Description

Domaine Technique

[0001] Le présent exposé concerne le domaine des pompes et moteurs hydrauliques à pistons radiaux et came multilobes.

Technique antérieure

[0002] Les pompes hydrauliques et moteurs hydrauliques à pistons radiaux et came multilobes sont des machines hydrauliques bien connues et communément utilisées dans divers systèmes hydrauliques.

[0003] Les machines hydrauliques à pistons radiaux sont fréquemment employées du fait de leur rendement intéressant. Toutefois, les circuits hydrauliques associés peuvent être complexes et nécessiter une multiplication des composants en fonction des organes associés.

[0004] Le présent exposé vise ainsi à répondre au moins partiellement à ces problématiques.

Exposé de l'invention

[0005] La présente invention concerne ainsi une machine hydraulique comprenant un premier ensemble et un second ensemble mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre selon un axe principal, le premier ensemble comprenant un arbre, un bloc cylindres et une pluralité de pistons montés coulissant dans des logements du bloc cylindres, et le second ensemble comprenant un carter et une came, la came définissant un profil de came multilobes, chaque piston comprenant un galet adapté pour être au contact de la came, le galet définissant une trajectoire de galet lors de son déplacement au contact de la came, la trajectoire du galet étant multilobes et parallèle au profil de came, ladite machine hydraulique étant configurée de manière à ce que, pour une vitesse de rotation constante entre le premier ensemble et le second ensemble, le débit de fluide déplacé par les pistons soit constant

[0006] Selon un exemple, tous les demi-lobes de came ont un secteur angulaire strictement supérieur à l’angle entre 2 pistons adjacents.

[0007] Selon un exemple, il existe au moins une position angulaire du moteur pour laquelle, un demi-lobe n’est parcouru que par un seul piston.

[0008] Selon un exemple, la came comprend un nombre NC de lobes, et dans laquelle le bloc cylindres comprend un nombre de pistons Np tel que Np>2 * NC.

[0009] Selon un exemple, la came comprend un nombre NC de lobes, et dans laquelle le bloc cylindres comprend un nombre de pistons Np tel que 2 * NC < Np < 4 * NC.

[0010] Selon un exemple, la came et les pistons sont configurées de manière à définir une trajectoire de galet qui présente une pluralité de creux et de sommets, et une pluralité de lobes, chaque lobe étant formé entre deux creux ou deux sommets consécutifs, chaque lobe étant composé de deux demi-lobes, les creux désignant les portions des lobes de la trajectoire de galet les plus éloignées de l'axe de rotation, et les sommets comme étant les portions des lobes de la trajectoire de galet les plus proches de l'axe de rotation, et le bloc cylindres, les pistons et la came sont configurés de manière à ce que pour chaque demi-lobe, le débit de fluide déplacé par les pistons au contact d’un demi-lobe considéré soit constant pour une vitesse de rotation constante entre le premier ensemble et le second ensemble.

[0011] Selon un exemple, chaque demi-lobe comprend, entre chaque creux et sommet de la trajectoire de galet, au moins,

- une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante,

- une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante , - une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante.

[0012] Selon un exemple, pour chaque demi-lobe, le secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale croissante est égal au secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale décroissante.

[0013] Selon un exemple, chaque demi-lobe est configuré de manière à ce qu’un piston parcourant une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante a une vitesse égale et opposée à la vitesse d’un piston parcourant une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale croissante.

[0014] Selon un exemple, en considérant que :

- un demi-lobe de la trajectoire de galet s’étend sur un secteur angulaire Adl,

- le bloc cylindres comprend un nombre de pistons égal à NP, alors le secteur angulaire de la portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante (secteur angulaire que l’on nomme AP1 ) et celui de la portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante (secteur angulaire que l’on nomme AP3) sont chacun égaux (en degré) à AP1 = AP3 = Adl - (360/NP) et le secteur angulaire de la portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante (secteur angulaire que l’on nomme AP2) est égal (en degré) à

AP2 = (2*360/NP) - Adl.,

[0015] Selon un exemple, chaque demi-lobe de la trajectoire de galet comprend, entre chaque creux et sommet,

- une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale nulle par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante) ;

- une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante),

- une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante),

- une portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante), et

- une seconde portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale nulle par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante).

[0016] Selon un exemple, en considérant que :

- un demi-lobe de la trajectoire de galet s’étend sur un secteur angulaire Adl,

- le bloc cylindres comprend un nombre de pistons égal à NP, alors le secteur angulaire de la portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante et celui de la portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante sont chacun égaux (en degré) à AP1 =AP3= (Adl-AP0-AP4)-360/NP avec APO et AP4 désignant les secteurs angulaires des portions permettant à un piston les parcourant d’avoir une vitesse radiale nulle par rapport au bloc- cylindres, pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante, et le secteur angulaire de la portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante est égal (en degré) à AP2= (2x360/NP) - (ADL-AP0-AP4).

