FR2716939A1 - Moteur hydraulique à plateau oscillant. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un moteur hydraulique du type à plateau oscillant. Elle se rapporte à un moteur qui comprend un carter principal (1), un bloc-cylindre (7) ayant plusieurs plongeurs (6), un plateau oscillant (9) supporté au contact des extrémités avant des plongeurs (6) et pouvant pivoter autour d'un axe de pivotement (Y), et un dispositif (18, 19) de commutation d'angle de plateau oscillant (9). Le plateau oscillant (9) comporte deux tourillons dépassant de l'axe de pivotement (Y) à des emplacements périphériques, et l'axe de pivotement (Y) est placé entre un premier plan et un second plan perpendiculaires au plan des extrémités avant des plongeurs (6) dans la position de faible vitesse et dans la position de vitesse élevée. Application aux pelles rétrocaveuses.
Description
La présente invention concerne un moteur hydraulique du type à plateau
oscillant qui peut être commuté entre une vitesse élevée et une faible vitesse et qui comporte un carter principal, un bloc-cylindre supporté dans le carter principal afin qu'il tourne autour d'un axe de rotation, le bloc-cylindre contenant plusieurs plongeurs ayant des axes longitudinaux qui sont parallèles à l'axe de rotation, un plateau oscillant supporté dans le carter principal afin qu'il soit au contact des extrémités avant des plongeurs et qu'il puisse pivoter autour d'un axe de pivotement entre une position de vitesse élevée et une position de faible vitesse, l'axe de pivotement étant parallèle à un plan qui est perpendiculaire à l'axe de rotation, et un dispositif de commutation d'angle du plateau oscillant destiné à commuter le plateau oscillant à l'une de ses positions de vitesse
élevée et de faible vitesse.
Un moteur hydraulique qui peut être commuté entre une vitesse élevée et une faible vitesse comme indiqué précédemment est décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4 690 036. Ce moteur hydraulique comporte un dispositif d'ajustement de l'angle du plateau oscillant ayant des éléments sphériques montés dans une région interne profonde d'une chambre d'entraînement délimitée par le carter principal et destinés à être au contact du plateau oscillant et à le supporter. Le plateau oscillant peut pivoter autour d'un axe transversal des éléments sphériques. Le carter principal comprend un vérin hydraulique destiné à repousser le plateau oscillant d'un côté opposé à celui des plongeurs afin que le plateau
oscillant pivote.
Dans cette structure d'ajustement de l'angle du plateau oscillant, ce plateau est au contact des éléments sphériques et n'est supporté que par ceux-ci à l'extrémité profonde de la chambre d'entraînement. Aucun dispositif n'est destiné à empêcher le soulèvement du plateau oscillant ou sa séparation vers le bloc-cylindre. Lorsque les plongeurs du bloc-cylindre exercent une plus petite force de pression que le vérin hydraulique qui fait varier l'angle du plateau oscillant, le plateau oscillant peut se séparer des éléments sphériques et peut pivoter à un état instable. Pour éviter cet inconvénient en pratique, l'axe de pivotement du plateau oscillant doit être décalé de façon importante par rapport à l'axe de rotation du moteur afin que, en fonction de la force de pression des plongeurs du bloc-cylindre, un moment suffisant de pivotement soit constamment appliqué au plateau oscillant dans un sens fixe (vers la position de faible
vitesse.
Cependant, dans la structure dans laquelle l'axe de pivotement du plateau oscillant est suffisamment décalé par rapport à l'axe de rotation du moteur pour empêcher la libération du plateau oscillant, le vérin hydraulique applique une grande force de pression de manière que le
plateau oscillant pivote vers la position de vitesse élevée.
