DOMAINE TECHNIQUE

L'invention concerne le domaine des machines hydrauliques. L'invention concerne plus précisément les machines hydrauliques comprenant un élément rotatif, du type comprenant un carter qui contient un bloc cylindres comportant des cylindres logeant chacun un piston respectif, un distributeur comprenant des canaux qui communiquent avec les cylindres du bloc cylindres et comprenant deux éléments complémentaires concentriques respectivement radialement interne et radialement externe et susceptibles de coulissement axial relatif et des moyens d'étanchéité disposés entre les deux éléments complémentaires concentriques pour assurer une étanchéité entre ceux- ci.

Le distributeur est particulièrement du type comportant un appui plan sur le bloc cylindres, équipé d'orifices de distribution vers les cylindres, et exerçant une poussée sur le bloc cylindres lors du fonctionnement pour assurer l'étanchéité de la distribution.

Le coulissement précité peut être recherché pour garantir un contact fiable et permanent entre le distributeur et le bloc cylindres ou encore pour assurer une fonction d'accouplement et de désaccouplement entre un arbre et le bloc cylindres par l'intermédiaire d'un coupleur formé par exemple par un empilement de disques de friction.

La poussée recherchée est exercée soit par une chambre de poussée spécifique, soit d'une manière préférée par un étagement des parois des gorges de distribution, qui génère une poussée axiale lorsque les gorges sont mises en pression. Ces gorges sont encadrées par les moyens d'étanchéité.

ETAT DE LA TECHNIQUE

On connaît de nombreuses machines hydrauliques du type précité, en particulier des machines à pistons radiaux.

Ces machines peuvent former soit des moteurs soit des pompes. Elles forment des moteurs lorsque le distributeur reçoit de l'huile à partir d'une source de pression et distribue l'huile successivement dans les cylindres du bloc cylindres lors d'une rotation relative entre le bloc cylindres et le distributeur, permettant de récupérer une énergie mécanique sur un arbre lié à une partie mobile à rotation de la machine.

Elles forment des pompes lorsqu'une énergie mécanique est appliquée à la machine, imposant une rotation relative entre le bloc cylindres et le distributeur, de sorte que le distributeur récupère de l'huile sous pression par ses canaux communiquant avec les cylindres.

Comme indiqué précédemment, le distributeur comprend deux éléments complémentaires concentriques respectivement radialement interne et radialement externe et susceptibles de coulissement axial relatif, au moins d'un léger débattement axial, pour assurer la liaison fluidique avec les cylindres du bloc cylindres.

Ces deux éléments peuvent être dénommés « élément principal de distributeur » et respectivement « élément secondaire de distributeur » ou « élément secondaire de liaison fluidique ».

L'un de ces éléments, qui constitue l'élément principal du distributeur, possède une surface perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine, généralement dénommée « glace », en contact avec une surface en regard du bloc cylindres. Cet élément principal de distributeur comporte des canaux débouchant, généralement par l'intermédiaire de gorges ouvertes sur la surface glace, en regard d'orifices d'alimentation du bloc cylindres. C'est le glissement relatif du plan d'appui du distributeur par rapport au plan d'appui en regard du bloc cylindres qui assure le découpage du raccordement des conduits d'alimentation et d'échappement vers chaque orifice de cylindre. L'équilibre permanent entre la pression de contact du distributeur par rapport à la pression de l'huile dans les conduits garantit l'étanchéité de la jonction glissante de distribution. Il est donc nécessaire que le distributeur soit toujours appliqué sur le bloc cylindres lors du fonctionnement du moteur. Les fuites qui se produiraient font baisser le rendement volumétrique et mécanique de la machine hydraulique. Pour assurer l'appui axial du distributeur sur le bloc cylindres, il est donc nécessaire de pouvoir obtenir un glissement axial du distributeur.

De plus, lors de la rotation du moteur, et en particulier si celui-ci est du type comportant une liaison du bloc cylindres sur l'arbre par disques de friction, il faut noter que le bloc cylindres est soumis à de légères oscillations, par sa déformation, par la déformation de l'arbre qui le porte ou qui le centre, par le jeu de sa liaison coulissante s'il s'appuie sur des disques. Pour que le distributeur soit toujours en appui plan sur le bloc cylindres, il faut que celui-ci soit également capable de compenser ces légères oscillations par un léger désaxage. Cela implique un jeu entre la partie interne et la partie externe du distributeur, et cela implique en conséquence que les moyens d'étanchéité puissent absorber un mouvement de battement de la partie interne du distributeur dans la partie externe.

Par ailleurs selon l'environnement, le carter de la machine peut être fixe ou mobile à rotation et réciproquement un arbre lié au bloc cylindres peut alors être mobile à rotation ou fixe.

Lorsque le carter de la machine est fixe et l'arbre lié au bloc cylindres alors mobile à rotation, la liaison fluidique avec l'élément principal du distributeur est opérée par ce carter dont une partie constitue l'élément secondaire de distributeur.

Lorsque au contraire le carter de la machine est mobile à rotation et l'arbre lié au bloc cylindres alors fixe, la liaison fluidique avec l'élément principal du distributeur est opérée par l'intermédiaire d'un arbre central lié à rotation avec le bloc cylindres.

