internes de la portion 148A et externe de la portion 140A pouvant être sensiblement égal au rayon maximum que présente la came au fond de ses zones concaves.
Dans la variante de la figure 3, le moteur est aménagé de manière à présenter un évidement central qui le traverse de part en part. Une disposition de ce type présente un intérêt particulier pour certaines applications, en particulier pour celles dans lesquelles le moteur est utilisé pour entraîner un trépan de forage, auquel cas l'évidement traversant du moteur constitue un passage pour évacuer la boue de forage. Cette disposition est également particulièrement intéressante lorsqu'il est nécessaire de disposer d'un passage pour des organes d'un engin ou d'un outil entraîné à l'aide du moteur, par exemple pour des tuyaux véhiculant du fluide ou de l'air comprimé. II est particulièrement intéressant d'utiliser un moteur de ce type pour l'entraînement des rouleaux de compactage d'un compacteur en mettant à profit la présence de l'évidement axial pour disposer l'arbre d'un moteur secondaire.
Sur la figure 3, les mêmes références que sur la figure 1, augmentées de 200, sont utilisées.
Pour réaliser le passage axial ou évidement central 270, le bloc-cylindres présente un perçage axial 272 qui le traverse. La partie du moteur éloignée de l'axe 210 n'est pas représentée sur la figure 3, et le bloc-cylindres est supporté à rotation de la même manière que sur la figure 1. Ce perçage axial 272 étant prévu, le problème consiste à fermer et à étancher l'espace interne du moteur. Pour ce faire, un manchon cylindrique creux 274 est disposé dans le distributeur interne 216 en dépassant de part et d'autre des extrémités axiales de ce dernier. Plus précisément, ce manchon cylindrique creux présente une première extrémité axiale 274A, qui est située du côté du distributeur tourné vers le bloc-cylindres 206 et qui est raccordée de manière étanche à la paroi du perçage axial 272 du bloc-cylindres. Pour ce faire, un joint d'étanchéité 276 est disposé entre la face axiale du perçage 272 et la face axiale externe 275 du manchon 274 qui est située en regard de cette face du perçage.
De l'autre côté du distributeur 216, la deuxième extrémité axiale 274B du manchon 274 est raccordée de manière étanche à la paroi d'un perçage axial 278 qui traverse le carter ou, plus précisément, sa partie 202B. Un joint d'étanchéité 280 est également disposé entre l'extrémité 274B et la partie 202B du carter. Ainsi, I'espace interne du moteur est étanché vis-à-vis du passage axial 270. Le manchon 274 peut être calé axialement par coopération en butée de son extrémité 274A avec un épaulement 273 qui équipe le perçage 272 du bloc-cylindres. De l'autre côté, un calage en butée peut être réalisé par tout moyen approprié utilisant, par exemple, I'épaulement 274C de la face axiale externe du manchon.
Sur la figure 4, les références numériques sont les mêmes que sur la figure 1, augmentées de 300. Cette figure 4 montre une disposition avantageuse dans laquelle on utilise les dents du crabot pour mesurer la vitesse de rotation du rotor du moteur par rapport à son stator. Pour ce faire, un détecteur de vitesses 380 est logé dans un élément du stator du moteur et fait face à celle des première et deuxième séries de dents qui est solidaire en rotation du rotor du moteur. Dans l'exemple représenté, le bloc-cylindres appartient au rotor et c'est donc à la deuxième série de dents 344 que fait face le détecteur 380 pour mesurer la vitesse de défilement des dents de cette deuxième série. Le détecteur est logé dans un perçage pratiqué dans la partie 302B du carter du moteur. Le détecteur 380 est calé à l'aide d'une bague 382"'étanchéité du perçage dans lequel il est logé étant assurée à l'aide de joints 384. A son extrémité située hors du carter du moteur, il peut être raccordé à des câbles électriques. Il s'agit par exemple d'un système optique ou encore d'un système électromagnétique. De manière générale, tout système apte à transmettre une impulsion à chaque passage d'une dent devant son capteur pour permettre le comptage des dents qui défilent peut être prévu.