[0017] Selon un exemple, pour chaque demi-lobe de la trajectoire de galet, le secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale croissante est égal au secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale décroissante et chacun de ces secteurs angulaires au moins un quart du secteur angulaire sur lequel s’étend le demi-lobe.

[0018] Selon un exemple, pour chaque demi-lobe de la trajectoire de galet, le secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale croissante est égal au secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale décroissante et chacun de ces secteurs angulaires au moins un tiers du secteur angulaire sur lequel s’étend le demi-lobe.

[0019] Selon un exemple, le secteur angulaire de la portion permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale constante peut être nulle si le secteur angulaire entre 2 pistons consécutifs est inférieur ou égale à la moitié du secteur angulaire de chacun des demi lobes de la trajectoire de galet et que les pistons sont répartis régulièrement dans le bloc-cylindres. Selon un exemple, les pistons sont répartis régulièrement dans le bloc-cylindres, Np est supérieur ou égale à 4 x NC, et le secteur angulaire de la portion P2 permettant à un piston d’avoir une vitesse radiale constante est nul.

[0020] Selon un exemple, le bloc cylindres, les pistons et la came sont configurés de manière à ce que, en fonctionnement, chaque demi-lobe du profil de came comprenne :

- soit un unique piston, dans sa portion lui permettant d’avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres,

- soit deux pistons, l’un dans sa portion lui permettant d’avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres, l’autre dans sa portion permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc- cylindres.

[0021 ] Selon un exemple, les pistons circulant dans chaque demi-lobe du profil de came sont mis en relation fluidique avec un conduit de circulation de fluide, et dans lequel le débit circulant dans chacun desdits conduits est constant,

[0022] Selon un exemple, les lobes de la came sont configurés de manière à former des sous-groupes définissant des sous-machines hydrauliques, la machine hydraulique comprenant un distributeur adapté pour sélectivement alimenter, notamment distinctement, tout ou partie desdits sous-groupes. [0023] Selon un exemple, le distributeur définit un conduit de circulation de fluide pour chaque demi-lobe de la came, lesdits conduits de circulation étant disjoints et définissant une pluralité de conduits d’admission et de refoulement de la machine hydraulique disjoints, le débit circulant dans chacun desdits conduits étant constant pour une vitesse de rotation constante de la machine hydraulique. Le distributeur est alors par exemple un distributeur à plots,

[0024] Selon un exemple, le distributeur définit une pluralité de conduits de circulation de fluide, de sorte que les conduits de circulation de fluide diamétralement opposés par rapport à l’axe de rotation de la machine hydraulique soient reliés fluidiquement.

[0025] Selon un exemple, la came est configurée de manière à définir différents profils de lobes, de manière à définir plusieurs sous-machines hydrauliques ayant des cylindrées différentes.

[0026] Selon un exemple, la came est configurée de manière à définir différents profils de lobes de sorte que tout ou partie des demi lobes s’étendent sur des secteurs angulaires ayant des valeurs distinctes.

[0027] Selon un exemple, la machine hydraulique comprend un conduit alimentant chaque demi-lobe d’un sous-groupe et délivrant un débit constant.

[0028] Dans le présent exposé, on désigne par une machine hydraulique une pompe hydraulique ou un moteur hydraulique, étant entendu que de tels appareils présentent un fonctionnement réversible.

Brève description des dessins

[0029] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs.

[0030] [Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une machine hydraulique.

[0031] [Fig. 2] La figure 2 est une autre vue schématique en coupe d'une machine hydraulique. [0032] [Fig. 3] La figure 3 est une courbe schématisant la géométrie des lobes (un demi-lobe) de la came de la machine hydraulique et la géométrie de la trajectoire de galet des pistons au contact de cette came où l'ordonnée représente la course du piston et l'abscisse l'angle par rapport à un point de référence.

[0033] [Fig. 4] La figure 4 est une courbe schématisant la vitesse radiale d'un piston en fonction de sa position dans le bloc-cylindre.

[0034] [Fig. 5] La figure 5 est une courbe schématisant deux demi-lobes de la came d'angle différent où l'ordonnée représente la course du piston et l'abscisse l'angle par rapport à un point de référence.

[0035] [Fig. 6] La figure 6 présente une autre vue schématique en coupe d'une machine hydraulique.

[0036] Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.

Description des modes de réalisation

[0037]0n décrit une machine hydraulique selon un aspect de l'invention en référence aux figures.

