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"Perfectionnements aux machines hydrauliques".
La présente invention est relative-d'une façon générale aux machines hydrauliques et, plus particulièrement, à un nouveau moteur à fluide du type à piston axial..
D'une façon générale, le moteur à fluide de la présente invention comprend des moyens de carterqii forment une enveloppe pour un nouveau mécanisme moteur du type à cartouche amovible qui incorpore d'une façon unique un assemolage amovible et intégral des constituants suivants;
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1 ) Un corps de cylindre formant plusieurs cylindres disposés socialement pour des pistons, des moyens de raccord mul- tiples annulaires coulés en une pièce pour l'alimentation et le .distribution drainage des cylindres et une/chambre de soupape de distribution située au centre des moyens de raccord multiple.
2 ) Des pistons dans les cylindres qui comportent des parties d'extrémité s'étendant depuis une extrémité du corps et de des parties/pied rapportées faites d'une matière résineuse rosis- tant au frottement.
3 ) Des bouchons de réaction dans les cylindres s'éten- dant depuis l'autre extrémité du corps pour un engagement à trans- mission de force avec les moyens de carter. Ces bouchons agissent d'une façon particulière en tant que joints d'étanchéité pour di- viser les moyej- de raccord multiple en des chambres d'admission et d'échappement.
4 ) Un organe d'étrier surmontant les parties de pied de piston et porté. par celles-ci, afin de rappler les pistons vers des moyens decame et un assemblage d'arbre de sortie monté dans l'enveloppe du carter, distribution distribution
5 ) Un organe de soupape de rotatif dispo- sé dans la chambre de soupape et comportant une partie d'extrémité s'étendant depuis le corps cylindrique en association de transmis- sion de force avec l'organe d'étrier. La partie d'extrémité de l'organe de soupape d'entraînement porte également un élément d'ac- tionnement de soupape ayant un engagement d'entraînement avec les moyens de came.
6 ) Une plaque de réaction portée par les extrémités prolongées des couchons de réaction et reliant celles-ci, en for- mant ainsi un sous-assemblage amovible qui agit également de façon à, maintenir ensemble les constituants de la cartouche.
Des goupilles de réaction s'étendant à coulissement distribution depuis une extrémité de l'organe de soupape de et .comportant une extrémité de goupille intérieure soumise à l'action
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d'un fluide sous pression dans une chambre de soupape de l'organe et une extrémité de goupille extérieure en association de trans- mission de force avec la plaque de réaction. Ces goupilles ser- vent à rappeler hydrauliquement les pistons contre des moyens de came et l'assemblage d'arbre de sortie tourilloné dans les moyens de carter.
En plus des constituants indiqués précédemment, du méca- nisme moteur du type à cartouche amovible en une pièce, l'appa- reillage comporte en outre un organe de soupape de transfert qui forme des passages d'admission et de sortie menant depuis l'extérieur des moyens de carter jusqu'à l'assemblage de cartouche.
Suivant un autre aspect de la présente invention, l'as- semblage de cartouche décrit précédemesnt est supporté dans les moyens de carter par des paliers de corps s'étendant axialement qui servent à transmettre les forces de réaction de couple provenant de la cartouche du moteur aux moyens de carter. De plus, ces paliers de corps supportent le corps du cylindre pour un mouve- ment vibrant axial, daus le but d'éliminer la friction de sépara- tion et les effets de bloc¯age hydraulique.
Suivant encore un aitre aspect de la présente invention, le moteur à fluide comprend un piston annulaire monté de façon à pouvoir exécuter un mouvement vibratoire dans un cylindre formé par les moyens de carter, ledit piston se trouvant en association de transmission de force avec le corps du cylindre pour offrir des moyens mettant en vibration pour en agita-tionle corps par rapport aux pistons et l'organe de soupape de distribution.Cette vibration ou cette agitation réduit la friction de séparation et élimine les effets de blocage hydraulique à la f ois sur les pistons et la soupape de distribution.
Suivant encore un autre aspect de la présente invention, /les moyens d'arore de sortie et les moyens de came sont adaptés d'une façon unique pour agir en tant que pompe à agent de refroi- de dissement afin de fournir un courant de fluide/refroidissement
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axialement à travers les moyens de carter et en association d'é- change de chaleur avec le mécanisme de piston et de soupape de distribution précité dans la cartouche.
Un but de la présente Invettion est par conséquent d'of- frir un appareil moteur du type à cartouche qui combine les consti- tuants de base du moteur en un assemolage intégral et amovible qui peut aisément être placé dans diverses enveloppes ou parties de châssis de mécanismes associés.
Un autre but de la présente invention est d'offrir un appareil du type décrit qui comprend un corps de cylindre offrant des moyens de raccord multiples annulaires en tant que partie intégrante et qui supporte des rouchone de réaction remplissant le double rôle de diviser les moyens de raccord multiples en des chamures d'admission et d'échappement et de transmission des forces de réactions axiales du piston aux moyens de carter.