Les références utilisées sur la figure 5 sont les mêmes que celles de la figure 1, augmentées de 400. Dans les figures précédentes, par exemple sur la figure 3, le conduit de défreinage s'ouvrait à l'extérieur du moteur sur une face sensiblement radiale de ce dernier. Ainsi, le conduit 362 de la figure 4 comporte un premier tronçon axial 362A raccordé à un deuxième tronçon 3628 qui est radial et qui débouche dans la chambre de défreinage 360. Dans la variante de la figure 5, le conduit de défreinage comporte un unique tronçon radial 462, qui traverse le prolongement axial 448 de la came 404. Cette disposition permet, dans le cas d'un moteur à carter fixe, de simplifier l'usinage du conduit de défreinage, dans la mesure où il est possible de raccorder les conduites externes de défreinage à l'extrémité de ce conduit qui débouche sur une face axiale de la partie 402A du carter du moteur.
Sur la figure 1, on voit que le système de freinage comprend des moyens de défreinage mécaniques qui comportent un taraudage axial 90 qui est réalisé dans le piston de freinage 40 et qui est ouvert sur une face 41 sensiblement radiale de ce piston, située du côté opposé au bloc-cylindres, c'est-à-dire du côté opposé aux premières dents 42 du crabot. Ces moyens de défreinage comprennent également un perçage axial 92 qui est pratiqué dans une partie sensiblement radiale du carter du moteur située en regard du piston de freinage. En l'espèce, ce perçage 92 est réalisé dans une portion en forme de bride radiale du couvercle de distribution 2B. Le perçage 92 est aligné avec le taraudage axial 90. Pour assurer le défreinage, une vis de défreinage (non représentée) est susceptible d'être introduite dans le perçage axial 92 jusque dans le taraudage 90 et, dans la mesure où la tête de cette vis est maintenue en butée à l'extérieur du perçage 92, le fait de la tourner dans le sens du vissage à l'intérieur du taraudage 90 a pour effet de rappeler le piston de freinage 40 dans le sens allant à l'encontre de l'action de la rondelle ressort 68, c'est-à-dire dans le sens du défreinage. En situation usuelle de fonctionnement du moteur, le perçage 92 est fermé par exemple à l'aide d'un bouchon 94. De manière alternative, la vis de défreinage peut être déjà introduite dans ce perçage tout en étant maintenue dans une position reculée, dans laquelle son extrémité libre ne dépasse pas au-de,à de l'extrémité du perçage 92 qui fait face à l'alésage 90, à l'aide de tout moyen approprié, par exemple une entretoise.
On a indiqué précédemment que le profil interne du premier tronçon de couplage est analogue au profil de réaction de l'organe de réaction et que le profil externe du deuxième tronçon de couplage est adapté au profil interne pour assurer une transmission du couple de freinage. Par exemple, en première variante, le profil interne peut être identique au profil de réaction et le profil externe être exactement conjugué du profil interne. Lorsque les profils interne et externe servent non seulement au passage du couple de freinage mais également à délimiter la chambre de défreinage comme dans la figure 1,il faut que le profil interne et interne soit exactement conjugué pour assurer l'étanchéité à l'aide d'un joint simple, reproduisant par exemple les ondulations de la came et ayant une épaisseur radiale constante.
On peut toutefois obtenir cette fonction sans que le profil interne du premier tronçon de couplage 147 soit le prolongement exact du profil de came. La figure 6 est une coupe extrêmement schématique illustrant une telle possibilité. Sur cette figure, la surface de came 504 présente par exemple six ondulations régulièrement réparties sur son pourtour et réalisées par un usinage de la périphérie interne de la partie 502A du carter. En revanche, le profil interne 550 du premier tronçon de couplage peut ne comporter que trois ondulations, un lobe sur deux de la came n'étant pas reproduit. Le piston de freinage 540 présente un profil externe 554 qui est le conjugué exact du profil 550, de sorte que l'étanchéité entre les deux surfaces constituées par les profils interne 550 et externe 554 peut être assurée à l'aide d'un joint d'étanchéité d'épaisseur constante (pour la clarté, on n'a pas représenté ce joint et les profils 550 et 554 sont dessinés écartés l'un de l'autre). Pour simplifier, on n'a pas représenté sur la figure 6 les éléments internes du moteur tels que le distributeur qui se trouve à l'intérieur du piston de freinage. De même, dans la partie 502A du carter, on a simplement indiqué les alésages 503' pour des vis de fixation des deux parties du carter et le conduit de défreinage 562.