[0038]0n représente sur les figures une machine hydraulique 1, comprenant un premier ensemble et un second ensemble mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre selon un axe de rotation Z-Z qui définit une direction axiale. Le premier ensemble peut être fixe et le second ensemble mobile, ou inversement. On définit une vitesse de rotation W entre le premier ensemble et le second ensemble, cette vitesse de rotation correspondant à la vitesse de rotation de la machine hydraulique 1.

[0039]0n définit pour la machine hydraulique un carter définissant un volume interne dans lequel sont positionnés un arbre 20 s'étendant selon une direction axiale Z-Z et un bloc cylindres 30. Le carter peut notamment être en partie formé par des éléments tels que la came 50 et le couvercle de distribution 65 qui seront présentés par la suite. Le bloc cylindres 30 comprend une pluralité de logements 32 dans lesquels des pistons 40 sont montés coulissant radialement par rapport à la direction axiale Z-Z.

[0040] La machine hydraulique 1 comprend également une came 50 multilobes positionnée autour du bloc cylindres 30. La came 50 définit une pluralité de lobes adaptés pour coopérer avec les pistons 40 lors du fonctionnement de la machine hydraulique 1. Le bloc cylindres 30 est positionné en regard d'un distributeur 60 plan définissant des conduits d'alimentation et de refoulement de fluide liés aux différents logements 32 dans lesquels coulissent les pistons 40.

[0041] Dans l'exemple illustré, le bloc cylindres 30 présente deux rangées de pistons selon la direction axiale, les pistons des deux rangées étant typiquement agencés en quinconce et répartis de manière équilibrée tout autour du bloc cylindre (la distance angulaire entre deux pistons étant toujours la même). Ainsi deux pistons adjacents sont séparés d'un angle valant 360°/NP, NP désignant le nombre de pistons.

[0042]0n définit pour la machine hydraulique un premier ensemble comprenant le bloc cylindres 30, et un second ensemble comprenant le carter et la came 50. Le premier ensemble et le second ensemble sont mobiles l'un par rapport à l'autre en rotation selon la direction axiale Z-Z, l'un de ces ensembles étant fixe et l'autre mobile selon l'application considérée.

[0043] La machine hydraulique 1 est typiquement réversible. Elle peut présenter un fonctionnement de pompe hydraulique ou de moteur hydraulique selon son utilisation, le fonctionnement d'une telle machine hydraulique 1 étant bien connu.

[0044] La machine hydraulique 1 telle que proposée est configurée de manière à ce que, pour une vitesse de rotation constante entre le premier ensemble et le second ensemble, le débit de fluide déplacé par la machine hydrauliquel, et donc par les pistons 32, soit constant.

[0045] En d'autres termes, pour une vitesse de rotation constante de la machine hydraulique 1, le débit au refoulement de la machine hydraulique 1 est constant.

[0046] Une telle fonction est réalisée en dimensionnant la came 50 et le bloc cylindres 30 ainsi que les pistons 40 associés de manière à ce que la somme des volumes de fluide déplacés par les différents pistons 40 soit constante pour une vitesse de rotation constante. La machine hydraulique est ainsi qualifiée de machine hydraulique 1 homocinétique.

[0047] Dans la machine hydraulique 1 telle que proposée chaque piston 40 est au contact de la came 50 par l’intermédiaire d’un galet 45. On définit ainsi la construction du profil de la came 50 selon l’invention, afin que la machine hydraulique soit configurée de manière que, pour une vitesse de rotation constante entre le premier ensemble et le second ensemble, le débit de fluide déplacé par les pistons soit constant, à partir de la trajectoire d’un centre de galet 45 en tenant compte du rayon du galet 45. Le profil de came 50 est un profil parallèle au profil généré par la trajectoire des centres des galets 45 et espacés de ce profil par la distance d’un rayon de galet 45.

[0048]0n définit le profil parallèle à une courbe comme étant le profil qui pour tout point de la courbe, si l’on prend la tangente en ce point à la courbe et qu’on trace la perpendiculaire à cette tangente on génère un nouveau point du profil parallèle d’un coté de cette courbe en plaçant ce point à une distance R (qui est la même pour toute la génération du profil) sur cette perpendiculaire.

[0049] Selon un exemple réalisation, tous les demi-lobes de came 50 ont un secteur angulaire strictement supérieur à l’angle entre 2 pistons adjacents

[0050] Une telle configuration associée à un profil de came particulier permet d'assurer un équilibrage des débits des différents pistons 40 afin d'obtenir un débit constant et notamment permet d'assurer que le débit généré par la coopération de l'ensemble des pistons qui parcourent le même demi-lobe soit constant.

[0051] Selon un exemple, il existe au moins une position angulaire de la machine hydraulique 1 pour laquelle, un demi-lobe n’est parcouru que par un seul piston.