Un autre out de la présente invention est d'offrir un appareil du type décrit qui comprend des pistons dotés de parties de pied résistant à l'usure par frottement, parties qui sont fai- tes d'une matière résineuse renforcée par des bottiers de pieds métalliques en forme de coupelle. Cette construction de pied de piston réduit fortement la friction de démarrage et contribue de façon/appréciable à l'efficacité de l'appareil.
Un autre but de la présente invention est d'offir un appareil du type décrit qui comprend un organe de soupape de distribution monté au centre dun mécanisme de cartouche et prévu pour fournir et évacuer un fluide entre des moyens de raccord multiples- annulaires et un ensemble les entourant de cylindres s'étendant axialement.
Un autre but de la présente invention est d'offrir un appareil du type décrit qui comprend et utilise un organe de sou- pape ce distribution en tant que partie d'un mécanisme destiné à rappeler axialement plusieurs pistons contre des moyens de came entraînés.
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Un autre but de la présente invention est d'offrir un appareil du type décrit qui comprend et utilise un organe de sou- pape de distridution qui est monté à rotation dans un mécanisme de moteur du type à cartouche et qui est entraîné par une conne- xion flexible pouvant être dégagée avec des moyens d'arbre de sortie,
de telle sorte que la cartouche et le mécanisme de dis- tribution puissent être recréa eu bloc des moyens de carter* Toujours un autre out de la présente invention est d'offrir un appareil du type décrit qui comprend un mécanisme de moteur du type à cartouche qui comporte un sous-assemolage de bouchon de réaction et de plaque de réaction qui constitue dos moyens pour transmettre les forces de réaction des pistons au carter et qui sert également à maintenir ensemble les consti- tuants de la cartouche lorsqu 'elle est retirée des moyens de carter.
Un autre but de la présente invention est d'offrir un appareil du type décrit qui comprend un mécanisme de moteur du type à cartouche qui comporte des goupilles de réaction pour rappeler hydrauliquement les pistons contre des moyens de came d'arbres et un sous-assemblage/de sortie tourillonné dans les moyens de carter.
Encore un autre but de la présente invention est d'of- frir un appareil du type décrit qui comprend des organes de sou- pape de transfert qui fournissent des moyens de passage d'admis- sion et de sortie qui connectent le mécanisme moteur du type à cartouche avec l'extérieur de son carter. Ces organes de soupape gn de transferforment un joint de contact superficiel à autoaliement avec la cartouche et constituent par conséquent un assemblage insensible qui est aux défauts d'alignement mineurs.
Toujours un autre but de la présente invention est d'of- frir un appareil du type décrit qui comprend un appareil moteur du type à cartouche avec un corps de cylindre pouvant être dépla- cé axialement et qui se trouve en engagement d'entraînement avec s,
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un cylindre d'agitation. Ceci constitue des moyens nouveaux pour réduire la friction de séparation et éliminer les effets de bloca- ge hydraulique.
Toujours un autre but de la présente invention est d'of- fri/un appareil du type décrit qui comprend un assemblage.'arbre de sortie et de moyens de came prévus pour agir en tant que pom- pe à agent de refroidissement pour fournir un courant de fluide de refroidissement en association d'échange thermique avec le mé- canisme moteur à cartouche précité.
D'autres détails et particularités de l'invention res- sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels i
La fa rre 1 est une vue en coupe latérale d'un moteur à fluide suivant la présente invention, la coupe étant effectuée suivant un plan vertical passant par la ligne d'axe de l'appareil.
La figure 2 est une vue en coupe en bout du moteur de la figure 1 , .suivant la ligne 2-2 de cette figure 1.
La figure 3 est une seconde vue en coupe en bout du moteur suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une vue en coupe latérale d'une came et d'un organe de pompe constituant une partie de l'appareil mo- teur des figures précédentes.
La figure 5 est une vue en élévation frontale de la came et de l'organe de pompe de la figure 4.
La figure 6 est une vue en plan d'un étrier de rappel de piston constituant une partie de 1' appareil moteur de la figure 1.
La figure 7 est une vue en coupe latérale de l'étrier de la figure 6.
La figure 8 est une vue en perspective "explosée" d'un assemolage de plaque de réaction et de goupille constituant une partie de l'appareil moteur de la figure 1.
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La figure 9 est une vue en perspective d'un organe de soupape de distribution qui fait partie de l'appareil moteur de la figure 1 .
La figure 10 est une autre vue en coupe en bout du mo- teur de la figure 1,suivant la ligne 10-10 de cette figure 1.
