WO2013140064A1 - Moteur hydraulique a drainage interne - Google Patents

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Hydro Leduc SAS
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    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves

Definitions

  • the drive motor M which may be an electric motor, an internal combustion engine or the like, drives a pump P, the high pressure output of which is connected to a distributor D, which allows to selectively realize several types of hydraulic connections between the output of the pump P and two supply lines A and B connected to the hydraulic motor H.
  • the distributor D In the neutral position shown, the distributor D connects the two pipes A and B to the tarpaulin 99. The hydraulic motor H is therefore not powered.
  • the other two positions of the distributor D allow:
  • a drainage pipe 98 connects the housing of the hydraulic motor H to the tarpaulin 99.
  • the motor must be the drive element of tools that equip sets to be connected to the gear arms.
  • the present invention aims to eliminate this disadvantage.
  • the invention provides a hydraulic motor that can be actuated in both directions, the hydraulic motor comprising two bidirectional hydraulic ports each of which can be connected, selectively according to the direction of rotation in which the motor is to be actuated, ie to a source of pressurized liquid to serve as a hydraulic motor supply port, ie at a device for collecting the liquid at a lower pressure to serve as a return port for the hydraulic motor, the hydraulic motor comprising a drainage orifice communicating with an interior space of the motor housing, characterized in that it comprises:
  • a second non-return valve disposed between the intermediate pipe and a second bidirectional hydraulic port and able to open under the effect of a positive pressure differential between the intermediate pipe and the second bidirectional hydraulic port.
  • the return pipe of the motor also serves as a drainage pipe, which makes it possible to eliminate the separate drainage pipes usually used.
  • the invention further comprises all or part of the following provisions.
  • the intermediate pipe communicates between the two check valves with an accumulator responsible for absorbing the pressure peaks each time there is a reversal of the direction of the fluid and therefore, the direction of rotation of the hydraulic motor.
  • the hydraulic motor further comprises an output shaft accessible from outside the housing and, inside the housing:
  • a plate integral with the motor shaft and comprising a plurality of spherical housings
  • a cylinder mounted to rotate on a pivot whose axis is at an angle with the axis of the motor shaft
  • each piston sliding in cylindrical bores formed axially in the barrel, each piston comprising a spherical head received in one of the spherical housing of the plateau, and
  • the casing comprises a yoke on which are arranged the two bidirectional hydraulic ports of the engine.
  • the intermediate pipe and the two non-return valves are arranged in the cylinder head.
  • the bidirectional hydraulic ports comprise orifices formed in the cylinder head.
  • the cylinder head comprises the accumulator responsible for absorbing the pressure peaks connected to the intermediate pipe.
  • the drainage orifice extends through the cylinder head to connect the intermediate pipe to a zone of the housing located behind the ice distribution.
  • FIG. 1 is a block diagram of a hydraulic motor according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an exemplary embodiment of the hydraulic motor of Figure 1.
  • FIG. 3 is a view of a detail, in section along the line D-D of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a block diagram of a hydraulic system according to the state of the art.
  • FIG. 1 represents a hydraulic motor 1 according to the invention that can be arranged in the hydraulic system of FIG. 4 in place of the motor H of FIG. 4.
  • the valve 3 When the line A is the supply line and the line B the return line, the valve 3 is kept closed by the high pressure; while the valve 4 is subjected to the pressure back to the tarpaulin.
  • the internal leaks occurring inside the engine 1 are collected by the pipe 5. When the pressure of these internal leaks increases, the liquid in the line 5 opens the valve 4 and joins the return line B to the tank.
  • This arrangement makes it possible to absorb the pressure peaks that may occur during a sudden change in the direction of rotation of the motor, that is to say a sudden reversal of the high pressure and low pressure sides.
  • FIGS 2 and 3 illustrate an embodiment of the invention.
  • a housing 10 is disposed a shaft 11 carrying a plate 12 having a plurality of spherical housings 13 in which are disposed the spherical heads 14 of pistons 15, which slide in cylinders 16 formed in a cylinder 17.
  • the barrel 17 is mounted in pivoting on a pivot 19 whose axis is at an angle to the axis of the shaft 1.
  • the rear face of the cylinder 17 rests against a dispensing window 18. This type of hydraulic motor broken axis is known.
  • the yoke 20 of the casing 10 comprises the means described with reference to FIG.
  • Line A of FIG. 1 arrives at the motor via port 21 and line B through port 22 (FIG. 3).