On a représenté sur la figure la annexée en coupe longitudinale et sur la figure lb en coupe transversale, une machine hydraulique à pistons radiaux du type précité, formant par exemple un moteur hydraulique, à carter fixe, comprenant :

. un carter 10 formé de deux éléments de carter latéraux 10a et 10c encadrant un élément de carter annulaire central 10b, . une came comprenant une came multilobée 20 formée de préférence sur la surface radialement interne de l'élément de carter central 10b,

. un bloc cylindres 30 monté à rotation relative dans le carter 10 autour d'un axe 0-0, en regard de la came 20,

. un arbre 40 lié à rotation avec le bloc cylindres 30, par exemple par l'intermédiaire de cannelures axiales complémentaires,

. des pistons 50 guidés à coulissement radial dans des cylindres respectifs 32 du bloc cylindres 30 et prenant appui sur les lobes de la came 20, de préférence par l'intermédiaire de galets 52 et

. un distributeur 60 adapté pour assurer une liaison fluidique avec les cylindres 32 du bloc cylindres 30 (adapté pour appliquer successivement de manière contrôlée un fluide sous pression sur les pistons 50 dans le cas d'un moteur ou adapté pour récupérer un fluide sous pression à partir des cylindres 32 dans le cas d'une pompe), de sorte que l'appui successif des pistons 50 sur les lobes de la came 20 entraîne la rotation relative du bloc cylindres 30 et des éléments qui lui sont liés par rapport au carter 10, grâce à une dissymétrie entre le nombre de lobes de la came 20 et le nombre de pistons 50.

Plus précisément selon la variante de réalisation illustrée sur la figure 1, le distributeur 60 comprend deux éléments complémentaires concentriques 62, 66, respectivement radialement interne et radialement externe. Ces deux éléments 62, 66 peuvent être indexés à rotation, ou liés à rotation par tous moyens appropriés, mais ils sont susceptibles de déplacement axial relatif. Par exemple sur la figure la, une excroissance en forme de fourchette de la pièce 62 encadre une goupille liée à l'élément 66, ce qui assure une indexation en rotation uniquement de ces deux pièces, sans interférer sur les autres mouvements possibles de l'élément 62 vis-à-vis de l'élément 66. D'autres moyens tels que des joints de Holdhamm peuvent être mis en œuvre. Les moyens d'indexation en rotation ne seront pas détaillés par la suite. D'une manière générale, la partie de distributeur en contact avec le bloc cylindres doit être indexé en rotation par rapport à la came de la machine hydraulique. L'élément radialement externe 66 de distributeur appartient à l'élément de carter 10a selon la figure la et constitue « l'élément secondaire de distributeur » ou « élément secondaire de liaison fluidique ».

L'élément radialement interne 62, qui constitue l'élément principal de distributeur, possède une face 63 transversale à l'axe 0-0, qui constitue la glace, accolée à une face 33 complémentaire du bloc cylindres 30.

Chacun de ces deux éléments de distributeur 62, 66 comprend des canaux destinés à assurer l'acheminement de l'huile entre les cylindres 32 et l'extérieur de la machine.

Une telle machine est décrite par exemple dans les documents FR 2 651 836, FR2 582 058 et EP 2 531 720.

L'élément radialement externe 66, qui constitue l'élément secondaire de distributeur, possède au moins deux canaux 67, 68 globalement radiaux, qui débouchent au niveau de l'interface entre les deux éléments 62 et 66, de préférence dans des gorges annulaires 71, 73 formées au niveau de cette interface entre les deux éléments 62 et 66.

L'élément radialement interne 62, qui constitue l'élément principal de distributeur, possède des canaux 61, 64 globalement axiaux qui débouchent sur la face 63 de l'élément principal de distributeur formant la glace. Ces canaux axiaux 61, 64 sont prolongées par tous canaux secondaires appropriés, généralement globalement radiaux, pour assurer une liaison fluidique entre ces canaux axiaux 61, 64 et les canaux 67, 68 de l'élément 66.

Des moyens d'étanchéité sont prévus entre les deux éléments de distributeur 62 et 66. Plus précisément il est ainsi prévu de préférence au moins trois joints d'étanchéité 70, 72 et 74 répartis axialement entre les deux éléments de distributeur 62 et 66. La paire de joints 70 et 72 encadrent une gorge 71 formée au niveau de l'interface entre les éléments 62 et 66 et qui assurent une liaison entre les canaux 61 et 67. La deuxième paire de joints 72 et 74 encadrent une gorge 73 formée au niveau de l'interface entre les éléments 62 et 66 et qui assurent une liaison entre les canaux 64 et 68.

Les canaux 67 et 68 forment par exemple une ligne haute pression et un drain et sont par exemple reliés à une source de fluide sous pression et à un réservoir sans pression, dans le cas d'un moteur.

On a représenté sur la figure 2 annexée en coupe longitudinale, une variante d'une machine hydraulique à pistons radiaux du type précité à carter mobile à rotation.

Cette variante peut être conforme à la représentation en coupe transversale illustrée sur la figure lb.