En se référant en détail aux dessins, la figure 1 illus- tre un appareil moteur suivant la présente invention qui comporte des moyens de carter désignés globalement par la référence 20, qui comprennent une partie de carter frontal 22 et une partie de carter arrière 24. Les parties de carter 22 et 24 sont reliées de lacon amovible ensemble en une jonction 26, par plusieurs goujons filetés s'étendant axialement', non représentés.
La partie de carter frontale 22 comprend une bride de nord-age 28 qui présente des trous 30 pour les goujons de montage.
Un arbre de sortie 231 est supporté à rotation dans les moyens de carter par des assemblages de roulement à rouleaux 32 et 34 et un assemblage de joint à huile 36 engage la périphérie de l'arbre 231, par un élément de joint élastique 38.
En se référant à la figure 1, les moyens de came et de pompage désignés globalement par la référence 40 sont clavetés en 42 sur l'extrémité interne de l'arbre de sortie 231 et mainte- nus en place par un écrou 44 et une rondelle 46.
Les moyens de came 40 sont illustrés plus en détail aux figures 4 et 5 et comportent plusieurs passages de pompe in- clinés axialement 48, une gorge d'entraînement de soupape de dis- tribution 50 et une surface d'entraînement de piston Inclinée 52.
En se référant plus particulièrement aux figures 1 à #, un mécanisme moteur du type à cartouche désigné globalement par la référence 54 comprend un corps de cylindre 56 qui est monté de façon à permettre un mouvement vibratoire axial dans les moyens de carter par deux paliers de corps 58, dont les surfaces exté- rieures se conforment à des gorges da carter 60 et des gorges de corps 62.
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Comme représenté aux figures 1 et 3, le corps 56 com- prend en outre plusieurs cylindres 64 s'étendant axialement dans lesquels sont montés àcoulissement plusieurs pistons 66.
Comme observé à la figure 1 , chacun des pistons 66 com-
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prend une partie d' extrémité/de forme sphérique 70 qui s adapte dans une partie de douille 72, un organe de pied de piston 74 fait d'une matière à faible friction, telle que du nylon, ou une matière analogue, enfermé dans un boîtier en forme de coupelle Ç6 Une telle construction de pied de piston mixte est décrite en détail dans une demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique n de série 167.030.
Les boîtiers de pied de p'ston 76 sont rappelés sous
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pression par ma xmgcrr 9?,,àtr*oe dëm*e* 9ràcë3 par un organe d'étrier désigné globalement par la référence 78 et représenté plus en détail aux figures 6 et 7. L'organe d'étrier est de pré- férence moulé en nylon ou en matière analogue et présente des trous périphériques 80 à travers lesquels s'étendent les extré- mités des pistons 66 et des douilles 82 formant des sièges pour les boîtiers de pied de piston 76.
Comme représenté ai mieux aux figures 6 et 7, la partie centrale de l'organe d'étrier 78 forme une douille 84 destinée à h recevoir une partie d'extrémité de forme spérique 86 d'un organe de soupape de distribution désigné globalement par la référence 90 et représenté isolément à la figure 9.
L'organe de soupape 90 est entraîné à rotation dans une chamure de soupape 92 qui s'étend axialment à travers les moyens de carter 56 grâce à un élément d'actionnement de soupape 94 fixé dans le trou 96 par une goupille 98 enfoncée à force. L'élément d'actionnement de soupape 94 comprend un bras extérieur 100 dis- posé librement dans la fente d'entraînement de soupape 50 décrite précédemment. l'organe l'organe
En se référant en détail aux figures 1 à 3 et 9, de soupape 90 comprend un évidement de pression annulaire arrière
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102, un évidement de drainage annulaire intermédiaire 104, un évi- dément de pression incurvé frontal 106 et un évidement de drainage incurvé frontal 108.
L'évidement de pression 102 laisse passer du fluide par l'intermédiaire d'une lumière d'admission 110, d'un trou 112 dans une soupape de transfert 114, d'un trou 116 dans le corps 56, d' une chambre de pression de raccord multiple 118 et d'un trou 120 ! dans le corps 56.
Le fluide sous pression provenant de l'évidement de près- sion 102 est fourni en séquence aux cylindres 62 par l'intermèdiai- re de passages de noyaux 122, 124,126, d'un évidement de noyau en arc 106 et de passages de corps 130, comme représenté au mieux aux figures 1 et 2.
En se référant à nouveau au*, figures 1 et 3, les cylin- dres 54 sont vidés en séquence par l'intermédiaire des passages de corps 129, d'un évidement de drainage eu arc 108, de passages de noyau 131, 132 et 134, d'un évidement de drainage annulaire 104, d'un passage de corps 136, d'une partie de drainage de rac- cord multiple 138, d'un passage de corps 140, d'un trou 142 dans une soupape de transfert 144 et d'une lumière de drainage ou de vidange 146.