Ceci nécessite un vérin hydraulique de grand diamètre. En outre, il faut un réglage compliqué du circuit hydraulique, par exemple pour l'équilibrage convenable des forces de pression des plongeurs et du vérin hydraulique pour la stabilisation des positions du plateau oscillant. A cet effet, les éléments doivent avoir un degré élevé de précision, qui a été la cause d'un coût de fabrication élevé. La présente invention concerne un moteur hydraulique du type à plateau oscillant qui ne nécessite pas une grande force de manoeuvre pour la commutation d'un plateau oscillant entre une position de vitesse élevée et une position de faible vitesse, ni un circuit hydraulique compliqué pour l'obtention d'un degré élevé d'équilibrage hydraulique. Cet objet est atteint, selon l'invention, grâce à un moteur hydraulique du type à plateau oscillant qui peut être commuté entre une vitesse élevée et une faible vitesse comme indiqué précédemment, dans lequel le plateau oscillant comprend deux tourillons qui dépassent sur l'axe de pivotement à des emplacements périphériques opposés du plateau oscillant, et l'axe de pivotement se trouve dans une région comprise entre un premier plan de référence qui est perpendiculaire à un plan délimité par les extrémités avant des plongeurs dans la position de faible vitesse, à proximité de ce plan de référence, qui recoupe l'axe de rotation et qui est parallèle à l'axe de pivotement, et un second plan de référence qui est perpendiculaire à un plan délimité par les extrémités avant des plongeurs dans la position de vitesse élevée, qui recoupe l'axe de rotation et
qui est parallèle à l'axe de pivotement.
Dans la construction précitée, l'axe de pivotement du plateau oscillant se trouve dans une région comprise entre le premier plan de référence qui correspond à la position de faible vitesse et le second plan de référence qui correspond à la position de vitesse élevée et près de ce plan. La résultante des composantes des forces des plongeurs agissant par poussée sur le plateau oscillant en direction perpendiculaire passe par la proximité de l'axe de pivotement du plateau oscillant, que le plateau oscillant se trouve dans la position de faible vitesse ou de vitesse élevée. En conséquence, lorsque le plateau oscillant est déplacé de la position de faible vitesse à la position de vitesse élevée ou inversement, la résultante des composantes des forces repoussant le plateau oscillant en direction perpendiculaire a un petit moment. En outre, comme le dispositif de commutation de l'angle du plateau oscillant déplace le plateau oscillant de la position de faible vitesse à la position de vitesse élevée et inversement, des possibilités fiables et stables de mise en oeuvre sont assurées. L'opération de commutation ne nécessite qu'une petite force de commande comme noté précédemment, permettant ainsi une construction simplifiée du dispositif de
commutation d'angle du plateau oscillant.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de commutation d'angle du plateau oscillant comprend deux vérins hydrauliques placés sur les côtés
opposés de l'axe de pivotement.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention qui s'applique par exemple à un véhicule utilitaire tel qu'une pelle rétrocaveuse, l'axe de pivotement du plateau oscillant peut être placé sur le premier plan de référence ou très près de celui-ci. Le plateau oscillant peut alors être commuté entre la position de faible vitesse et la position de vitesse élevée avec une force de manoeuvre relativement petite. En outre, le plateau oscillant est rappelé vers la position de faible vitesse qui est utilisée plus fréquemment que la position de vitesse élevée. Ceci a pour effet d'empêcher le déplacement du plateau oscillant, réglé dans la position de faible vitesse pendant une opération de terrassement, de cette position de faible vitesse à la position de vitesse élevée sous l'action des vibrations et
des chocs.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux à la lecture de la description qui va suivre
d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un moteur hydraulique du type à plateau oscillant selon l'invention, fixé à un dispositif d'entraînement de chenille; la figure 2 est une vue en élévation latérale et en coupe verticale du moteur hydraulique dans la position de faible vitesse; la figure 3 est une vue en élévation frontale et en coupe verticale d'une chambre d'entraînement vue du côté gauche de la figure 2; la figure 4 est une vue en élévation latérale partielle et en coupe verticale d'une structure de support d'un tourillon d'un plateau oscillant; la figure 5 est une vue en élévation latérale et en coupe par un plan vertical du moteur hydraulique dans la position de vitesse élevée; la figure 6 est une vue schématique représentant une position de l'axe de pivotement du plateau oscillant; la figure 7 est une vue schématique représentant une position modifiée de l'axe de pivotement du plateau oscillant; et la figure 8 est un schéma du circuit hydraulique de commande du moteur hydraulique selon l'invention. La figure 1 représente un moteur hydraulique 50 du type à plateau oscillant qui peut être commuté entre une vitesse élevée et une faible vitesse selon la présente invention, utilisé pour l'entraînement d'un dispositif de déplacement de chenille d'une machine de travaux publics, par exemple
une pelle rétrocaveuse.