[0052]Selon un exemple de réalisation, la came 50 comprend un nombre NC de lobes, et dans laquelle le bloc cylindres comprend un nombre de pistons NP tel que NP> 2 * NC. [0053]Selon un exemple de réalisation, la came 50 comprend un nombre NC de lobes, et dans laquelle le bloc cylindres comprend un nombre de pistons NP tel que 2 * NC < NP < 4 * NC.

[0054]0n décrit à présent un exemple de structure de came 50 d'une machine hydraulique 1 selon un aspect de l'invention.

[0055] La came 50 présente une pluralité de lobes définissant une pluralité de creux et de sommets, les pistons 40 étant adaptés pour venir au contact des lobes lors du fonctionnement de la machine hydraulique 1 de manière à générer un mouvement de va et vient dans les logements 32 du bloc cylindres 30. On désigne les creux du profil de came comme étant les portions des lobes de la came 50 les plus éloignées de l'axe de rotation Z-Z, et les sommets du profil de came comme étant les portions des lobes de la came 50 les plus proches de l'axe de rotation Z-Z. Plus généralement, les lobes de la came 50 définissent des ondulations dans la distance entre la came et l'axe de rotation Z-Z, ces ondulations définissant une pluralité de maximum et de minimums locaux en termes de distance par rapport à l'axe de rotation Z-Z, qui définissent respectivement les creux et les sommets. De la même manière, la trajectoire de galet présente donc également une pluralité de lobes définissant une pluralité de creux et de sommets. On désigne les creux de la trajectoire de galet comme étant les portions des lobes de la trajectoire de galet les plus éloignées de l'axe de rotation Z-Z, et les sommets de la trajectoire de galet comme étant les portions des lobes de la trajectoire de galet les plus proches de l'axe de rotation Z-Z. Plus généralement, les lobes de la trajectoire de galet définissent des ondulations dans la distance entre la trajectoire de galet et l'axe de rotation Z-Z, ces ondulations définissant une pluralité de maximum et de minimums locaux en termes de distance par rapport à l'axe de rotation Z-Z, qui définissent respectivement les creux et les sommets.

[0056] On représente de manière schématique sur la figure 3 un exemple de courbe Cg illustrant en pointillés la trajectoire de galet, c'est à dire la trajectoire des pistons sur un demi-lobe de la came 50 qui sera précisée par la suite, et en trait plein une courbe Ce qui est le profil parallèle à cette trajectoire qui est le profil de la came que suit le galet résultant de la trajectoire des pistons. Sur cette figure le rayon est en ordonnée, et l’abscisse indique la position angulaire considérée autour de l’axe de rotation Z-Z à partir d’un point de la came 50 désigné comme référence.

[0057] On représente schématiquement sur cette figure un piston 40 venant au contact de la came. Les creux et les sommets correspondant à des inversions de courbure de la surface du lobe considéré. Un lobe de la came 50 est défini comme étant la portion de la came 50 entre deux creux ou deux sommets successifs. Un demi-lobe de la came 50 est ainsi une portion de la came entre un creux et un sommet, ou entre un sommet et un creux. De la même manière, on définit pour la trajectoire de galet des creux et des sommets correspondant à des inversions de courbure de la trajectoire de galet. Un lobe de la trajectoire de galet est défini comme étant la portion de la trajectoire de galet entre deux creux ou deux sommets successifs. Un demi-lobe de la trajectoire de galet est ainsi une portion de la trajectoire de galet entre un creux et un sommet, ou entre un sommet et un creux.

[0058] Dans les exemples illustrés, les creux et les sommets sont des points. En variante, il peut s'agir de secteurs angulaires définissant une zone dans laquelle le piston reste, malgré sa rotation par rapport au carter, à une à une vitesse radiale nulle.

[0059] Le sommet correspond au point du profil considéré le plus proche de l'axe de rotation Z-Z. Cela correspond donc au point pour lequel un piston 40 au contact de la came est rétracté dans son logement 32. A l'inverse, le creux correspond au point du profil considéré le plus éloigné de l'axe de rotation Z-Z. Cela correspond donc au point pour lequel un piston 40 au contact de la came est sorti au maximum de son logement 32. La course maximale des pistons 40 pour un lobe considéré est ainsi définie par la dimension radiale entre le sommet S et le creux C.

[0060] Entre un sommet et un creux de la trajectoire de galet, on distingue trois portions successives : une portion PI permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante), une portion P2 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante), une portion P3 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante).

[0061] De la même manière, entre un creux et un sommet de la trajectoire de galet, on distingue successivement une portion PI permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante), une portion P2 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante), une portion P3 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres (pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante). Les pistons circulant radialement en un sens différent entre un creux et un sommet par rapport à lorsqu'ils circulent entre un sommet et un creux.

[0062] Les vitesses mentionnées dans le présent exposé sont considérées en valeur absolue, donc sans tenir compte du sens de déplacement du piston considéré.