Comme représenté au mieux aux figure'1, 9 et 10, l'o- gane de soupape de distribution 90 est équilibré hydrauliquement dans son alésage à l'aide de deux évidements d'équilibrage de pres- sion en arc 220 et 222 situés sur les cotés opposés de la soupape -:par rapport à l'évidement de pression preincipal 106 et par deux évidements d'équilibrage de drainage en arc 224 et 226 situés sur le côté opposé de la soupape/par rapport à l'évidement de drai- nage principal 108.
La figure 10 est une vue en coupe de l'un des évidements de pression 222 et de l'un des évidements de drainage 224, d'après laquelle l'on remarquera que des passages radiaux tels que celui indiqué en 228 dans la vue en coupe de la figure 10, connectent
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les évidements d'équilibrage de pression 220 et 222 avec le passage de noyau sous pression 124. De même, les évidements d'équilibrage de drainage 224 et 226 sont connectés au passage de drainage de noyau 132 par l'intermédiaire de passages radiaux tels que celui indiqué en 230 à la figure 10.
Il doit être entendu que les superficies comoinées des évidements d'équilibrage de pression 220 et 222 sont égales à la superficie de l'évidement de pression principal ' 106 et aux su- perficies combinées de l'évidement d'équilibrage de drainage 108.
Cet agencement élimine des forces latérales déséquilibrées sur l'or- gane de soupape de distribution 90. En se référant à présent aux figures 1 et 9, l'organe de noyau 90 est utilisé en tant que liai- son dans le méc@@@sme qui rappelle sous pression les pistons 66 contre les moyens de came 40, en montant à coulissement deux gou- pilles de réaction 150 et 151 dans des trous 152 percés dans les extrémités de l'organe de noyau.
L'extrémité interne 154 de l'une des goupilles de réac- tion 151 est exposée au fluide sous pression dans le passage de noyau 1. 24 et une force est ainsi exercée entre l'organe de noyau 90 et une plaque de réaction 156. Comme représenté aux figures 1 et 8, les goupilles de réaction 150 et 151 servent également à monter une partie de palier de noyau 160, faite de nylon ou d'une matière analogue, l'extrémité extérieure des goupilles 150 et 151 s'étendant dans des trous borgnes 162 dans la partie de palier de noyau 160.
Une coupelle de renforcement en métal 164 entoure la périphérie de la partie de palier de noyau 160 et comporte des trous 166 à travers lesquels passent les goupilles.
Comme représenté au mieux à la figure 8, une partie de palier de noyau arrière 170 est montée dans un trou 172 pratiqué au centre de la plaque de réaction 156.
La plaque de réaction 156 présente plusieurs trous espa- cés périphériquement 174 qui reçoivent les extrémités arrière de
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plusieurs couchons de réaction 180 et 181, la plaque de réaction étant située sur les extrémités des uouchons de réaction par des anneaux à ressort 184.
Les extrémités frontales des bouchons de réaction 180 et 181 sont situées dans les cylindres 64 et servent à transmettre les forces de réaction axiales de la cartouche 54 au carter de la pompe.
Il convient de remarquer que l'organe de soupape de distirubution 90, l'étrier 78 et les pieds de piston 74 peuvent, sans sortir du cadre de la présente invention, être rappelles mécaniquement vers les moyens de came 40 en Douchant les trous 152 et en remplaçant les goupilles de réaction 150 et 151 par un ressort de compression interposé entre l'extrémité arrière de l'or- gane de noyau 90 et l'organe de palier de soupape en regard 160-164-.
En se référant aux figures 1 et 2, les organes de soupape de transfert 114 sont rappelés sous pression contre des surfaces de corps plates 190 par des ressorts de compression 192 maintenus en place par des bouchons filetés 194.
Gomme représenté à la figure 1, la partie de carter de ,Pompe frontale ?2 forme un cylindre annulaire 202 dans lequel est monté à coulissement un piston annulaire 204, ce dernier com- portant un épaulement 206 en association de transmission de for- ce avec l'extrémité frontale du corps de cylindre 56.
La cylindre annulaire 202 est connecté à une source de fluide pulsée, non représentée, par l'intermédiaire d'une lumière 208. Ceci sort à faire vibrer ou à agiter le corps de cylindre 56 pour réduire la friction de séparation et éliminer les effets de Blocage hydraulique.
Le mécanisme de corps de cylindre 56 peut être refroidi, si on le désire, en prévoyant des ouvertures de pompage 48 dans les moyens de came 40. Ceci amène les moyens de came à agir en tant que pompe centrifuge entre une chambre de carter frontale 212 et la chambre de carter arrière 200, précitée. Le courant d'agent de
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refroidissement pénètre par une lumière d'admission - 214 et est pompé par l'intermédiaire de passages formés par des plats 250 (figure 2) sur la surface extérieure du corps 56 et ensuite dans la chambre 200 et vers l'extérieur par l'intermédiaire d'un orifice de sortie d'agent de refroidissement 216 ( voir la figure 1 ).