Le moteur hydraulique 50 comporte un carter principal 1 raccordé à un châssis 2 d'une voie par une bride la. Le carter principal 1 délimite une chambre 60 d'entraînement qui débouche vers le châssis 2 et qui est fermée par deux blocs hydrauliques 3 et 4 montés en série. Un carter rotatif a un pignon menant 13 qui lui est raccordé et qui coopère
avec une courroie 12 de chenille.
Comme l'indique la figure 2, un arbre rotatif 5 est disposé horizontalement au centre de la chambre 60 d'entraînement. L'arbre rotatif 5 supporte un bloc-cylindre 7 qui lui est fixé et qui a plusieurs plongeurs axiaux 6 disposés périphériquement et destinés à coulisser
parallèlement à un axe de rotation X de l'arbre rotatif 5.
Un plateau oscillant 9 est monté dans la chambre d'entraînement 60 pour le logement de têtes rotatives 6a des
plongeurs 6 passant dans une plaque 8 de poussée.
Comme l'indique la figure 2, le carter rotatif 10 est monté afin qu'il puisse tourner sur le carter principal 1 par des roulements 11. Un arbre de sortie 14 est monté dans le carter principal 1 et est raccordé coaxialement à l'arbre rotatif 5. L'arbre de sortie 14 est raccordé pendant le fonctionnement au carter rotatif 10 par un mécanisme
réducteur à pignons satellites 15.
Comme l'indiquent les figures 2 à 4, le plateau oscillant 9 comporte deux tourillons 16 fixés à des emplacements périphériques. Les tourillons 16 sont logés et supportés de manière qu'ils puissent tourner dans deux blocs 17 de palier boulonnés de façon amovible aux parois internes de la chambre d'entraînement 60. Le plateau oscillant 9 est supporté afin qu'il puisse pivoter autour d'un axe de support Y des tourillons 16, entre une position de faible vitesse représentée sur la figure 2 et une position de vitesse élevée représentée sur la figure 5. Ainsi, les figures 2 et 5 représentent le même moteur hydraulique 50 à plateau oscillant selon l'invention, la figure 2 représente le plateau oscillant 9 dans la position de faible vitesse et la figure 5 le représente dans la position de vitesse élevée. On décrit maintenant, en référence à la figure 6 qui représente schématiquement le moteur 50, la position de
l'axe Y de pivotement du plateau oscillant 9.
On suppose qu'un premier plan de référence L2 est perpendiculaire à un plan délimité par les extrémités avant des plongeurs 6 dans la position de faible vitesse du plateau 9 représenté sur la figure 2. Ce premier plan de référence L2 recoupe aussi l'axe de rotation X et est parallèle à l'axe de pivotement Y. En outre, un second plan de référence H2 est perpendiculaire au plan délimité par les extrémités avant des plongeurs 6 dans la position de vitesse élevée du plateau 9 représentée sur la figure 5. Ce second plan de référence H2 recoupe aussi l'axe de rotation X et est parallèle à l'axe de pivotement Y. Selon l'invention, il est important que l'axe de pivotement Y du plateau 9 se trouve dans une région comprise entre le premier plan de référence L2 et le second plan de référence H2 et à proximité du premier plan. Sur la figure 6, l'axe de pivotement Y est pratiquement à mi-distance entre le premier plan L2 et le second plan H2 de référence. Sur la figure 7, l'axe de pivotement Y se trouve dans le premier plan de référence L2. La résultante des forces appliquées par les plongeurs 6 au plateau oscillant 9 dans la position de faible vitesse pour la poussée du plateau 9 perpendiculairement est considérée comme se trouvant dans le premier plan de référence L2. La résultante des composantes des forces appliquées par les plongeurs 6 au plateau 9 dans la position de vitesse élevée pour la poussée du plateau 9 en direction perpendiculaire est considérée comme se trouvant dans le second plan de référence H2. Par exemple, comme l'indique la figure 6, lorsque l'axe de pivotement Y du plateau 9 est compris entre le premier plan de référence L2 et le second H2, la résultante des composantes des forces des plongeurs 6 agissant pour la poussée du plateau 9 en direction perpendiculaire passe par la proximité de l'axe de pivotement Y, que le plateau 9 soit en position de faible vitesse ou de vitesse élevée. En conséquence, lorsque les vérins hydrauliques 18 et 19 sont entraînés afin qu'ils déplacent le plateau 9 de la position de faible vitesse (position inclinée Li) à la position de vitesse élevée (position inclinée Hi), la résultante des composantes des forces poussant le plateau 9 perpendiculairement a un petit moment agissant en sens opposé à celui du déplacement angulaire précité du plateau 9. Ainsi, lorsque le plateau 9 passe de la position de faible vitesse à la position de vitesse élevée et inversement, la résultante des composantes des forces poussant le plateau 9 en direction perpendiculaire a un
petit moment.
