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Title:
AXIAL PISTON MOTOR, REVERSIBLE AS A PUMP, WITH MODULAR MULTIPLE PISTON CHAMBERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/002032
Kind Code:
A1
Abstract:
The motor described comprises a casing (1) containing a stack of piston chambers (35) incorporated between a basic piston chamber (2) and a sealing block (3-5). The annular space between the casing and the piston chamber is divided into two semi-annular compartments one of which is under pressure the other being connected to atmosphere, by an upper window joint (6) one part of which has a reduced diameter to allow the passage of pressurized fluid, a lower window joint (7) and two small sealed lateral bars (8). Pressure is supplied to the individual pistons (51) through lateral openings. As the total surface under pressure is greater than in classic motors, a higher torque is obtained. The cylindrical design of the motor permits installation in confined spaces. As the piston chambers are rotated by the protruding extremity, the motor can be reversed as a pump.

Inventors:
AZANOWSKY LAURENT (FR)
Application Number:
PCT/FR1988/000415
Publication Date:
March 09, 1989
Filing Date:
August 16, 1988
Export Citation:
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Assignee:
AZANOWSKY LAURENT (FR)
International Classes:
F03C1/06; F04B1/12; F04B1/14; F04B1/22; (IPC1-7): F03C1/06; F04B1/16; F04B1/22
Foreign References:
GB553483A1943-05-24
FR2111328A51972-06-02
US2859702A1958-11-11
FR2384967A11978-10-20
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Claims:
REVENDICATIONS1) Moteur à pistons axiaux, réversible en pompe à multi- barillets modulaires, caractérisé en ce qu'il comporte un carter extérieur (
1. 5), un barillet de base (2) et un bloc de fermeture (3) entre lesquels peut s'intercaler un nombre 5 quelconque de barillets modulaires (35) et caractérisé en outre en ce qu1il comporte deux compartiments semi. annulai¬ res dont l'un est à la pression, l'autre à l'atmosphère, constitués par un joint glace supérieur (6), un joint glace inférieur (7) assurant l'étanchéité axiale, et deux barret. 10 tes (8) d'appui de long de deux génératrices diamétralement opposées des barillets, logées dans deux mortaises longitu¬ dinales (f) pratiquées dans le carter et assurant l'étan¬ chéité latérale entre les deux compartiments.
2. Moteur suivant la revendication 1 caractérisé en ce 15 que le joint glace supérieur (6) a un profil suivant deux demi. diamètres différents, l'un au rayon intérieur du car¬ ter (1) l'autre au rayon des barillets (35) assurant ainsi *L 'alimentation en pression d'un des compartiments semi. annulaires, l'autre étant obturé par le demi. diamètre grand 20 rayon.
3. 3 ) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'appui des barrettes sur les barillets est réalisé par des ressorts à lame (9) logés dans les mortaises du carter (1) et dans un évidement pratiqué au dos des barrettes.
4. 25 4) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un organe central (16) solidaire du carter (1) par différents éléments de jonction : bride (20), vis (21. 24), écrou (23), clavette (22), rondelles d'arrêt (25).
5. Moteur selon la revendication"! caractérisé en ce "30 que l'appui du joint glace supérieur sur le barillet de base (2) est assuré par un ressort (10) guidé par l'organe cen¬ tral (16) et réglable par un écrou (15).
6. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les barrettes latérales appuient également sur le joint 35 glace inférieur (7) au moyen d'un dispositif réglable par ressort et vis (.11. 12. 13. 14).
7. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pieds de pistons sur les plateaux inclinés (34) sont ACEMENT maintenus par une plaque amovible (44) qui reçoit un usina¬ ge de chemin de roulement complémentaire à celui usiné sur le plateau, empêchant les pieds de pistons d'échapper de leur logement. 8) Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tenons de jonction (4) entre barillets sont logés entre les aléages de pistons.
8. Moteur selon les revendications précédentes carac¬ térisé en ce que l'organe central (16) peut servir de con. duit de réfrigérant. FEUILLE DE REMPLACEMENT.
Description:
MOTEUR A PISTONS AXIAUX, REVERSIBLE EN POMPE, A MULTI-BARILLETS MODULAIRES La présente invention concerne un moteur à pistons axiaux réversible en pompe, à multi-barillets modulaires.

Traditionnellement les moteurs à pistons axiaux ne sont pourvus que d'un seul barillet et ne délivrent qu'un couple 5 relativement bas sous des pressions très élevées et des en¬ combrements importants. Ainsi, des catalogues du marché proposent un couple de 47 m/kg au moyen d'une pompe de mas¬ se 78 kg associée à un moteur de masse 47 kg de dimensions respectives 394 x 300 x 270 mm et de 395 x 216 x 216 mm. 10 De plus, les hautes pressions utilisées, engendrent un échauffement du fluide et une usure proportionnelle des pièces constitutives sans compter le danger des conduits sous pression..