Une telle machine est décrite par exemple dans le document EP 0 487 393.

La machine hydraulique illustrée sur la figure 2 comprend également :

. un carter 10 formé de deux éléments de carter latéraux 10a et 10c encadrant un élément de carter annulaire central 10b,

. une came comprenant une came multilobée 20 formée de préférence sur la surface radialement interne de l'élément de carter central 10b,

. un bloc cylindres 30 monté à rotation relative dans le carter 10 autour d'un axe 0-0,

. un arbre 40 lié à rotation avec le bloc cylindres 30,

. des pistons 50 guidés à coulissement radial dans des cylindres respectifs 32 du bloc cylindres 30 et prenant appui sur les lobes de la came 20, de préférence par l'intermédiaire de galets 52 et

. un distributeur 60 adapté pour assurer une liaison fluidique avec les cylindres 32, par exemple appliquer successivement de manière contrôlée un fluide sous pression sur les pistons 50 dans le cas d'un moteur, de sorte que l'appui successif des pistons 50 sur les lobes de la came 20 entraîne la rotation relative du bloc cylindres 30 et des éléments qui lui sont liés par rapport au carter 10, grâce à une dissymétrie entre le nombre de lobes de la came 20 et le nombre de pistons 50. On retrouve sur la variante de réalisation illustrée sur la figure 2, un distributeur 60 comprenant deux éléments complémentaires concentriques 62, 66, respectivement radialement externe et radialement interne.

L'élément radialement interne 66 de distributeur constitue l'élément secondaire de distributeur. Il est lié à rotation avec l'arbre 40 lié par ailleurs lui-même à rotation avec le bloc cylindres 30, et peut même être formé dans cet arbre 40.

L'élément radialement externe 62, qui constitue l'élément principal de distributeur, possède une face 63 transversale à l'axe 0-0 qui constitue la glace, accolée à une face complémentaire 33 du bloc cylindres 30.

Là encore les deux éléments 62, 66 sont liés à rotation par tous moyens appropriés, mais ils sont susceptibles de déplacement axial relatif selon l'axe 0-0.

Chacun de ces deux éléments de distributeur 62, 66 comprend des canaux destinés à assurer l'acheminement de l'huile entre les cylindres 32 et l'extérieur de la machine.

L'élément radialement interne 66, qui constitue l'élément secondaire de distributeur, possède au moins deux canaux globalement radiaux 67, 68 qui débouchent au niveau de l'interface entre les deux éléments 62 et 66, de préférence dans des gorges annulaires 71, 73 formées au niveau de cet interface entre les deux éléments 62 et 66. Ces canaux 67, 68 communiquent avec l'extérieur de la machine, typiquement avec une source de pression et un drain, par tous moyens appropriés, de préférence par l'intermédiaire de canaux 670, 680 formés axialement dans l'arbre 40.

L'élément radialement externe 62, qui constitue l'élément principal de distributeur, possède également des canaux globalement axiaux 61, 64 qui débouchent sur la face 63 de l'élément principal de distributeur formant la glace. Ces canaux axiaux 61, 64 sont prolongées par tous canaux secondaires appropriés, généralement globalement radiaux, pour assurer une liaison fluidique entre ces canaux axiaux 61, 64 et les canaux 67, 68 de l'élément 66.

Par ailleurs là encore, des moyens d'étanchéité sont prévus entre les deux éléments de distributeur 62 et 66. Plus précisément il est ainsi prévu de préférence au moins trois joints d'étanchéité 70, 72 et 74 répartis axialement entre les deux éléments de distributeur 62 et 66. La paire de joints 70 et 72 encadrent la gorge 71 formée au niveau de l'interface entre les éléments 62 et 66 et qui assurent une liaison entre les canaux 61 et 67. La deuxième paire de joints 72 et 74 encadrent la gorge 73 formée au niveau de l'interface entre les éléments 62 et 66 et qui assurent une liaison entre les canaux 64 et 68.

Les canaux 67 et 68 forment par exemple une ligne haute pression et un drain et sont par exemple reliés à une source de fluide sous pression et à un réservoir sans pression, dans le cas d'un moteur, par l'intermédiaire des canaux 670 et 680. Les canaux 67 et 68 peuvent être également les lignes haute pression et basse pression d'un circuit en boucle fermée.

Les moyens d'étanchéité 70, 72 et 74 actuellement utilisés dans les machines hydrauliques sont généralement formés de segments métalliques ouverts ou fendus en forme de C, par exemple de segments en fonte. Plus précisément pour obtenir l'étanchéité que ne permet pas d'obtenir un segment unique, compte tenu de la présence de la coupe indispensable pour assurer l'engagement des segments sur le distributeur en raison de leur faible déformabilité, les moyens d'étanchéité sont généralement formés de deux segments associés placés respectivement dans deux logements voisins.