On décrit maintenant le cas représenté sur la figure 7 dans lequel l'axe de pivotement Y du plateau 9 se trouve
sur le premier plan de référence L2 ou très près de celui-
ci. Dans ce cas, lorsque le plateau 9 est dans la position de faible vitesse (position inclinée Li), la résultante des composantes des forces et des plongeurs 6 agissant pour la poussée du plateau 9 en direction perpendiculaire coincide avec le premier plan de référence L2 (c'est-à-dire l'axe de pivotement Y du plateau 9). En conséquence, lorsque les vérins hydrauliques 18 et 19 sont commandés afin qu'ils déplacent le plateau 9 de la position de faible vitesse (position inclinée L1) à la position de vitesse élevée (position inclinée Hi), la résultante des composantes des forces poussant le plateau 9 en direction perpendiculaire a un moment qui n'agit pas initialement en sens opposé à celui du mouvement angulaire du plateau 9 et commence ultérieurement à agir en sens opposé. Ce moment est donc petit. Inversement, lorsque le plateau 9 est dans la position de vitesse élevée (position inclinée Hi), la résultante des composantes des forces des plongeurs 6 agissant pour la poussée du plateau 9 en direction perpendiculaire coïncide avec le second plan de référence H2 si bien que le plateau 9 est rappelé vers la position de faible vitesse (position inclinée Ll). En conséquence, lorsque les vérins hydrauliques 18 et 19 sont entraînés afin qu'ils déplacent le plateau 9 de la position de vitesse élevée (position inclinée Hi) à la position de faible vitesse (position inclinée Li), la résultante des composantes des forces poussant le plateau 9 en direction perpendiculaire a un moment agissant dans le même sens que le mouvement angulaire du plateau 9 et facilitant le
mouvement angulaire.
Comme représenté sur les figures 2 et 3, le corps principal 1 possède des passages hydrauliques 61 et 62 formés aux emplacements supérieur et inférieur sur les dessins, transversalement à l'axe Y des tourillons 16 et rejoignant les deux vérins hydrauliques 18 et 19. Lorsque le fluide hydraulique sous pression est transmis uniquement au vérin 18 pour l'avance du plongeur 18A, le plateau 9 est mis dans la position de faible vitesse avec un grand angle comme indiqué sur la figure 2. Inversement, lorsque le fluide hydraulique est transmis uniquement au vérin 19 pour l'avance d'un plongeur 19a, le plateau 9 est réglé dans la position de vitesse élevée faisant un petit angle comme indiqué sur la figure 5. Le plateau oscillant 9 a des sièges 9a de surface relativement petite et surélevés par rapport aux surfaces arrière afin qu'ils soient au contact des surfaces d'extrémité internes de la chambre 60 et
déterminent les angles d'inclinaison du plateau oscillant 9.
Les sièges 9a ont aussi pour fonction de loger les plongeurs 18a et 19a. Chaque plongeur 18a ou 19a a une tête à
structure souple de contact comprenant une bille.
Le moteur hydraulique 50 à plateau oscillant est entraîné par le circuit hydraulique représenté sur la figure 8. Le circuit hydraulique comprend un distributeur 20 de commande de propulsion commandé par un levier de commutation (non représenté) qui transmet sélectivement du fluide hydraulique sous pression à un orifice P1 ou P2 afin que le
moteur hydraulique 50 tourne vers l'avant ou vers l'arrière.