  • the pipe 23, which corresponds to the pipe 2 of FIG. 1, comprises two non-return valves 25 and 26, which correspond to the valves 3 and 4 of FIG. 1. Between these two valves 25 and 26 arrives the pipe 27, which corresponds to the conduct 5.
  • a passage 28 ( Figure 2), corresponding to the pipe 6 of Figure 1 communicates the conduit 23 with an accumulator capable of absorbing the pressure peaks at the change of direction of rotation of the hydraulic motor.
  • the accumulator 29 is made by a piston pushed by compression springs but this choice is not limiting. In particular, the accumulator 29 prevents the pressure exceeding the sealing limit of the front seal of the housing 10 during a sudden reversal of the direction of rotation of the motor.

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Description

MOTEUR HYDRAULIQUE A DRAINAGE INTERNE
La présente concerne un perfectionnement apporté à un moteur hydraulique. Il est connu d'équiper un moteur hydraulique d'un ou deux orifices de drainage au moyen desquels les fuites internes se produisant à l'intérieur dudit moteur sont évacuées à l'extérieur de celui-ci. Cette disposition présente l'inconvénient de nécessiter la mise en place d'une conduite de drainage en plus de la conduite d'alimentation du moteur en liquide sous pression venant de la pompe et de la conduite de retour à la bâche.
En se reportant à la figure 4, on voit que le moteur d' entraînement M, qui peut être un moteur électrique, un moteur à combustion interne ou autre, entraine une pompe P, dont la sortie haute pression est reliée à un distributeur D, qui permet de réaliser sélectivement plusieurs types de connexions hydrauliques entre la sortie de la pompe P et deux canalisations d'alimentation A et B reliées au moteur hydraulique H. Dans la position neutre représentée, le distributeur D relie les deux canalisations A et B à la bâche 99. Le moteur hydraulique H n'est donc pas alimenté. Les deux autres positions du distributeur D permettent :
Soit de relier la conduite A à la pompe P et la conduite B à la bâche 99, pour faire tourner le moteur hydraulique H dans un sens,
Soit de relier la conduite A à la bâche 99 et la conduite B à la pompe P, pour faire tourner le moteur hydraulique H dans l'autre sens.
Une conduite de drainage 98 relie le carter du moteur hydraulique H à la bâche 99. Dans certains cas, en particulier lorsque le moteur doit être l'élément d'entraînement d'outils qui équipent des ensembles à relier sur les bras d'engins de travaux publics, par exemple sur un camion, son emplacement peut rendre très difficile de placer la conduite de drainage 98. Dans cette situation, souvent seules les canalisations A et B sont prévues sur l'engin.
La présente invention a pour objet de supprimer cet inconvénient.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un moteur hydraulique pouvant être actionné dans les deux sens, le moteur hydraulique comportant deux ports hydrauliques bidirectionnels pouvant chacun être relié, sélectivement selon le sens de rotation dans lequel le moteur doit être actionné, soit à une source de liquide sous pression pour servir de port d'alimentation du moteur hydraulique, soit à un dispositif de collecte du liquide à une plus basse pression pour servir de port de retour du moteur hydraulique, le moteur hydraulique comportant un orifice de drainage communiquant avec un espace intérieur du carter du moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte :
une conduite intermédiaire dans laquelle débouche l'orifice de drainage du carter, un premier clapet anti-retour disposé entre la conduite intermédiaire et un premier port hydraulique bidirectionnel et apte à s'ouvrir sous l'effet d'un différentiel de pression positif entre la conduite intermédiaire et le premier port hydraulique bidirectionnel, et
un deuxième clapet anti-retour disposé entre la conduite intermédiaire et un deuxième port hydraulique bidirectionnel et apte à s'ouvrir sous l'effet d'un différentiel de pression positif entre la conduite intermédiaire et le deuxième port hydraulique bidirectionnel.
Un tel agencement permet que le liquide provenant des fuites internes du moteur soit évacué du carter à travers celui des deux clapets anti-retour qui est relié au port de retour du moteur. Ainsi, la conduite de retour du moteur sert aussi de conduite de drainage, ce qui permet de supprimer les conduites de drainage séparées habituellement utilisées.
Selon des modes de réalisation, l'invention comprend en outre tout ou partie des dispositions suivantes.
Selon un mode de réalisation, la conduite intermédiaire communique entre les deux clapets anti-retour avec un accumulateur chargé d'absorber les pointes de pression chaque fois qu'il y a inversion du sens du fluide et de ce fait, du sens de rotation du moteur hydraulique.