D'une manière générale, les segments présentent deux caractéristiques défavorables. De par la fente nécessaire à leur montage, ils présentent des fuites. La mise en route du circuit nécessite donc un débit de gavage important pour compenser les fuites. De plus, étant incompressibles, il faut prévoir un jeu entre le segment et le fond de rainure qui les loge, pour que les parties internes et externes du distributeur puissent avoir le battement nécessaire pour suivre les oscillations du bloc cylindre. Une conséquence est que les segments ne peuvent pas soutenir le poids du distributeur, et que la partie interne du distributeur tombe au contact de la partie externe. Cela génère des chocs lorsque les engins sont en mouvement, en particulier lorsque les moteurs ne sont pas activés, par exemple pendant le transport des machines en tant que pièces détachées d'engins, ou lors du déplacement des engins équipés de ces machines hydrauliques, lorsque les machines ne sont pas mises en œuvre. Cela peut être fréquent pour les machines hydrauliques destinées à faire des transmissions hydrostatiques temporaires sur des véhicules.

On connaît encore, comme décrit par exemple dans le document EP 0 487 393 des moyens d'étanchéité formés par association d'un joint annulaire et d'un organe de sollicitation, par exemple un joint torique en élastomère ou un anneau métallique ou plastique coupé élastiquement déformable, destiné à déformer le joint pour l'appliquer sur la face en regard du distributeur.

Ces moyens d'étanchéité connus ont déjà rendu de grands services.

Cependant ils restent complexes, exigent un savoir-faire et ne permettent pas toujours d'assurer une étanchéité optimale. En particulier, ils sont très serrés, coulissent difficilement. Ils assurent un soutien du poids du distributeur, mais ne permettent pas un battement suffisant, et également très peu de désaxage. Une conséquence est que lors de la rotation des machines hydrauliques, le distributeur suit mal les oscillations du bloc cylindres, et cela génère des fuites par le plan de distribution. Si ce type de joint donne une meilleure étanchéité au niveau des joints de rainures de distributeur, il peut générer des fuites plus importantes au niveau du plan d'appui de distribution. De plus à la mise en route des machines, il faut une très forte pression pour que la partie interne du distributeur glisse axialement au contact du bloc cylindres. Pendant ce temps, la fuite pénalise la montée en pression des lignes hydrauliques. Le démarrage de ces machines n'est donc pas immédiat, et ne se fait pas à faible pression. Il est difficile de travailler ou de démarrer avec ces machines à faible pression. Une conséquence est que la mise en route du circuit comportant ces machines nécessite un débit de gavage important pour compenser les fuites.

D'autres moyens d'étanchéité sont décrits dans le document FR 2684423. Plus précisément ce document FR 2684423 décrit un joint d'étanchéité comprenant deux bagues reliées par une membrane déformable pour compenser les variations de position entre un arbre mobile et un carter entre lesquels le joint est destiné à être intercalé.

Le document US 3354786 décrit par ailleurs une machine hydraulique comprenant un carter, un bloc cylindres intégré au carter, un distributeur et des moyens d'étanchéité placés entre différents éléments composant le distributeur. La machine décrite dans ce document est cependant assez éloignée de l'invention dans la mesure où son distributeur est un distributeur rotatif et son élément qui débouche dans les cylindres est formé par le carter de sorte que aucun élément de distributeur n'a dans ce cas à suivre un plan de distribution ou glace du bloc cylindres, et n'a à suivre de possibles oscillations du bloc cylindres ni même à coulisser axialement pour assurer un fonctionnement correct du moteur et son étanchéité.

BASE DE L'INVENTION

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer de nouveaux moyens permettant de perfectionner l'état de la technique.

La présente invention a notamment pour objectif de proposer des moyens permettant d'améliorer l'étanchéité au niveau de l'interface entre les deux éléments du distributeur.

Un autre but important de l'invention est de proposer des moyens permettant de fiabiliser le positionnement relatif des deux éléments de distributeur.

Un autre but important de l'invention est de proposer des moyens permettant d'autoriser un certain déplacement en inclinaison relative, par rapport à l'axe de la machine, entre les deux éléments de distributeur, assimilable à un rotulage. Ainsi un autre but de l'invention est de permettre un désaxage entre les deux éléments complémentaires du distributeur, tout en assurant une étanchéité entre ceux-ci, en plus d'un effet de suspension et de coulissement de l'élément radialement interne du distributeur, pour permettre un appui parfait et étanche de l'élément radialement interne coulissant du distributeur sur le bloc cylindres.

Un autre but de l'invention est de proposer des moyens d'étanchéité fiables sans conduire à un effort de friction important.

D'autres buts de l'invention sont de proposer des moyens permettant de démarrer plus rapidement qu'avec des machines hydrauliques conformes à l'état de la technique, de permettre de démarrer correctement avec une pression faible, ce qui correspond à une mise en route de la machine que l'on peut qualifier de « douce », bien étanche à faible pression et de nécessiter moins de gavage, donc d'exiger des pompes de gavage plus petites, d'opérer des économies d'énergie sur le gavage et d'entrevoir plus facilement l'utilisation de pompes de gavage électriques.