Le palier frontal 32 précité reçoit un courant de lubri- fiant par l'intermédiaire d'un passage 218. lors du fonctionnement, la lumière d'admission 110 est connectée à un mécanisme de pompe et une lumière de sortie 146 est connectée à un réservoir. La lumière d'admission d'agent de re- froidissement 214 et la lumière de sortie d'agent de refroidisse- ment 216 sont toutes deux connectde au réservoir. '
Pour la mise en route du mécanisme, il est préférable d'utiliser la caractéristique d'agitation qui est obtenue en con- nectant la lumière d'admission 208 menant au cylindre d'agitation 202 à une source de pression de fluide vibrante. Ceci peut être réalisé en connectant la lumière à une petite pompe à piston ou à d'autres moyens appropriés.
Lorsque l'appareil d'agitation est utilisé, le corps de cylindre 56 est mis en vioration par un mouvement de va et vient du piston annulaire 204.
Il convient de remarquer que le corps de cylindre 56 peut être mis en vibration ou agité mécaniquement si on le désire, en remplaçant le cylindre 202 et le piston 204 par une tige de poussée coulissant axialement, non représentée, qui s'étendrait à travers un trou de palier dans la paroi de carter arrière 240.
La tige de poussée est reliée dans ce cas à l'extrémité du corps de cylindre 56 et est entraînée par un organe moteur à pulsations approprié non représenté, tel qu' un excentrique entraîné par/mo- leur.
Lors de la mise sous pression de la lumière d'admission
110, du fluide pénètre dans ceux des cylindres 64 qui sont expo- ses vis-à-vis de l'évidemment de pression en arc 108 (figures 1 et9),
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par l'intermédiaire des passages, du raccord multiple et des évi- dements décrits précédemment. Ceci met en route le moteur en dépla- cont les cylindres qui exercent une poussée d'un coté de la came, ou provequent une rotation de l'arbre et de l'organe de soupape de distribution 90 Ceci fait avancer l'évidement de pression en are 108 en séquence vers les cylindres successifs qui sont chacun à leur tour chassés vers le bas.
En même temps, l'évidement de drai-' nage en arc 106 ( figures 1 et 9 ) communique en séquence avec le passage de drainage de cylindre 130 et commence à drainer cha- que cylindre de l'autre coté de la came.
Lorsque la pompe tourne, un refroidissement est réalisé cant donné que les passages 48 dans les moyens de came et de ponpe 40 agissent en tant que pompe centrifuge entre la chambre de carter frontale 212 et la chamure de carter arrière 200, un i joint pratique étant établi entre ces chambres en maintenant des jeux étroits entre la périphérie des moyens de came 40 et la surfa- ce interne de la partie de carter frontale 22. Alors que les moyens de came réalisent une action de pompage, de l'agent de refroidisse- ment est aspiré vers l'intérieur par l'intermédiaire de l'admission d'agent de refroidissement 214 et ensuite dans la chambre de carter frontale 212.
Le courant d'agent de refroidissement est ensuite fourni pas? les passages de pompe 48 et vers l'arrière dans la chambre de carter 200, puis en association d'échange thermique avec la cartouche du moteur et de là vers l'extérieur à travers la lamière de sortie 216 pour l'agent de refroidissement.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements to hydraulic machines".
The present invention relates generally to hydraulic machines and, more particularly, to a new fluid motor of the axial piston type.
In general, the fluid motor of the present invention comprises housing means forming a casing for a new motor mechanism of the removable cartridge type which uniquely incorporates a removable and integral assembly of the following components;
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1) A cylinder body forming several socially arranged cylinders for pistons, multiple annular coupling means cast in one piece for supply and distribution drainage of the cylinders and a distribution valve chamber located in the center of the cylinders. multiple connection means.
2) Pistons in the cylinders which have end portions extending from one end of the body and inserts / feet made of a rubbing pink resinous material.
3) Reaction plugs in the cylinders extending from the other end of the body for force transmission engagement with the housing means. These plugs act in a particular way as gaskets to divide the multiple connector hubs into intake and exhaust chambers.
4) A caliper member surmounting the piston foot parts and carried. by these, in order to bring the pistons towards cam means and an output shaft assembly mounted in the casing of the casing, distribution distribution
5) A rotatable valve member disposed in the valve chamber and having an end portion extending from the cylindrical body in force transmitting association with the yoke member. The end portion of the drive valve member also carries a valve actuator member having drive engagement with the cam means.
6) A reaction plate carried by and interconnecting the extended ends of the reaction liners, thereby forming a removable sub-assembly which also acts to hold the components of the cartridge together.