La disposition de la figure 6 présente un intérêt particulier puisqu'elle permet, avec un usinage simple du profil de réaction et des profils interne et externe qui transmettent le couple de freinage, ainsi que du piston de freinage 540, d'augmenter la surface de défreinage. Cette surface est en effet définie par la surface de la région dans laquelle les deux faces radiales (60A et 60B sur la figure 1) de la chambre de défreinage, respectivement ménagées sur le prolongement axial du carter et sur le piston de freinage se trouvent en regard l'une de l'autre. En fait, dans la conformation de la figure 6, cette surface de défreinage est égale à la surface de la face 560B de la chambre de défreinage. On voit que cette surface est nettement supérieure à la valeur qu'aurait la surface de défreinage si le profil interne était identique au profil de came, auquel cas il faudrait déduire de la surface de la face 560B les portions grisées sur la figure 6 correspondant à la moitié des lobes de came. En augmentant ainsi la surface de défreinage, on augmente l'efficacité du fluide de défreinage. Le défreinage effectif peut donc être obtenu pour une pression de fluide moins importante ou, plutôt, un défreinage plus important peut être obtenu pour une pression de fluide donnée, ce qui autorise l'utilisation d'un ressort exerçant un effort plus important et permet ainsi d'obtenir un couple de freinage plus élevé.
La figure 1 montrait l'invention appliquée à un moteur à carter fixe.
La figure 7 montre que l'invention s'applique également à un moteur à carter tournant. Plus précisément, ce moteur 601 comporte:
- un carter tournant en trois parties 602A, 602B et 602C assemblées par des vis 603;
- une came de réaction ondulée 604, ménagée sur la périphérie interne de la partie 602B du carter;
- un bloc-cylindres 606, qui présente un alésage central 608 et qui est fixe vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 610, ce bloc-cylindres comportant une pluralité de cylindres radiaux 612 susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression, à l'intérieur desquels sont montés coulissants des pistons 614;
- un distributeur interne de fluide 616, solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 610, c'est-à-dire qu'il tourne avec le carter par rapport au bloc-cylindres, et comportant des conduits de distribution 618 susceptibles de communiquer avec les cylindres 612 ; et
- un premier tronçon de noyau central 620 qui est fixe et qui est percé de conduits d'alimentation et d'échappement de fluide 622, ainsi qu'un deuxième tronçon de noyau central 624 qui, par des conduits intermédiaires 626, met les conduits d'alimentation ou d'échappement de fluide en communication avec des gorges 628 et 630 ménagés entre sa périphérie externe et la périphérie interne du distributeur de fluide 616.
- un carter tournant en trois parties 602A, 602B et 602C assemblées par des vis 603;
- une came de réaction ondulée 604, ménagée sur la périphérie interne de la partie 602B du carter;
- un bloc-cylindres 606, qui présente un alésage central 608 et qui est fixe vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 610, ce bloc-cylindres comportant une pluralité de cylindres radiaux 612 susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression, à l'intérieur desquels sont montés coulissants des pistons 614;
- un distributeur interne de fluide 616, solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe 610, c'est-à-dire qu'il tourne avec le carter par rapport au bloc-cylindres, et comportant des conduits de distribution 618 susceptibles de communiquer avec les cylindres 612 ; et
- un premier tronçon de noyau central 620 qui est fixe et qui est percé de conduits d'alimentation et d'échappement de fluide 622, ainsi qu'un deuxième tronçon de noyau central 624 qui, par des conduits intermédiaires 626, met les conduits d'alimentation ou d'échappement de fluide en communication avec des gorges 628 et 630 ménagés entre sa périphérie externe et la périphérie interne du distributeur de fluide 616.
Ce deuxième tronçon 624 est solidarisé avec le premier tronçon 620 à l'aide de vis 632. Le bloc-cylindres est solidarisé en rotation avec ces tronçons 620 et 624 à l'aide de cannelures que présente son alésage 608 et avec lesquelles coopèrent des cannelures complémentaires réalisées sur la périphérie externe des tronçons 620 et 624. La rotation du carter est supportée par des paliers 634 sur la périphérie axiale du tronçon de noyau 620. Le distributeur 616 est solidarisé en rotation avec la partie 602C du carter à l'aide d'un système à pion et encoche 636.
Le système de freinage qui équipe ce moteur est analogue à celui des figures précédentes, puisque l'on y reconnaît le premier tronçon de couplage 647 réalisé sur un prolongement axial de l'organe de réaction et le piston de freinage 640 qui présente le deuxième tronçon de couplage 652. Le passage du couple de freinage, c'est-à-dire le couplage en rotation entre le piston et l'organe de réaction, est assuré par la coopération entre le profil interne 650 du premier tronçon de couplage 647 et le profil externe 654 du deuxième tronçon de couplage 652.