Le circuit comporte en outre une soupape sélectrice 21 à haute pression raccordée à une canalisation hydraulique 63 de marche avant et une canalisation hydraulique 64 de marche arrière. Cette soupape 21 transmet le fluide hydraulique de déplacement vers l'avant ou vers l'arrière au vérin 18 ou 19. Une soupape sélectrice hydraulique pilote 22 est placée entre la soupape 21 et les vérins 18 et 19. En l'absence de pression pilote, la soupape 22 transmet le fluide hydraulique sous pression de la soupape 21 à la canalisation hydraulique 61 rejoignant le vérin 18 et fait communiquer la canalisation 62 rejoignant l'autre vérin 18 à une canalisation 65 d'évacuation. Après application de la pression pilote, la soupape sélectrice 22 transmet le fluide hydraulique sous pression de la soupape 21 à la canalisation 62 rejoignant le vérin hydraulique 19 et fait communiquer la canalisation 61 rejoignant l'autre vérin hydraulique 18 à la
canalisation 65 d'évacuation.
Les soupapes 21 et 22 et une soupape d'équilibrage 23 sont incorporées au bloc hydraulique 3, alors qu'un
mécanisme sans choc 24 est incorporé au bloc hydraulique 4.
Normalement, la soupape sélectrice 22 ne reçoit pas le fluide à la pression pilote et le fluide est transmis uniquement au vérin 18 pour le fonctionnement à faible vitesse, le plateau oscillant 9 étant maintenu dans la
position de faible vitesse représentée sur la figure 2.
Lorsqu'une soupape 25 de commande pilote est commutée par enfoncement d'une pédale 26 afin que la pression pilote parvienne à la soupape 22, cette dernière est commutée afin qu'elle transmette le fluide hydraulique sous pression uniquement au vérin hydraulique 19 de commande de vitesse élevée. Le plateau oscillant 9 pivote alors autour de l'axe de support Y vers la position de vitesse élevée. Lorsque le pied est retiré de la pédale 26, le fluide hydraulique n'est transmis qu'au vérin 18 de faible vitesse comme noté précédemment, si bien que le plateau oscillant 9 pivote autour de l'axe Y de support vers la position de faible vitesse. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux moteurs hydrauliques qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non
limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (5)
1. Moteur hydraulique du type à plateau oscillant qui peut être commuté entre une vitesse élevée et une faible vitesse, comprenant: un carter principal (1), un bloc-cylindre (7) supporté dans le carter principal afin qu'il puisse tourner autour d'un axe de rotation, le bloc- cylindre (7) ayant plusieurs plongeurs (6) dont les axes longitudinaux sont parallèles à l'axe de rotation, un plateau oscillant (9) supporté dans le carter principal afin qu'il soit au contact des extrémités avant des plongeurs (6) et puisse pivoter autour d'un axe de pivotement (Y) entre une position de vitesse élevée et une position de faible vitesse, l'axe de pivotement (Y) étant parallèle à un plan qui est perpendiculaire à l'axe de rotation, et un dispositif (18, 19) de commutation d'angle de plateau oscillant (9) destiné à commuter le plateau oscillant (9) vers l'une des positions de vitesse élevée et de faible vitesse, caractérisé en ce que le plateau oscillant (9) comporte deux tourillons (16) dépassant de l'axe de pivotement (Y) depuis des emplacements périphériques opposés du plateau oscillant (9), et l'axe de pivotement (Y) est placé dans une région proche d'un premier plan de référence et comprise entre ce premier plan de référence qui est perpendiculaire à un plan délimité par les extrémités avant des plongeurs (6) dans la position de faible vitesse, recoupant l'axe de rotation et parallèle à l'axe de pivotement (Y), et un second plan de référence qui est perpendiculaire à un plan délimité par les extrémités avant des plongeurs (6) dans la position de vitesse élevée, recoupant l'axe de rotation et parallèle à
l'axe de pivotement (Y).
2. Moteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (Y) est adjacent
au premier plan de référence.
3. Moteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (18, 19) de commutation d'angle du plateau oscillant (9) comprend au moins un vérin hydraulique.
4. Moteur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (18, 19) de commutation d'angle du plateau oscillant (9) comprend deux vérins hydrauliques placés pratiquement de manière symétrique
autour de l'axe de pivotement (Y).
5. Moteur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (18, 19) de commutation de l'angle du plateau oscillant (9) comprend deux vérins hydrauliques placés de part et d'autre de l'axe de pivotement (Y) et disposés de manière pratiquement
symétrique autour de l'axe de rotation.
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