Reaction pins slidably extending from one end of the valve member and having an inner pin end subjected to the action.
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pressurized fluid in a member valve chamber and outer pin end in force transmitting association with the reaction plate. These pins serve to hydraulically bias the pistons against cam means and the journaled output shaft assembly in the housing means.
In addition to the aforementioned components of the one-piece removable cartridge type motor mechanism, the apparatus further comprises a transfer valve member which forms inlet and outlet passages leading from the outside. housing means up to the cartridge assembly.
In accordance with another aspect of the present invention, the cartridge assembly described above is supported in the housing means by axially extending body bearings which serve to transmit torque reaction forces from the engine cartridge. to the housing means. In addition, these body bearings support the cylinder body for axial vibrating movement, in order to eliminate separating friction and hydraulic locking effects.
According to yet another aspect of the present invention, the fluid motor comprises an annular piston mounted so as to be able to perform a vibratory movement in a cylinder formed by the housing means, said piston being in association for transmitting force with the body. of the cylinder to provide a vibrating means for agitating the body relative to the pistons and the distribution valve member. This vibration or agitation reduces the separation friction and eliminates the effects of hydraulic blocking at the same time. the pistons and the distribution valve.
In accordance with yet another aspect of the present invention, the outlet port means and cam means are uniquely adapted to act as a coolant pump to provide a flow of fluid. /cooling
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axially through the housing means and in heat exchange association with the aforesaid piston and distribution valve mechanism in the cartridge.
An object of the present Invettion is therefore to provide a cartridge type motor apparatus which combines the basic engine components into an integral and removable assembly which can easily be placed in various casings or frame parts of the motor. associated mechanisms.
Another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises a cylinder body providing multiple annular connection means as an integral part and which supports reaction rods fulfilling the dual role of dividing the means of multiple connection in intake and exhaust chamures and transmission of axial reaction forces from the piston to the housing means.
Another feature of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises pistons provided with foot portions resistant to friction wear which portions are made of a resinous material reinforced by foot casings. metal cup-shaped. This piston foot construction greatly reduces starting friction and contributes significantly to the efficiency of the apparatus.
Another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises a dispensing valve member mounted centrally in a cartridge mechanism and adapted to supply and discharge fluid between multiple annular connector means and an assembly. surrounding them with cylinders extending axially.
Another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises and uses a valve member this distribution as part of a mechanism for axially urging a plurality of pistons against driven cam means.
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Another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises and uses a diverter valve member which is rotatably mounted in a cartridge type motor mechanism and which is driven by a cone. flexible xion which can be released with output shaft means,
so that the cartridge and the dispensing mechanism can be recreated as part of the housing means. Still another feature of the present invention is to provide an apparatus of the type described which includes a cartridge type motor mechanism. which has a reaction plug and reaction plate subassembly which provides a means for transmitting the reaction forces from the pistons to the crankcase and which also serves to hold the components of the cartridge together when removed from the means. crankcase.
Another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises a cartridge type motor mechanism which has reaction pins for hydraulically biasing the pistons against shaft cam means and a sub-assembly. / output journalled in the housing means.
Still another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises transfer valve members which provide an inlet and outlet passage means which connect the motor mechanism of the type described. cartridge with the outside of its housing. These transfer valve members form a self-aligning surface contact seal with the cartridge and therefore constitute an insensitive assembly which is to minor misalignment.
Still another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises a cartridge type driving apparatus with a cylinder body capable of being axially displaceable and which is in driving engagement with it. ,
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an agitation cylinder. This constitutes new means of reducing the separation friction and eliminating the effects of hydraulic blocking.
Still another object of the present invention is to provide an apparatus of the type described which comprises an output shaft assembly and cam means adapted to act as a coolant pump to provide a coolant pump. stream of coolant in association with heat exchange with the aforementioned cartridge motor mechanism.
Other details and features of the invention will emerge from the description below, given by way of nonlimiting example and with reference to the accompanying drawings, in which i
Fa rre 1 is a side sectional view of a fluid motor according to the present invention, the section being taken along a vertical plane passing through the center line of the apparatus.
Figure 2 is an end sectional view of the motor of Figure 1, following line 2-2 of this Figure 1.
Figure 3 is a second end sectional view of the motor taken on line 3-3 of Figure 1.
Figure 4 is a side sectional view of a cam and a pump member constituting part of the driving apparatus of the preceding figures.
Figure 5 is a front elevational view of the cam and pump member of Figure 4.
Figure 6 is a plan view of a piston return caliper forming part of the driving apparatus of Figure 1.
Figure 7 is a side sectional view of the caliper of Figure 6.
Figure 8 is an "exploded" perspective view of a reaction plate and pin assembly constituting part of the prime mover of Figure 1.