[0063] En considérant un déplacement de piston depuis le sommet vers le creux, la portion PI permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres fait suite au sommet ; la portion P2 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres fait suite à la portion PI permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres, la portion P3 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres fait suite à la portion P2 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc- cylindres, et le creux fait suite à la portion P3 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres. [0064] La portion PI permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres est une portion de la trajectoire de galet dans laquelle la vitesse de déplacement du piston 40 par rapport au bloc- cylindres au contact de la came 50 augmente en considérant une vitesse de rotation constante pour la machine hydraulique 1.

[0065] La portion P2 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres est une portion de la trajectoire de galet dans laquelle la vitesse de déplacement du piston 40 par rapport au bloc- cylindres au contact de la came 50 est constante en considérant une vitesse de rotation constante pour la machine hydraulique 1.

[0066] La portion P3 permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres est une portion de la trajectoire de galet dans laquelle la vitesse de déplacement du piston 40 par rapport au bloc- cylindres au contact de la came 50 est décroissante en considérant une vitesse de rotation constante pour la machine hydraulique 1.

[0067] Chaque demi-lobe de la trajectoire de galet comprend ainsi ces différentes portions entre un sommet et un creux ou entre un creux et un sommet.

[0068] Pour chaque demi-lobe de la trajectoire de galet, la portion permettant à un piston le parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc- cylindres s'étend sur un secteur angulaire égal au secteur angulaire de la portion permettant à un piston le parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres et chacun de ces secteurs angulaires est typiquement supérieur ou égale au quart du secteur angulaire sur lequel s'étend le demi-lobe.

[0069] Pour chaque demi-lobe de la trajectoire de galet, la portion permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc- cylindres s'étend sur un secteur angulaire égal au secteur angulaire la portion permettant à un piston la parcourant d'avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres et chacun de ce secteur angulaire est typiquement supérieur ou égale au tiers du secteur angulaire sur lequel s'étend le demi-lobe. [0070] Plus les portions d'accélération et de décélération sont étendues angulairement et moins les accélérations/décélérations sont fortes. Cela permet de limiter les efforts sur la came et les composants des pistons et d'augmenter leur durée de vie. En outre, cela permet de retarder la montée en vitesse du piston en fonction de l’ouverture de la section de passage de l’huile entre le bloc - cylindre et le distributeur et qui minimise ainsi les vitesses d’huile en début et en fin de course. Une optimisation de ce type de profil d’accélération permettrait de minimiser les pertes de charges maximales.

[0071]Néanmoins, plus les portions angulaires d'accélération et de décélération sont petites, plus le nombre de pistons nécessaires pour avoir un débit homogène est petit. Un nombre de pistons réduit permet notamment de réduire les coûts, et de simplifier la fabrication.

[0072] Le bloc cylindres 30 est typiquement dimensionné de manière à ce qu'en fonctionnement, chaque demi-lobe de la trajectoire de galet comprenne :

- soit un unique piston, dans sa portion P2,

- soit deux pistons, l'un dans sa portion de pente PI et l'autre dans sa portion P3.

[0073]Ainsi, lorsque la machine hydraulique 1 est entraînée à une vitesse de rotation constante, en considérant un demi-lobe de la trajectoire de galet, lorsqu'un unique piston est dans la portion P2, le débit de fluide déplacé en relation avec ce demi-lobe est constant.

[0074] Lorsque la machine hydraulique 1 est entraînée à une vitesse de rotation constante, en considérant un demi-lobe lorsque deux pistons sont dans ce demi- lobe, l'un est dans sa portion PI et l'autre est dans sa portion P3.

[0075] La portion PI et la portion P3 sont configurées de manière à ce qu'en chaque instant, la somme des débits déplacés par les deux pistons dans ces deux portions soit constante, et égale au débit déplacé par un piston dans la portion P2 pour une même vitesse de rotation. En d'autres termes, le profil de chaque lobe est défini de manière à ce que lorsqu'un piston est sur une portion PI, le débit généré par celui-ci (qui n'est pas un débit constant puisque augmentant) est compensé par celui qui est en portion P3 (qui lui non plus n'est pas un débit constant puisque diminuant) pour que la somme des deux débits forme un débit constant égal au débit d'un piston au contact de la portion P2 pour une même vitesse de rotation.

[0076] Ainsi, sur l'ensemble du demi-lobe considéré, le débit délivré est constant. Un conduit du distributeur positionné en regard de ce demi-lobe va donc acheminer un débit constant.

[0077] La figure 4 est un graphe qui représente cette caractéristique. On représente sur cette figure l'évolution du débit Q délivré en fonction du temps, et l'évolution de la position radiale R des pistons par rapport à un demi-lobe de la came 50. On voit que lorsque le piston PA est dans la portion P2 du demi-lobe, le débit délivré est constant, comme décrit précédemment. Lorsque le piston PA est dans la portion P3, le débit délivré diminue. Le piston PB est alors dans la portion PI, de manière à compenser cette baisse de débit, et ainsi maintenir un débit constant.