Ces buts sont atteints selon l'invention grâce à une machine hydraulique comprenant

. un carter qui contient

. un bloc cylindres comportant des cylindres logeant chacun un piston,

. un distributeur comprenant des canaux qui communiquent avec les cylindres du bloc cylindres et comprenant deux éléments complémentaires concentriques respectivement radialement interne et radialement externe et susceptibles de coulissement axial relatif, lesdits deux éléments complémentaires de distributeur définissant entre eux au moins une gorge d'alimentation hydraulique de la machine, le distributeur réalisant une étanchéité par appui plan et glissant au niveau des orifices d'alimentation du bloc cylindre et

. des moyens d'étanchéité disposés dans des rainures respectives entre les deux éléments complémentaires concentriques pour assurer une étanchéité entre ceux-ci en encadrant ladite gorge d'alimentation hydraulique,

caractérisée par le fait que

. les moyens d'étanchéité comprennent au moins deux joints annulaires continus comprenant chacun une base et au moins une ailette en forme de lèvre adaptées pour reposer élastiquement contre une surface respective des éléments complémentaires de distributeur placée en regard et assurer une étanchéité à ce niveau, laquelle lèvre possède une partie conique de révolution autour de l'axe du distributeur, sollicitée en déformation radiale pour être plaquée contre ladite surface en regard,

. lesdits joints annulaires étant séparés axialement et réalisés en un matériau permettant aux joints d'assurer un support et un centrage élastique de l'élément radialement interne dans l'élément externe de distributeur pour éviter un contact mécanique direct entre ces deux éléments tout en autorisant au moins un léger désaxage entre les deux éléments de distributeur pour garantir que le distributeur soit toujours en appui plan sur une surface en regard du bloc cylindres perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais optionnelles de l'invention :

- lesdits joints annulaires sont réalisés en un matériau permettant une déformation élastique du joint autorisant l'engagement du joint dans la rainure respectivement associée de sorte que ladite base et/ou ladite ailette repose contre une surface de la rainure pour assurer une étanchéité,

- la base des joints repose contre une surface radiale de la rainure respectivement associée pour assurer l'étanchéité.

- l'ailette en forme de lèvre repose contre une surface axiale et périphérique de l'élément de distributeur placé en regard pour assurer l'étanchéité.

- chaque joint est réalisé en un matériau tel que la raideur de l'ailette soutient le poids de l'élément de distributeur radialement interne de manière que celui-ci soit suspendu et centré dans un alésage de l'élément de distributeur radialement externe avec possibilité de coulissement axial, même à l'état de repos sans pression.

- la base du joint est serrée dans la rainure du distributeur et maintient le joint sans glissement ni rotation de la base par rapport au distributeur.

- la base du joint est montée flottante dans la rainure du distributeur

- un jeu radial existe entre le joint et la rainure, mais la longueur de l'ailette permet un centrage suffisant pour que l'élément de distributeur radialement interne soit centré et suspendu de manière à ne pas toucher l'alésage formé dans l'élément de distributeur radialement externe.

- la base du joint a une section rectangulaire.

- le joint a la forme générale d'un L en section droite, comprenant deux ailes formées respectivement par la base et par l'ailette en forme de lèvre.

- l'ailette s'étend globalement selon un rayon par rapport au centre de la section droite de la base.

- la base est de section droite globalement rectangulaire ou carrée et l'ailette s'étend selon un rayon à partir d'un angle de la section droite de la base.

- l'ailette dépasse radialement par rapport à la périphérie de la base dirigée vers la surface en regard sur laquelle doit être assurée l'étanchéité.

- le joint est placé dans une rainure formée sur une surface radialement externe de l'un des éléments de distributeur et l'extrémité libre de l'ailette s'étend radialement sur l'extérieur de la périphérie externe de la base.

- le joint est placé dans une rainure formée sur une surface radialement interne de l'un des éléments de distributeur, l'extrémité libre de l'ailette s'étend radialement sur l'intérieur de la périphérie interne de la base.

- l'extension axiale de l'ailette est comprise entre deux et six fois l'amplitude du dépassement radial de l'ailette par rapport à la base, de préférence l'extension axiale de l'ailette est au moins égale à 3 fois l'amplitude du dépassement radial de l'ailette par rapport à la base.

- le joint a la forme générale d'un U en section droite comprenant une base centrale et deux ailettes.

- la machine comprend un joint en U qui présente un plan de symétrie radial perpendiculaire à l'axe de rotation 0-0 et de la machine et dont l'ouverture est dirigée radialement.

- la machine comprend un joint en U qui possède une extension axiale à partir de sa partie médiane comprise entre deux et six fois l'amplitude du dépassement radial de l'ailette par rapport à la base, de préférence l'extension axiale de l'ailette est au moins égale à trois fois l'amplitude de sa flèche, soit une largeur totale comprise entre quatre et douze fois l'amplitude de la flèche, de préférence au moins égale à 6 fois sa flèche.

- le joint a la forme générale d'un U en section droite dont la convexité est dirigée vers le fond de la rainure, comprenant une âme centrale formant la base et deux ailettes en forme de lèvre adaptées pour reposer contre la surface en regard.

- le joint a la forme générale d'un U en section droite dont la concavité est dirigée vers le fond de la rainure, comprenant une âme centrale adaptée pour reposer contre la surface en regard.

- l'ailette en forme de lèvre constitue un anneau de forme conique.

- l'ailette définit une concavité dirigée vers une zone sous pression.