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Figure 9 is a perspective view of a distribution valve member which forms part of the driving apparatus of Figure 1.
Figure 10 is another end sectional view of the motor of Figure 1, taken along line 10-10 of that Figure 1.
Referring in detail to the drawings, Figure 1 illustrates a power unit in accordance with the present invention which includes housing means generally designated 20, which comprises a front housing portion 22 and a rear housing portion 24. The housing portions 22 and 24 are releasably connected together at a junction 26, by a number of axially extending threaded studs, not shown.
The front housing portion 22 includes a north-age flange 28 which has holes 30 for mounting studs.
An output shaft 231 is rotatably supported in the housing means by roller bearing assemblies 32 and 34 and an oil seal assembly 36 engages the periphery of the shaft 231, by a resilient seal member 38.
Referring to Figure 1, the cam and pumping means generally designated 40 are keyed at 42 on the inner end of the output shaft 231 and held in place by a nut 44 and a washer. 46.
Cam means 40 are illustrated in more detail in Figures 4 and 5 and include a plurality of axially inclined pump passages 48, a distribution valve drive groove 50, and an inclined piston drive surface 52.
Referring more particularly to Figures 1 to #, a cartridge-type motor mechanism designated generally by the reference 54 comprises a cylinder body 56 which is mounted so as to allow axial vibratory movement in the housing means by two bearings. body 58, the outer surfaces of which conform to housing grooves 60 and body grooves 62.
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As shown in Figures 1 and 3, the body 56 further comprises several axially extending cylinders 64 in which are slidably mounted several pistons 66.
As observed in Figure 1, each of the pistons 66 com-
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takes a spherically shaped / end portion 70 which fits into a socket portion 72, a piston foot member 74 made of a low friction material, such as nylon, or the like, enclosed in a C6 cup-shaped housing Such a mixed piston foot construction is described in detail in U.S. Patent Application Serial No. 167,030.
The p'ston 76 foot boxes are recalled under
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pressure by my xmgcrr 9? ,, attr * oe dëm * e * 9ràcë3 by a caliper member generally designated by the reference 78 and shown in more detail in Figures 6 and 7. The caliper member is preferably molded of nylon or the like and has peripheral holes 80 through which extend the ends of the pistons 66 and bushings 82 forming seats for the piston base housings 76.
As best shown in Figures 6 and 7, the central portion of the caliper member 78 forms a socket 84 intended to receive a spherically shaped end portion 86 of a dispensing valve member generally designated by the figure. reference 90 and shown in isolation in Figure 9.
The valve member 90 is rotatably driven in a valve frame 92 which extends axially through the housing means 56 by a valve actuator 94 secured in the hole 96 by a force-driven pin 98. . The valve actuator 94 includes an outer arm 100 freely disposed in the valve drive slot 50 previously described. organ organ
Referring in detail to Figures 1 to 3 and 9, valve 90 includes a rear annular pressure recess
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102, an intermediate annular drainage recess 104, a front curved pressure recess 106, and a front curved drainage recess 108.
The pressure recess 102 allows fluid to pass through an inlet port 110, a hole 112 in a transfer valve 114, a hole 116 in the body 56, a pressure chamber. multiple connection pressure 118 and one hole 120! in the body 56.
The pressurized fluid from pressure recess 102 is sequentially supplied to cylinders 62 through core passages 122, 124, 126, an arcuate core recess 106, and body passages 130. , as best shown in Figures 1 and 2.
Referring again to *, Figures 1 and 3, cylinders 54 are emptied in sequence through body passages 129, an arc drain recess 108, core passages 131, 132 and 134, an annular drainage recess 104, a body passage 136, a multiple-fitting drainage part 138, a body passage 140, a hole 142 in a transfer valve 144 and a drainage or drain port 146.
As best shown in Figures 1, 9 and 10, the distribution valve member 90 is hydraulically balanced in its bore by means of two arched pressure balancing recesses 220 and 222 located on it. the opposite sides of the valve -: relative to the main pressure recess 106 and by two arched drainage balancing recesses 224 and 226 located on the opposite side of the valve / relative to the drain recess main stroke 108.
Figure 10 is a sectional view of one of the pressure recesses 222 and one of the drainage recesses 224, from which it will be noted that radial passages such as that indicated at 228 in the side view cross section of figure 10, connect
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the pressure balance recesses 220 and 222 with the pressurized core passage 124. Likewise, the drain balance recesses 224 and 226 are connected to the core drain passage 132 via radial passages such as the one indicated at 230 in figure 10.
It should be understood that the comoined areas of the pressure balancing recesses 220 and 222 equal the area of the main pressure recess 106 and the combined areas of the drainage balancing recess 108.