Selon un mode de réalisation, le moteur hydraulique comporte en outre un arbre de sortie accessible depuis l'extérieur du carter et, à l'intérieur du carter :
un plateau solidaire de l'arbre moteur et comportant une pluralité de logements sphériques,
un barillet monté à rotation sur un pivot dont l'axe fait un angle avec l'axe de l'arbre moteur,
une pluralité de pistons coulissant dans des alésages cylindriques ménagés axialement dans le barillet, chaque piston comportant une tête sphérique reçue dans un des logements sphériques du plateau, et
une glace de distribution contre laquelle repose de manière glissante une face arrière du barillet.
Selon un mode de réalisation, le carter comporte une culasse sur laquelle sont disposés les deux ports hydrauliques bidirectionnels du moteur.
Selon un mode de réalisation, la conduite intermédiaire et les deux clapets anti-retour sont disposés dans la culasse.
Selon un mode de réalisation, les ports hydrauliques bidirectionnels comportent des orifices ménagés dans la culasse.
Selon un mode de réalisation, la culasse comporte l'accumulateur chargé d'absorber les pointes de pression relié à la conduite intermédiaire.
Selon un mode de réalisation, l'orifice de drainage s'étend à travers la culasse pour relier la conduite intermédiaire à une zone du carter située derrière la glace de distribution.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins :
- La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un moteur hydraulique selon un mode de réalisation de l'invention.
- La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation du moteur hydraulique de la figure 1.
La figure 3 est une vue d'un détail, en coupe selon la ligne D-D de la figure 2.
- La figure 4 est un schéma fonctionnel d'un système hydraulique selon l'état de la technique.
La figure 1 représente un moteur hydraulique 1 selon l'invention qui peut être agencé dans le système hydraulique de la figure 4 en lieu et place du moteur H de la figure 4.
En se reportant à la figure 1, on voit que les deux conduites A et B sont reliées l'une à l'autre par une conduite intermédiaire 2, qui comporte deux clapets anti-retour 3 et 4, et qui est reliée au carter du moteur hydraulique 1 par une conduite 5, disposée entre les deux clapets 3 et 4.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant.
Lorsque la conduite A est la conduite d'alimentation et la conduite B la conduite de retour, le clapet 3 est maintenu fermé par la haute pression ; tandis que le clapet 4 n'est soumis qu'à la pression de retour à la bâche.
Les fuites internes se produisant à l'intérieur du moteur 1 sont recueillies par la conduite 5. Lorsque la pression de ces fuites internes augmente, le liquide dans la conduite 5 ouvre le clapet 4 et rejoint la conduite B de retour au réservoir.
Ainsi il n'est plus nécessaire de prévoir un drainage du moteur 1 par des canalisations extérieures comme c'est le cas actuellement, ce drainage étant réalisé par des moyens internes au moteur 1.
De préférence une conduite 6, disposée entre les deux clapets 3 et 4, relie la conduite 2 à un accumulateur 7 capable d'absorber les pointes de pression au changement de sens de rotation du moteur hydraulique. Cette disposition permet d'absorber les pics de pression susceptibles de se produire lors d'un changement brutal du sens de rotation du moteur, c'est-à-dire une inversion brutale des côtés haute pression et basse pression.
Les figures 2 et 3 illustrent un mode de réalisation de l'invention. Dans un carter 10 est disposé un arbre 11 portant un plateau 12 comportant une pluralité de logements sphériques 13 dans lesquels sont disposées les têtes sphériques 14 de pistons 15, qui coulissent dans des cylindres 16 ménagés dans un barillet 17. Le barillet 17 est monté à pivotement sur un pivot 19 dont l'axe fait un angle avec l'axe de l'arbre 1. La face arrière du barillet 17 repose contre une glace de distribution 18. Ce type de moteur hydraulique à axe brisé est connu.
Selon un mode de réalisation de l'invention la culasse 20 du carter 10 comporte les moyens décrits en liaison avec la figure 1.
La conduite A de la figure 1 arrive au moteur par F orifice 21 et la conduite B par l'orifice 22 (figure 3). La conduite 23, qui correspond à la conduite 2 de la figure 1, comporte deux clapets anti-retour 25 et 26, qui correspondent aux clapets 3 et 4 de la figure 1. Entre ces deux clapets 25 et 26 arrive la conduite 27, qui correspond à la conduite 5. Un passage 28 (figure 2), correspondant à la conduite 6 de la figure 1 met en communication la conduite 23 avec un accumulateur capable d'absorber les pointes de pression au changement de sens de rotation du moteur hydraulique. L'accumulateur 29 est réalisé par un piston poussé par des ressorts de compression mais ce choix n'est pas limitatif. En particulier, l'accumulateur 29 permet d'éviter que la pression dépasse la limite d'étanchéité du joint frontal du carter 10 lors d'une inversion brutale de sens de rotation du moteur.