La présente invention se propose de remédier à ces in- 15.convénients. L'invention telle qu'elle est caractérisée dans les revendications résout le problème consistant à créer un moteur à pistons axiaux réversible en pompe, mo¬ teur avec lequel on obtient, d'une part, une surface d'ac¬ tion de la pression beaucoup plus importante que dans les 20 moteurs classiques en raison de la multiplicité des baril¬ lets -donc des pistons-, et d'autre part, un encombrement beaucoup plus réduit, se présentant sous forme cylindrique. Les avantages .obtenus grâce à cette invention, consis- tent essentiellement en ceci que le couple obtenu est net- 5 tement plus élevé, .'à pression égale, que dans les moteurs traditionnels. Inversement, à couple égal, le moteur fonc¬ tionne avec moins de pression et sa durée de vie augmente. De plus, de par sa conception modulaire, le moteur se¬ lon l'invention présente des côtes d'encombrement beaucoup 0 plus réduites et simplificatrices, permettant de l'adapter dans des installations exiguës, telles que des trous de forage dans le sol ou des essieux de véhicules.

L'invention est exposée, ci-après, plus en détails, à l'aide de dessins représentant un mode d'exécution préfé- 5 rentiel.

FEUILLE DE REMPLACEMENT

La figure 1 est une vue succinte en perspective, permet¬ tant de comprendre le fonctionnement du moteur et d'aperce¬ voir les principales parties constitutives.

La figure 2 représente, en coupe longitudinale et avec le compartiment "admission" situé à l'avant de la figure, un moteur réalisé et assemblé conformément à l'invention et comportant, seulement, l'adjonction d'un barillet modulaire.

La figure 3 représente la position des tenons de jonc¬ tion entre barillets, en. demi-coupe horizontale. La figure 4 est un détail représentant la jonction entre pied de piston et plateau incliné.

Les figures 1 et 2 représentent différemment un moteur à pistons axiaux, réversible en pompe à multi-barillets modu¬ laires, comprenant : 1° ) Un carter de moteur (1) fixe.

2°) Un barillet de base (2) avec une entretoise rallonge

(46). 3°) Un ensemble de fermeture constitué d'un corps final (3) ayant une extrémité dépassante pour recevoir un organe d'entraînement, d'un élément final de carter

(5) et d'une bride inférieure (18). 4°) Un organe central (16) rendu solidaire du carter (1) au moyen de la bride (20) vissée sur le carter par les vis (24) et recevant à son tour l'écrou (23) vis- se sur l'organe central bloqué par clavette (22) et solidaire, à son tour, de la bride (20) par les vis (21) lesquelles maintiennent, en outre, l'organe cen¬ tral dans le sens axial grâce à la rondelle (25). L'organe central est prolongé, côté bloc de fermeture, par un tube rallonge (40) se vissant sur l'organe (16) lui- même, et par une douille rallonge (39). Ces deux pièces sont solidaires par une clavette (27) et cet ensemble est protégé de tout glissement axial par la vis de fermeture (2-6) qui comporte, à cet effet, un épaulement, sur lequel vient s'ap- puyer la douille rallonge (39) et la clavette (27).

Ainsi tout l'organe central est fixe et solidaire du carter de moteur (1) .

L'organe central peut entre autre r servir de conduit de ré¬ frigérant.

5°) Un dispositif permettant de séparer l'espace annu¬ laire compris entre les carters (1-5) et l'ensemble baril¬ let de base-corps de fermeture (2-3) en deux compartiments semi-annulaires étanches entr'eux, dispositif qui est cons- titué de trois éléments principaux : En premier lieu,

- Un joint glace supérieur (6) construit suivant deux diamètres différents, le plus grand étant au rayon inté¬ rieur du carter, le plus petit au rayon des barillets, permet d'obturer vers le haut l'un des compartiments et de laisser l'autre à l'admission de la pression d'alimenta¬ tion du moteur. Ce joint glace est étanche sur la face su¬ périeure du barillet de base (2) sur laquelle il est ap¬ puyé par le ressort (10) guidé par l'organe central (16) et dont la tension peut être réglée par un écrou (15) vissé sur l'organe central. L'étanchéité autour de l'organe est assurée par joint torique (45). En deuxième lieu,

- Un joint glace inférieur (7) venant s'appuyer sur un épaulement prévu sur le corps de fermeture (3) pour assu¬ rer l'étanchéité axiale en partie basse. Ce joint glace est, bien entendu, du diamètre du carter à frottement doux.