[0078] Les différents lobes de la machine hydraulique 1 sont typiquement formés de manière à présenter une géométrie telle que décrite précédemment. Ainsi, chacun des demi lobes de la came 50 délivre un débit constant ou sensiblement constant dans le cas où la machine hydraulique 1 présente un fonctionnement de pompe, ou consomme un débit constant ou sensiblement constant dans le cas où la machine hydraulique 1 présente un fonctionnement de moteur. Une telle machine hydraulique 1 pour laquelle chacun des demi-lobes de la came 50, délivre un débit constant est qualifiée de machine hydraulique à débit homogène.

[0079] Un couvercle de distribution 65 présente un conduit pour l'alimentation 66 et un conduit pour le refoulement 67 du fluide circulant dans la machine hydraulique 1. Ces deux conduits 66 et 67 débouchent chacun sur des gorges 61 et 62 du distributeur 60 qui distribuent pour un même conduit, le fluide en plusieurs conduits 63. Ces conduits débouchent sur un plan d'interface entre le distributeur 60 et le bloc-cylindres 30. Le couvercle de distribution 65, le distributeur 60 et la came 50 étant fixes les uns par rapport aux autres, les conduits du distributeur 60 sont répartis de manière à pouvoir distribuer le fluide aux pistons 40 du bloc cylindre 30 au contact d'un demi-lobe de la came 50. [0080] Dans une machine hydraulique 1 selon l'invention chaque conduit 63 voit donc passer en permanence un débit constant pour une vitesse de rotation constante du bloc-cylindres quel que soit la position angulaire du bloc-cylindres.

[0081]Comme le débit de fluide circulant dans chacun des conduits est constant, les conduits d'alimentation voient eux aussi passer un débit constant.

[0082] Une machine selon l'invention pourrait obtenir des caractéristiques similaires avec d'autres types de distributeurs. Par exemple à plots ou des distributeurs radiaux bien connus de l'homme du métier.

[0083]II est aussi connu de l'homme du métier de réaliser des machines hydrauliques à multicylindrée. La machine hydraulique est alors constituée de plusieurs sous-machines hydrauliques. Lorsque l'on veut mettre la machine en pleine cylindrée alors toutes les sous machines sont actives. Lorsque l'on veut réduire la cylindrée de la machine, on peut désengager, par exemple via un bipasse, une ou plusieurs sous-machines de la machine hydraulique 1.

[0084]0n peut par exemple, associer une sous-machines à chaque lobe ou à un groupe de lobes. Dans ce cas, grâce à l'invention chaque sous machine sera homocinétique, puisque chaque lobe génère ou fonctionne avec un débit homogène, c'est à dire constant.

[0085] La machine hydraulique 1 peut alors être configurée de manière à être subdivisée en une pluralité de sous machines hydrauliques, chacune correspondant à un ou plusieurs lobes de la came 50.

[0086] Plus précisément, les différents lobes de la came 50 peuvent être subdivisés en sous-groupes, chaque sous-groupe étant relié à un conduit d'alimentation et de refoulement distinct.

[0087]Chaque sous-groupe peut alors par exemple correspondre à un ou plusieurs lobes de la came 50. Selon un exemple, la machine hydraulique 1 est subdivisée en autant de sous-machines hydrauliques que sa came 50 présente de lobes, chaque lobe de la came 50 définissant alors une sous-machine hydraulique.

[0088]Au sein d'une même sous machine, les lobes sont typiquement associés par paire. Par exemple, les lobes opposés par rapport à l'axe de rotation Z-Z sont associés. Par lobes opposés, on entend les lobes décalés de 180° par rapport à l'axe de rotation Z-Z. Une telle configuration permet d'obtenir une meilleure répartition des efforts au sein de la machine hydraulique 1. Les lobes peuvent également être associés selon d'autres configurations, par exemple décalés de 120° par rapport à l'axe de rotation Z-Z, ou typiquement selon toute répartition régulière par rapport à l'axe de rotation Z-Z de manière à ce que la résultante des efforts soit minimisée, typiquement nulle ou sensiblement nulle.

[0089] Dans le cas où une telle machine hydraulique 1 est employée en tant que pompe, elle permet ainsi de délivrer un débit constant à une pluralité d'organes hydrauliques disjoints via des circuits disjoints. On peut par exemple diviser les débits de manière à avoir toujours le même ratio d'un débit à l'autre.