- le joint est en matière plastique.

- le joint est réalisé en un matériau choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène et le polyamide.

- le joint est réalisé par usinage.

- les deux joints sont placés dans des rainures respectives disposées sur les extrémités axiales opposées de l'élément de distributeur muni des rainures.

- la machine comprend un moyen de rappel de l'ensemble formé par l'élément principal de distributeur et le bloc cylindres, qui exerce sur l'élément principal de distributeur un effort antagoniste à un déplacement axial sollicité par une pression hydraulique. - l'élasticité des lèvres des joints en appui sur la surface en regard permet le centrage de l'élément principal de distributeur par rapport au bloc cylindres, et une légère latitude de mouvement de rotulage de l'élément principal de distributeur par rapport à l'axe de rotation de la machine de manière à rester toujours appliqué sur un plan de distribution du bloc cylindres lors de la rotation de celui-ci quand la machine est mise en œuvre hydrauliquement, afin de garantir une bonne étanchéité au niveau du plan de distribution.

- la machine comprend trois joints annulaires continus adaptés pour être placés dans une rainure respective formée dans un élément de distributeur, chaque joint comprenant une base et au moins une ailette en forme de lèvre adaptées pour reposer élastiquement contre une surface respective placée en regard des éléments de distributeur et assurer une étanchéité à ce niveau, les trois joints étant placés respectivement sur les extrémités axiales et en partie médiane des éléments de distributeur et encadrant deux à deux des gorges d'alimentation de la machine.

- la machine comprend deux joints d'extrémité en forme de L placés dans des rainures respectives prévues sur les extrémités axiales du distributeur et un joint central en forme de U placé dans une rainure centrale du distributeur.

- les ailettes en forme de lèvre prévues sur les joints d'extrémité sont dirigées l'une vers l'autre, vers le milieu axial du distributeur.

- chaque joint annulaire est réalisé en un matériau permettant une expansion élastique du joint telle qu'en position d'expansion le joint possède un diamètre supérieur à l'élément de distributeur radialement interne dans lequel est formé la rainure destinée à accueillir le joint, une partie du joint reposant après l'engagement contre une surface de la rainure associée pour assurer une étanchéité.

- la machine comprend des moyens formant butée qui imposent un sens de montage unique pour chaque joint et interdisent un montage en sens erroné du joint.

- les pistons sont montés à coulissement radial dans le bloc cylindres. - la machine comprend une came multilobes en regard du bloc cylindres.

- le carter est fixe et la liaison fluidique avec l'élément principal du distributeur est opérée par le carter dont une partie constitue l'élément secondaire de distributeur qui comporte des canaux de distribution.

- le carter est mobile à rotation et la liaison fluidique avec l'élément principal du distributeur est opérée par l'intermédiaire d'un arbre central lié à rotation avec le bloc cylindres et qui comporte des canaux de distribution,

- la base et son ailette ne touchent pas les surfaces en regard des éléments du distributeur selon la même côte le long de l’axe longitudinal de la machine,

- la base du joint a une épaisseur telle que si l’ailette plie complètement, le joint dépasse de la rainure et empêche un contact direct entre l’élément radialement interne et l’élément radialement externe du distributeur, de préférence la base du joint a ainsi une épaisseur supérieure à la profondeur de la rainure.

- la machine comprend trois joints annulaires continus en forme de U placés respectivement sur les extrémités axiales et en partie médiane des éléments de distributeur, dans des rainures respectives, et encadrant deux à deux des gorges d'alimentation de la machine.

L'invention concerne de plus un distributeur pour machine hydraulique comprenant deux éléments complémentaires concentriques respectivement radialement interne et radialement externe et susceptibles de coulissement axial relatif, lesdits deux éléments complémentaires de distributeur définissant entre eux au moins une gorge d'alimentation hydraulique de la machine et

. des moyens d'étanchéité disposés entre les deux éléments complémentaires concentriques pour assurer une étanchéité entre ceux- ci en encadrant ladite gorge d'alimentation hydraulique,

caractérisé par le fait que

. les moyens d'étanchéité comprennent au moins deux joints annulaires continus comprenant chacun une base et une ailette en forme de lèvre adaptées pour reposer élastiquement contre une surface respective des éléments complémentaires de distributeur placée en regard et assurer une étanchéité à ce niveau, laquelle lèvre possède une partie conique de révolution autour de l'axe du distributeur, sollicitée en déformation radiale pour être plaquée contre ladite surface en regard,

. lesdits joints annulaires étant séparés axialement et réalisés en un matériau assurant un support et un centrage élastique de l'élément radialement interne dans l'élément externe de distributeur pour éviter un contact mécanique direct entre ces deux éléments.

La présente invention concerne également un joint pour la mise en œuvre d'une machine du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend une base et une ailette en forme de lèvre adaptées pour reposer élastiquement contre une surface respective placée en regard et assurer une étanchéité à ce niveau, chaque joint annulaire étant réalisé en un matériau assurant un support et un centrage élastique de l'élément radialement interne dans l'élément externe de distributeur pour éviter un contact mécanique direct entre ces deux éléments.