En troisième lieu,

- Deux barrettes d'appui latéral (8) sur les barillets, disposées selon deux génératrices diamétralement opposées de l'ensemble barillet de base-corps de fermeture (2-3) et venant s'appuyer également, d'une part, sur l'épaulement que présente le joint glace supérieur (6) au droit du changement de diamètre et, d'autre part, sur le joint gla- ce inférieur (7). Ces barrettes sont maintenues en place dans deux mortaises (f) usinées dans le corps du carter et dans laquelle elles peuvent subir un léger déplacement la¬ téral et axial tout en assurant l'étanchéité entre surfa¬ ces en contact par frottement doux. L'appui de ces barrettes sur le joint glace inférieur (7) est assuré par le dispositif (11-12-13-14) qui compor¬ te une bille (11) laissant un libre jeu latéral à la bar¬ rette, une pièce de guidage en U (12) un ressort d'appui (13) réglable par une vis (14).

L'appui latéral contre les barillets est assuré par des ressorts à lame (9) disposés dans des évidements découpés au dos des barrettes et prenant leur réaction au fond de la mortaise. Le ressort supérieur peut être maintenu préférentiel- lement par un circlips (29).

Les points de contact barrettes-joint glace supérieur au droit du petit diamètre de ce dernier est également étan- che par appui des barrettes. Ainsi l'assemblage des trois éléments précédemment dé¬ crits, réalise la création des deux compartiments semi- annulaires étanches entr'eux.

La surface de contact des barrettes contre les barillets reçoit un profil enveloppant en arc de cercle, du rayon des barillets et d'une longueur très légèrement supérieure au diamètre du trou d'alimentation des pistons, afin d'as¬ surer les temps nécessaires de retard, aux points morts hauts et bas de ces derniers. De plus, ce profil enveloppant n'existe qu'au droit de la partie barillets. Il n'est pas réalisé au droit du contact avec le joint glace supérieur, pour permettre un jeu axial suffisant à celui-ci.

6°) Un plateau incliné (34) (représenté monobloc sur les figures mais qui peut présenter d'autres configurations) ar¬ rêté, vers le haut, par un épaulement sur 1'organe central et maintenu immobilisé par une clavette (27) comporte un dispositif permettant aux pieds de pistons de "rotuler" li¬ brement, sans risque d'échapper de leur logement. Ce dispo¬ sitif constitué d'une plaque amovible (44) dans laquelle on usine un arc complémentaire au chemin de roulement des ro- tules, est maintenu en place par vis (43).

7°) Un ou des ensembles modulaires venant s'intégrer entre le barillet de base (2) et le bloϋ de fermeture et comportant :

- Une rallonge de carter (32) pouvant s'assembler par bride.

- Une rallonge de barrettes d'appui latéral (33).

- Un barillet (35) et ses pistons (51) identique aux pistons du barillet de base.

- Une rallonge de barillet (46).

- Une rallonge extérieure (47) d'organe central.

- Une rallonge de clavette (27).

- Une rallonge intérieure (36) d'organe central. - Des tenons de jonction (4) entre barillets et rallon¬ ge de barillets. 8°) Une butée vers le haut (17) avec son roulement de guidage latéral (19) maintenu par circlips arrêtoir (30) avec possibilité d'un léger jeu axial. 9°) Une butée vers le bas (31) et son roulement de gui¬ dage latéral (28) maintenu par un circlips arrêtoir (48) laissant un libre jeu axial.

10°) Un ou des roulements (37) permettant la rotation des barillets autour de l'organe central maintenus axiale- ment par un ou des circlips (38) laissant un libre jeu axial.

11°) Enfin des orifices de lubrification interne cali¬ brée (b-c-g). Le débit utilisé pour cette lubrification in¬ terne est remis à l'atmosphère par le drain (e) et il est étanché par les joints à lèvres (42-49). Ce dernier joint est monté sur un porte-joint (41) maintenu par vis (50) à l'organe central.

Le moteur fonctionne' d'une manière identique aux mo¬ teurs à pistons axiaux classiques. La seule différence réside dans la façon d'alimenter les pistons. L'alimenta¬ tion, suivant l'invention, se fait par des orifices laté¬ raux (h) percés dans les barillets, la pression étant admi¬ se par l'orifice (a) prévu dans la bride (20), le comparti¬ ment "admission" en regard de l'orifice étant continuelle- ment alimenté. Sous l'effet de la pression les pistons des¬ cendent suivant les plateaux inclinés et font tourner les barillets, jusqu'à ce que l'orifice alimenté, se trouve en face de la demi-chamb e mise à l'atmosphère par l'orifice (d), le piston étant alors en position basse. Les pistons peuvent alors remonter et le mouvement se renouvelle.

La prise de- force extérieure se fait par l'extrémité dépassante du bloc de fermeture.

Inversement, la mise en rotation mécanique_de l'ensemble des barillets par l'extrémité dépassante, permet d'utiliser

FEUJLLE DE REMPLACEMENT

le moteur en pompe en mettant l'orifice (a) à l'aspiration, le refoulement se faisant en (d).

LE DE REMPLACEMENT