Dans l'exemple représenté sur la figure 7, les surfaces délimitées par ces profils interne et externe servent également à délimiter la chambre de défreinage 660, de sorte que les profils interne et externe sont conjugués. Bien entendu, on pourrait prévoir les variantes évoquées en référence aux figures précédentes. Les premiers moyens de freinage sont constitués par une première série de dents 642 qui sont montées sur une extrémité du piston de freinage 640, tandis que les deuxièmes moyens de freinage sont constitués par une deuxième série de dents 644 qui sont montées sur une face d'extrémité 646 du bloc-cylindres situé sous le prolongement axial dans lequel est ménagé le premier tronçon de couplage.
La chambre de défreinage 660 est alimenté en fluide sous pression par un conduit de défreinage comprenant un premier tronçon 662A qui est disposé axialement dans le tronçon de noyau central 620, un deuxième tronçon 662B, qui est disposé radialement et qui prend dans ce tronçon axial pour déboucher dans la face axiale externe du tronçon de noyau central 620, et des troisième et quatrième tronçons 662C et 662D. Une face axiale formée dans une bride transversale 602'A de la partie de carter 602A se trouve en regard de la région de la périphérie axiale du tronçon de noyau 620 dans laquelle débouche le conduit 662B. Une chambre de communication 665 est ainsi ménagée, cette chambre étant étanchée de part et d'autre de l'extrémité du conduit 662B par des joints d'étanchéité 663. Le tronçon de conduit 662C est pratiqué dans la partie 602A du carter et débouche dans la chambre 665 pour être mis en communication permanente avec le conduit 662B. Le tronçon 662C est enfin raccordé au tronçon axial 662D qui est ménagé dans la partie 602B du carter, ce conduit 662D s'ouvrant dans la chambre de défreinage 660.
Pour solliciter en permanence le piston 640 dans le sens du freinage, des moyens de rappel élastiques, par exemple constitués par des ressorts hélicoïdaux 668 sont prévus.
On remarque que la périphérie externe de la partie 602B du carter présente deux pignons, respectivement 700 et 702. Ces pignons peuvent venir en prise avec des chaînes permettant par exemple d'utiliser le moteur 601 pour l'entraînement de roues de chargeuse compacte disposées en tandem.
Claims (10)
1. Moteur hydraulique (1; 601) comprenant:
- un carter (2A, 2B ; 102A, 102B ; 202B ; 302A, 302B ; 402A, 402B 602A, 602B, 602C);
- un organe de réaction, solidaire du carter et présentant une périphérie interne (4 ; 104 ; 304 ; 404 ; 504 ; 604) qui délimite un profil de réaction;
- un bloc-cylindres (6 , 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 606), qui est monté à rotation relative autour d'un axe de rotation (10 ; 110; 210 ; 310 ; 410 610) par rapport audit organe de réaction et qui comporte une pluralité d'ensembles de cylindres (12 ; 612) et de pistons (14 ; 614), disposés radialement par rapport à l'axe de rotation et susceptibles d'être alimentés en fluide sous pression
- un distributeur interne de fluide (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 616), solidaire du carter vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation et comportant des conduits de distribution (18 ; 618) susceptibles de mettre les cylindres en communication avec des conduits d'alimentation et d'échappement de fluide (32, 34 ; 622);
- un système de freinage comprenant des premiers et des deuxièmes moyens de freinage (42, 44; 142,144 ; 342, 344 ; 442 ; 444; 642, 644) respectivement solidaires du carter et du bloc-cylindres vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation, un piston de freinage (40; 140 340 ; 440 ; 540; 640) apte à occuper une position de freinage dans laquelle il sollicite les premiers et deuxièmes moyens de freinage en engagement de freinage pour empêcher la rotation relative du bloc-cylindres et du carter et une position de défreinage, ainsi que des moyens (68, 60; 168,160 ; 368, 360 ; 468, 460 ; 668, 660) pour déplacer le piston de freinage entre lesdites positions de freinage et de défreinage,
caractérisé en ce que l'organe de réaction comporte un prolongement axial (48 ; 148 ; 348 ; 448 ; 648) ayant au moins un tronçon axial dit "premier tronçon de couplage" (47 ; 147 ; 647) qui présente une périphérie interne délimitant un profil interne (50 ; 550 ; 650) analogue au profil de réaction, en ce que les premiers moyens de freinage (42 ; 142 342; 442 ; 642) sont disposés sur un organe de freinage, susceptible de se déplacer en fonction du déplacement du piston de freinage (40; 140; 340; 440; 640) et comportant au moins un tronçon axial dit "deuxième tronçon de couplage" (52 ; 152 ; 452 ; 652) qui présente une périphérie externe délimitant un profil externe (54 ; 554 ; 654) adapté audit profil interne, ledit deuxième tronçon de couplage étant disposé dans ledit premier tronçon de couplage et le profil externe coopérant avec le profil interne pour solidariser ledit organe de freinage en rotation avec l'organe de réaction, et en ce que les deuxièmes moyens de freinage (44 ; 144 344 ; 644) sont solidaires d'une face d'extrémité (146 ; 646) du bloc-cylindres qui est située sous le prolongement axial de l'organe de réaction et qui porte les deuxièmes moyens de freinage.