Le fonctionnement est celui décrit en liaison avec la figure 1. Lorsque le moteur est alimenté en liquide hydraulique sous pression, il se produit des fuites entre la face arrière du barillet 17 et la glace de distribution 18. Ces fuites produisent une augmentation de la pression du liquide se trouvant dans le volume 30 du carter 10 dans lequel se trouve le barillet 17. Comme la conduite 27 est en communication avec ledit volume 30 du carter 10, cette pression agit sur les deux clapets 25 et 26. Celui des deux clapets 25 et 26 qui correspond à l'orifice d'alimentation du moteur 10 (suivant le sens d'alimentation du moteur) est soumis une haute pression sur sa surface extérieure, de sorte qu'il reste à l'état fermé. Inversement, celui des deux clapets 25 et 26 qui correspond à l'orifice de retour du moteur 10 s'ouvre du fait du différentiel de pression entre la conduite 23 et le circuit basse pression de retour à la bâche. De ce fait, le liquide provenant des fuites internes du moteur est évacué par celle des deux conduites A et B qui est reliée à la bâche.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un seul mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » pour un élément n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Moteur hydraulique (1 ; 10) pouvant être actionné dans les deux sens, le moteur hydraulique comportant deux ports hydrauliques bidirectionnels (A, B ; 21,
22) pouvant chacun être relié, sélectivement selon le sens de rotation dans lequel le moteur doit être actionné, soit à une source de liquide sous pression pour servir de port d'alimentation du moteur hydraulique, soit à un dispositif de collecte du liquide à une plus basse pression pour servir de port de retour du moteur hydraulique, le moteur hydraulique comportant un orifice de drainage (5 ; 27) communiquant avec un espace intérieur (30) du carter du moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte : une conduite intermédiaire (2 ; 23) dans laquelle débouche l'orifice de drainage (5 ; 27) du carter,
un premier clapet anti-retour (3 ; 25) disposé entre la conduite intermédiaire (2 ; 23) et un premier port hydraulique bidirectionnel (A ; 21) et apte à s'ouvrir sous l'effet d'un différentiel de pression positif entre la conduite intermédiaire et le premier port hydraulique bidirectionnel, et
un deuxième clapet anti-retour (4 ; 26) disposé entre la conduite intermédiaire (2 ;
23) et un deuxième port hydraulique bidirectionnel (B ; 22) et apte à s'ouvrir sous l'effet d'un différentiel de pression positif entre la conduite intermédiaire et le deuxième port hydraulique bidirectionnel.
2. Moteur selon la revendication 1, dans lequel la conduite intermédiaire (2 ; 23) communique entre les deux clapets anti-retour (3, 4 ; 25, 26) avec un accumulateur de pression (7 ; 29).
3. Moteur hydraulique selon la revendication 1 , comportant en outre un arbre de sortie (11) accessible depuis l'extérieur du carter et, à l'intérieur du carter :
un plateau (12) solidaire de l'arbre moteur (11) et comportant une pluralité de logements sphériques (13),
un barillet (17) monté à rotation sur un pivot (19) dont l'axe fait un angle avec l'axe de l'arbre moteur (11),
une pluralité de pistons (15) coulissant dans des alésages cylindriques (16) ménagés axialement dans le barillet (17), chaque piston comportant une tête sphérique (14) reçue dans un des logements sphériques (13) du plateau (12), et une glace de distribution (18) contre laquelle repose de manière glissante une face arrière du barillet (17).
4. Moteur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le carter comporte une culasse (20) sur laquelle sont disposés les deux ports hydrauliques bidirectionnels (21, 22) du moteur.
5. Moteur hydraulique selon la revendication 4, dans lequel la conduite intermédiaire (23) et les deux clapets anti-retour (25, 26) sont disposés dans la culasse (20).
6. Moteur hydraulique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que les ports hydrauliques bidirectionnels comportent des orifices (21, 22) ménagé dans la culasse (20).
7. Moteur hydraulique selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel la culasse (20) comporte un accumulateur (29) capable d'absorber les pointes de pression à l'inversion du sens de rotation du moteur, l'accumulateur étant relié à la conduite intermédiaire (23).
8. Moteur hydraulique selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel l'orifice de drainage (27) s'étend à travers la culasse (20) pour relier la conduite intermédiaire (23) à une zone du carter située derrière la glace de distribution (18).
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