[0090] Dans la machine hydraulique en fonctionnement en moteur ou en pompe, dans la mesure où un débit constant circule dans les différents conduits pour une vitesse de rotation constante de la machine hydraulique, il n'y a pas d'accélération ou de décélération du fluide dans les conduits par rapport à des machines hydrauliques conventionnelles dans lesquelles les conduits acheminaient un débit variable au cours du temps et ce même pour une vitesse de rotation constante de la machine hydraulique 1, ce qui permet notamment de diminuer les pertes de charge et donc d'augmenter le rendement de la machine.

[0091] En référence aux figures 1 et 2, la machine hydraulique telle que présentée comprend une came 50 présentant un nombre NC de lobes égal à 4 lobes, et un bloc cylindres 30 présentant un nombre NP de pistons égal à 12 pistons réparties sur 2 rangées. On note ici que la figure 1 présente dans le premier plan une rangée de pistons, c'est-à-dire 6 pistons, la deuxième rangée s'aperçoit aussi sur la figure 1 mais correspond à des pistons dans un plan parallèle au plan de coupe de la figure 1 mais décalé suivant l'axe de rotation. La deuxième rangée de piston est décalée dans le bloc-cylindres aussi angulairement par rapport à la première rangée d'un angle égale à 360°/NP (quinconce).

[0092] Dans une telle configuration, la relation 2 * NC < NP < 4 * NC est vérifiée. [0093] Pour une telle configuration, en considérant des lobes identiques, chaque lobe s'étend alors sur un secteur angulaire de 90°, c'est-à-dire 360° / 4. Chaque demi- lobe s'étend alors sur un secteur angulaire égal à 45°.

[0094] Les pistons étant répartis régulièrement selon deux rangées de 6 pistons disposées en quinconce, les pistons sont alors espacés de 30°, soit 360°/12. Cet espacement entre les pistons 40 est entendu comme étant l'écart angulaire entre les axes radiaux passant par le centre de chaque piston 40.

[0095] Pour une telle configuration, le secteur angulaire AP1 de la portion P1 de la trajectoire de galet permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale croissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante et celui AP3 de la portion P3 de la trajectoire de galet permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale décroissante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante sont chacun égaux (en degrés) à

AP1 =AP3= (Adl-AP0-AP4)-360/NP avec AP0 et AP4 désignant les secteurs angulaires des portions PO, P4 permettant à un piston les parcourant d’avoir une vitesse radiale nulle par rapport au bloc-cylindres, pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante, communément désignées comme des plats de came.

[0096] Pour une telle configuration, on a Adl= 45° et 360/NP=30°. Si on choisit P0=P4=l°, on obtient AP1=AP3=13°

[0097] Le secteur angulaire AP2 de la portion P2 de la trajectoire de galet permettant à un piston la parcourant d’avoir une vitesse radiale constante par rapport au bloc-cylindres pour une rotation de la machine hydraulique à vitesse angulaire constante est égal (en degrés) à AP2=(2x360/NP) - (ADL-AP0-AP4).

[0098] Pour une telle configuration, on a Adl= 45° et 360/NP=30°. Si on choisit P0=P4=l°, on obtient AP2=17°

[0099] Ces formules qui permettent de calculer l'étendue du secteur angulaire de P2 sont établies grâce au fait que lorsqu'un piston quitte la zone P2 (zone où il n'y a qu'un seul piston sur le demi-lobe) pour rentrer dans la zone P3 il faut qu'un autre piston sur le même demi-lobe entre dans la zone PI du même demi-lobe pour compenser la décélération du premier piston et donc la différence de débit qu'il génère.

[0100] Pour la réalisation d'une came 50 telle que présentée, on peut par exemple réaliser les étapes suivantes.

[0101]On définit le nombre de pistons, de manière à ce que NP > 2NC, et typiquement de manière à ce que NP < 4NC.

[0102]On définit la trajectoire des pistons 40, en particulier du centre des galets 45 des pistons 40 de manière à ce que pour une vitesse de rotation constante de la machine hydraulique les vitesses radiales des pistons 40 en fonction de l'angle de rotation permettent la génération d'un débit constant, la trajectoire correspondant au déplacement des pistons 40 avec les galets 45 au contact de la came 50.

[0103]On génère ensuite le profil de la came 50 à partir de la trajectoire ainsi définie, le profil de la came 50 étant un profil parallèle à la trajectoire précédemment définie.

[0104] Pour une telle machine hydraulique, on définit ainsi typiquement 8 conduits de distribution dans le distributeur 60, les conduits étant identifiés par les références Cl à C8 sur la figure 1 (et étant identifiés par la référence générique 63 sur la figure 2), chaque conduit de distribution définissant soit une admission soit un refoulement de fluide pour un demi-lobe donné de la came 50. Une telle machine hydraulique 1 peut ainsi être subdivisée en un nombre quelconque de sous machines hydrauliques compris entre 2 et 4 sous machines hydrauliques.