This arrangement eliminates unbalanced lateral forces on the distribution valve member 90. Referring now to Figures 1 and 9, the core member 90 is used as a link in the mechanism. sme which pressurizes the pistons 66 against the cam means 40, by slidingly mounting two reaction pins 150 and 151 in holes 152 drilled in the ends of the core member.
The inner end 154 of one of the reaction pins 151 is exposed to pressurized fluid in the core passage 1. 24 and thus a force is exerted between the core member 90 and a reaction plate 156. As shown in Figures 1 and 8, the reaction pins 150 and 151 also serve to mount a core bearing portion 160, made of nylon or similar material, with the outer end of the pins 150 and 151 extending into. blind holes 162 in the core bearing portion 160.
A metal reinforcement cup 164 surrounds the periphery of the core bearing portion 160 and has holes 166 through which the pins pass.
As best shown in Figure 8, a rear core bearing portion 170 is mounted in a hole 172 made in the center of reaction plate 156.
Reaction plate 156 has several peripherally spaced holes 174 which receive the rear ends of the reaction plate.
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several reaction caps 180 and 181, the reaction plate being located on the ends of the reaction caps by spring rings 184.
The front ends of the reaction plugs 180 and 181 are located in the cylinders 64 and serve to transmit the axial reaction forces from the cartridge 54 to the pump housing.
It should be noted that the distribution valve member 90, the caliper 78 and the piston feet 74 can, without departing from the scope of the present invention, be returned mechanically towards the cam means 40 by showering the holes 152 and by replacing the reaction pins 150 and 151 with a compression spring interposed between the rear end of the core member 90 and the facing valve bearing member 160-164-.
Referring to Figures 1 and 2, the transfer valve members 114 are biased against flat body surfaces 190 by compression springs 192 held in place by threaded plugs 194.
As shown in Figure 1, the casing portion of the front pump 2 forms an annular cylinder 202 in which is slidably mounted an annular piston 204, the latter comprising a shoulder 206 in power transmission association with. the front end of the cylinder body 56.
The annular cylinder 202 is connected to a pulsed fluid source, not shown, through a lumen 208. This results in vibrating or agitating the cylinder body 56 to reduce the separation friction and eliminate the effects of Hydraulic lock.
The cylinder body mechanism 56 can be cooled, if desired, by providing pumping openings 48 in the cam means 40. This causes the cam means to act as a centrifugal pump between a front crankcase chamber 212. and the rear casing chamber 200, supra. The agent current of
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cooling enters through an intake port - 214 and is pumped through passages formed by plates 250 (Figure 2) on the outer surface of the body 56 and then into the chamber 200 and out through a coolant outlet 216 (see Figure 1).
The aforementioned front bearing 32 receives a flow of lubricant through a passage 218. In operation, the inlet lumen 110 is connected to a pump mechanism and an outlet lumen 146 is connected to a reservoir. . The coolant inlet port 214 and the coolant outlet port 216 are both connected to the reservoir. '
For starting up the mechanism, it is preferable to use the agitation characteristic which is obtained by connecting the intake port 208 leading to the agitation cylinder 202 to a vibrating fluid pressure source. This can be achieved by connecting the lumen to a small piston pump or other suitable means.
When the agitation apparatus is used, the cylinder body 56 is energized by a reciprocating motion of the annular piston 204.
It should be noted that cylinder body 56 can be vibrated or mechanically stirred if desired, by replacing cylinder 202 and piston 204 with an axially sliding push rod, not shown, which would extend through a bearing hole in the rear case wall 240.
The push rod is in this case connected to the end of the cylinder body 56 and is driven by a suitable pulsating motor member not shown, such as a motor driven eccentric.
When pressurizing the intake port
110, fluid enters those of the cylinders 64 which are exposed to the arcing pressure recess 108 (Figures 1 and 9),
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through the passages, multiple connector and recesses described above. This starts the engine by moving the cylinders which exert a thrust on one side of the cam, or cause rotation of the shaft and the distribution valve member 90 This advances the pressure recess. 108 are in sequence to successive cylinders which are each in turn driven downward.
At the same time, the arc drainage recess 106 (Figures 1 and 9) sequentially communicates with the cylinder drainage passage 130 and begins to drain each cylinder on the other side of the cam.
When the pump is running, cooling is not achieved since the passages 48 in the cam and pump means 40 act as a centrifugal pump between the front case chamber 212 and the rear case frame 200, a practical seal being. established between these chambers by maintaining close clearances between the periphery of the cam means 40 and the inner surface of the front housing portion 22. While the cam means performs a pumping action, coolant. This is drawn in through the coolant inlet 214 and then into the front crankcase chamber 212.
The coolant stream is then supplied not? the pump passages 48 and back into the crankcase chamber 200, then in heat exchange association with the motor cartridge and thence outward through the outlet strip 216 for the coolant.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
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