La présente invention concerne par ailleurs un procédé d'assemblage d'une machine hydraulique comprenant

. un carter qui contient

. un bloc cylindres comportant des cylindres logeant chacun un piston,

. un distributeur comprenant des canaux qui communiquent avec les cylindres du bloc cylindres et comprenant deux éléments complémentaires concentriques respectivement radialement interne et radialement externe et susceptibles de coulissement axial relatif, lesdits deux éléments complémentaires de distributeur définissant entre eux au moins une gorge d'alimentation hydraulique de la machine et

. des moyens d'étanchéité disposés entre les deux éléments complémentaires concentriques pour assurer une étanchéité entre ceux- ci en encadrant ladite gorge d'alimentation hydraulique,

caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à placer entre les deux éléments complémentaires de distributeur, des moyens d'étanchéité comprenant au moins deux joints annulaires continus comprenant chacun une base et au moins une ailette en forme de lèvre de sorte que la dite base et ladite ailette reposent élastiquement contre une surface respective des éléments complémentaires de distributeur placée en regard et assurent une étanchéité à ce niveau, laquelle lèvre possède une partie conique de révolution autour de l'axe du distributeur, sollicitée en déformation radiale pour être plaquée contre ladite surface en regard, lesdits joints annulaires étant séparés axialement et réalisés en un matériau assurant un support et un centrage élastique de l'élément radialement interne dans l'élément externe de distributeur pour éviter un contact mécanique direct entre ces deux éléments tout en autorisant au moins un léger désaxage entre les deux éléments de distributeur pour garantir que le distributeur soit toujours en appui plan sur une surface en regard du bloc cylindres perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine.

DESCRIPTIF RAPIDE DES FIGURES

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs, et sur lesquels :

les figure la et lb précédemment décrites représentent respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale, une machine hydraulique conforme à une première variante de réalisation connue de l'état de la technique,

- la figure 2 également précédemment décrite représente une vue en coupe longitudinale d'une machine hydraulique conforme à une deuxième variante de réalisation connue de l'état de la technique,

- la figure 3 représente une demie vue en coupe longitudinale d'une machine selon un mode de réalisation conforme à la présente invention, - la figure 4 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'un joint conforme à la présente invention,

- la figure 5 représente une vue axiale du joint illustré sur la figure 4, - les figures 6, 7, 8 et 9 représentent une vue partielle en coupe longitudinale de joints conformes à quatre variantes de réalisation de la présente invention, tandis que la figure 7bis représente une vue partielle en coupe longitudinale d'un joint conforme à une variante de réalisation destinée à être placée dans une rainure formée sur une surface radialement interne d'un élément de distributeur,

- les figures 8bis et 8ter représentent deux variantes de réalisation d'un joint conforme à la présente invention,

- la figure 10 représente schématiquement, selon une vue latérale, une vue partielle d'une machine conforme à une variante de réalisation de la présente invention, illustrant une possibilité de rotulage entre les deux éléments de distributeur, la figure lObis illustre schématiquement une inclinaison de l'élément principal de distributeur par rapport à l'élément auxiliaire de distributeur rendue possible dans le cadre de la présente invention

- la figure 11 illustre une demie vue en coupe longitudinale d'une machine selon une variante de réalisation conforme à la présente invention comprenant des moyens de détrompage interdisant un montage erroné des joints

- la figure 12 illustre schématiquement une machine hydraulique équipée d'un coupleur à base de disques à friction,

- la figure 13 illustre schématiquement une demie vue en coupe longitudinale d'une machine selon une variante de réalisation conforme à la présente invention,

- la figure 14 représente une vue à échelle agrandie d'un joint en U de la figure 13 dans une rainure complémentaire et

- la figure 15 illustre schématiquement une demie vue en coupe longitudinale d'une machine selon une autre variante de réalisation conforme à la présente invention.

DESCRIPTIF DETAILLE DE L'INVENTION

La description détaillée qui va suivre concerne essentiellement la géométrie des joints conformes à la présente invention destinés à former les joints 70, 72 et/ou 74 illustrés sur les figures 1 et 2. Les machines hydrauliques conformes à la présente invention peuvent par ailleurs être conformes à l'ensemble des dispositions précédemment décrites en regard des figures 1 et 2. Ces dispositions ne seront par conséquent pas reprises dans la description détaillée qui va suivre. L'ensemble du descriptif précédemment présenté en regard des figures 1 et 2 doit cependant être considéré comme s'appliquant à l'invention.

Dans la suite de la description, les joints annulaires conformes à la présente invention sont référencés 100. Ils peuvent être utilisés en lieu et place de l'un des joints référencés 70, 72 et/ou 74 sur les figures 1 et 2.

Comme indiqué précédemment, selon l'invention les machines hydrauliques comprennent des moyens d'étanchéité formés par au moins deux joints annulaires continus 100 comprenant chacun une base 110 adaptée par exemple pour être placée dans une rainure respective

600, 602 ou 604 formée dans l'un des éléments complémentaires de distributeur 62 ou 66 et une ailette 130 en forme de lèvre adaptée par exemple pour reposer élastiquement contre une surface de l'autre élément complémentaire de distributeur 66 ou 62 placée en regard et assurer une étanchéité à ce niveau.