2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de freinage est constitué par le piston de freinage (40; 140; 340; 440; 640), les premiers moyens de freinage (42; 142; 342 ; 442 ; 642) étant solidaires dudit piston.
3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes moyens de freinage comprennent respectivement une première (42; 142; 342 ; 442 ; 642) et une deuxième (44; 144; 344 444 ; 644) série de dents d'un crabot.
4. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le prolongement axial (48; 148; 348 ; 448; 648) de l'organe de réaction (14 ; 104 ; 304 ; 404 ; 504 ; 604) et le piston de freinage (40 ; 140 ; 340 ; 440 ; 640) sont situés du côté du bloc-cylindres qui est tourné vers le distributeur interne de fluide.
5. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer le piston de freinage entre la position de freinage et la position de défreinage comprennent une chambre de défreinage (60 ; 160 ; 360 ; 460 ; 660) susceptible d'être alimentée en fluide sous pression, cette chambre étant formée entre deux portions axiales étagées (48A, 48B ; 148A, 148B) appartenant au prolongement axial de l'organe de réaction et deux portions axiales étagées (40A, 40B ; 140A, 140B) appartenant au piston de freinage, un premier joint d'étanchéité (64 ; 164) étant disposé entre la première portion axiale dudit prolongement axial et la première portion axiale du piston de freinage situées en regard l'une de l'autre, tandis qu'un deuxième joint d'étanchéité (66 ; 166) est disposé entre la deuxième portion axiale dudit prolongement axial et la deuxième portion axiale du piston de freinage situées en regard l'une de l'autre.
6. Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les portions axiales (148A, 1488 ; 140A, 140B) du prolongement axial (148) de l'organe de réaction (104) et du piston de freinage (140) entre lesquelles est ménagée la chambre de défreinage (160) sont annulaires, la première portion axiale (148A) dudit prolongement axial (148) étant raccordée au premier tronçon de couplage (147) par un décrochement (148C), tandis que la première portion axiale (140A) du piston de freinage (140) est raccordée au deuxième tronçon de couplage (152) par un épaulement.
7. Moteur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel le carter du moteur (402A, 402B) est fixe vis-à-vis de la rotation autour de l'axe de rotation (410), caractérisé en ce que la chambre de défreinage (460) est susceptible d'être alimentée en fluide sous pression par un conduit de défreinage (462) sensiblement radial, traversant le prolongement axial (448).
8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système de freinage comprend des moyens de défreinage mécanique qui comportent un taraudage axial (90), réalisé dans le piston de freinage (40) et ouvert sur une face (41) sensiblement radiale de ce piston opposée aux premiers moyens de freinage (42), ainsi qu'un perçage axial (92), pratiqué dans une partie sensiblement radiale (2B) du carter située en regard du piston de freinage (40) et aligné avec le taraudage axial (50) dudit piston, les moyens de défreinage mécanique comportant, en outre, une vis de défreinage, susceptible d'être introduite dans le perçage axial du carter, jusque dans le taraudage axial du piston de freinage.
9. Moteur selon la revendication 3 et l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer la vitesse de rotation du moteur comprenant un détecteur de vitesse (380), logé dans un élément (302B) du stator du moteur et faisant face à celle (344) des première et deuxième séries de dents qui est solidaire en rotation du rotor (306) du moteur.
10. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est traversé de part en part par un passage axial (270) qui est délimité, dans la région du distributeur (216), par un manchon cylindrique creux (274) dont une première extrémité axiale (274A), située d'un premier côté du distributeur, est raccordée de manière étanche à la paroi d'un perçage axial (272) qui traverse le bloc-cylindres (206) et qui est aligné avec ce manchon et dont une deuxième extrémité axiale (274B), située de l'autre côté du distributeur (216), est raccordée de manière étanche à la paroi d'un perçage axial (278) qui traverse le carter (202B).
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