[0105]On peut par exemple la subdiviser en 4 sous machines hydrauliques, chaque sous machine hydraulique correspondant à un lobe de la came 50.

[0106]On peut par exemple la subdiviser en 2 sous machines hydrauliques, les conduits de lobes opposés étant alors regroupés, par exemple les conduits Cl et C5, C2 et C6, C3 et C7, C4 et C8. On peut également par exemple ne pas la diviser en plusieurs sous machines hydrauliques, les conduits correspondant aux lobes étant regroupés en alternance, c'est-à-dire les conduits Cl, C3, C5 et C7 d'une part, et les conduits C2, C4, C6 et C8 d'autre part. De telles répartitions permettent d'équilibrer les efforts dans la machine hydraulique 1.

[0107] Dans la mesure où chaque lobe de la came 50 (et donc de la trajectoire de galet) permet de faire circuler un débit constant, on comprend que les lobes peuvent être différents les uns des autres, de manière à définir une pluralité de sous machines hydrauliques ayant des cylindrées différentes. Ainsi, en on peut par exemple réaliser la came 50 de manière à ce qu'elle présente plusieurs profils de lobes, chaque lobe étant formé de manière à délivrer un débit homogène comme décrit précédemment, mais également de manière à ce que tout ou partie des lobes présentent notamment des courses différentes, c'est-à-dire des sommets et/ou des creux ayant des rayons ayant des valeurs différentes. On peut également modifier la pente et les variations de pente entre les différents lobes ou groupes de lobes de la came 50. Ainsi on peut avoir par exemple des sous-machines de cylindrées différentes dues à la différence de creux des lobes. Les demi-lobes peuvent également s'étendre sur des secteurs angulaires distincts. Ainsi, le secteur angulaire Adl n'est pas nécessairement constant pour tous les demi-lobes de la came 50.

[0108] La figure 5 représente un tel exemple pour lequel deux demi-lobes adjacents n'ont pas le même secteur angulaire Adll et Adl2. On désigne les différents secteurs angulaires API, AP2 et AP3 définis précédemment de ces demi-lobes par AP1X, AP2X et AP3X, ou X est égal à 1 ou 2 et désigne le demi-lobe ayant le secteur angulaire Adll ou Adl2.

[0109] Dans la mesure où les pistons sont répartis angulairement de manière uniforme, on peut calculer les secteurs angulaires (AP11, AP21 et AP31 pour le demi-lobe Adll et AP12, AP22 et AP32 pour le demi-lobe Adl2) de chaque portion de la trajectoire de galet grâce aux formules définies précédemment.

[0110]Selon un exemple, lorsque la machine hydraulique 1 est subdivisée en plusieurs sous machines hydrauliques, les différents lobes associés à une même sous machine hydraulique peuvent présenter des géométries identiques ce qui contribue à équilibrer les contraintes au sein de la machine hydraulique 1. [0111] A titre d’exemple alternatif, la machine hydraulique 1 présente un distributeur à plots, définissant un conduit de circulation de fluide pour chaque demi-lobe de la came 50, lesdits conduits de circulation définissant une pluralité de conduits d’admission et de refoulement disjoints.

[0112] La figure 6 représente un tel exemple de machine hydraulique comprenant un distributeur à plots ou glace à plots.

[0113] Dans ce mode de réalisation, le distributeur 60 relie les logements 32 du bloc cylindres 30 à un orifice (ici désignés par 66 ou 67) sans nécessiter la réalisation de gorges. Ainsi, chaque demi-lobe est associé à un orifice du distributeur à plots, qui peut être un orifice d’admission ou de refoulement selon le fonctionnement de la machine hydraulique 1 .

[0114] Une contre glace 70 est interposée entre le bloc cylindres 30 et le distributeur 60, cette contre glace 70 étant maintenue au contact du bloc cylindres 30 via des moyens de rappel 72 tels que des ressorts afin d’assurer l’étanchéité à l’interface.

[0115] L’utilisation d’un tel distributeur à plots est ici adapté du fait que le débit de fluide dans chaque conduit et donc à chaque orifice est constant.

[0116]Selon un mode de réalisation, le distributeur 60 est muni de valves, typiquement des électrovalves, adaptées pour moduler le débit passant par les différents conduits du distributeur 60, et donc le débit déplacé par les pistons 40. Un tel mode de réalisation permet de multiplier les différents rapports de cylindrée entre les différents lobes, et donc entre les différentes sous machines hydrauliques. L'alimentation des différentes sous machines hydrauliques peut ainsi être pilotée, et tout ou partie des sous machines hydrauliques peuvent notamment être désengagées.

[0117] La présente invention permet ainsi de subdiviser une pompe à pistons radiaux en de multiples sous-pompes permettant une alimentation homogène de différents organes tels que des moteurs hydrauliques.

[0118] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

[0119JII est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.