En variante comme on le verra par la suite, notamment pour un joint de section droite en U, l'ailette 130 en forme de lèvre peut être adaptée pour reposer élastiquement contre une surface de la rainure pour assurer une étanchéité à ce niveau, tandis que la base 110 repose sur une surface en regard pour assurer également une étanchéité à ce niveau.

La lèvre 130 possède une partie 132 conique de révolution autour de l'axe 0-0 du distributeur, sollicitée en déformation radiale pour être plaquée contre ladite surface en regard. Cette partie conique comporte une composante radiale et une composante axiale. La composante axiale permet une grande latitude de compensation de mouvement et permet notamment un rotulage et un désaxage entre les deux éléments complémentaires du distributeur 62 et 66. Cependant la lèvre 130 présente une limite en flexion qui évite que les éléments du distributeur n'entrent en contact.

En d'autres termes les moyens proposés dans le cadre de la présente invention permettent d'avoir un angle entre les deux éléments du distributeur 62 et 66, tout en autorisant un coulissement de l'élément radialement interne 62 et une suspension de cet élément 62 pour permettre un appui parfait et étanche de l'élément radialement interne coulissant du distributeur 62 sur le bloc cylindres 30 au niveau des surfaces en regard 33 et 63.

On remarque que le point de contact entre l'ailette 130 et une surface de l'autre élément complémentaire de distributeur 66 ou 62 placée en regard est axialement déporté par rapport à la position de la base 110 dans la rainure 600, 602. Autrement dit de préférence le point de contact de l'ailette 130 sur la surface en regard n'est pas exactement en face de la rainure qui reçoit le joint 100.

On remarquera à l'examen des figures 3 et 11 que de préférence les deux éléments de distributeur 62 et 66 ne sont pas de section droite constante, mais sont étagés radialement. Ainsi les deux gorges d'alimentation 71 et 73 ne sont pas formées sur des tronçons de distributeur de même diamètre, mais au contraire sur des tronçons de distributeur ayant des diamètres différents. De même les rainures 600, 602 et 604 sont de préférence formées sur des tronçons de distributeur ayant des diamètres différents et croissant d'une extrémité axiale du distributeur à l'extrémité axiale opposée.

L'ailette 130 s'étend globalement selon un rayon par rapport au centre de la section droite de la base 110.

Dans le cas d'une base 110 de section droite rectangulaire ou carrée, l'ailette 130 s'étend ainsi selon un rayon à partir d'un angle de la section droite de la base 110.

L'ailette 130 dépasse ainsi radialement par rapport à la périphérie de la base 110 dirigée vers la surface en regard sur laquelle doit être assurée l'étanchéité. Dans le cas où le joint 100 est placé dans une rainure formée sur une surface radialement externe de l'un des éléments de distributeur, l'extrémité libre de l'ailette 130 s'étend radialement sur l'extérieur de la périphérie externe de la base 110 comme illustré sur les figures 4, 7 et 9.

Au contraire lorsque le joint 100 est placé dans une rainure formée sur une surface radialement interne de l'un des éléments de distributeur, l'extrémité libre de l'ailette 130 s'étend radialement sur l'intérieur de la périphérie interne de la base 110 comme illustré sur la figure 7bis.

De préférence l'extension axiale L2 de l'ailette 130 est comprise entre deux et six fois l'amplitude du dépassement radial H2 de l'ailette 130 par rapport à la base 110, de préférence l'extension axiale L2 de l'ailette 130 est au moins égale à 3 fois l'amplitude du dépassement radial H2 de l'ailette 130 par rapport à la base 110.

L'ailette 130 forme un racleur qui permet de garantir l'étanchéité.

Dans le cadre de l'invention on entend par « continu » le fait que les joints 100 sont des anneaux en O continu, c'est-à-dire fermés, sans rupture sur 360° et non pas des anneaux ouverts en C.

De préférence la partie conique 130 de l'ailette 130 en forme de lèvre est orientée de sorte qu'elle est sollicitée en déformation radiale pour être plaquée contre la surface en regard lors de l'application d'une pression d'huile.

Selon l'invention les deux joints annulaires 100 sont séparés axialement et réalisés en un matériau qui permet une déformation élastique du joint 100 autorisant l'engagement de la base 110 dans la rainure respectivement associée 600, 602 ou 604 de sorte que ladite base 110 repose contre une surface de la rainure 600, 602 ou 604 pour assurer une étanchéité, tout en assurant un support et un centrage élastique de l'élément radialement interne 62 ou 66 dans l'élément externe de distributeur 66 ou 62, pour éviter un contact mécanique direct entre ces deux éléments. La déformation élastique est une flexion de l'ailette 130 par rapport à la base 110, globalement vers la direction axiale du distributeur.

L'ailette 130 présente une limite en flexion qui évite le contact direct entre les deux parties concentriques 62 et 66 du distributeur.

Les deux joints 100 sont placés dans des rainures respectives

600, 604 disposées sur les extrémités axiales opposées de l'élément de distributeur 62 ou 66 muni des rainures 600 et 604.

Comme cela est illustré sur la figure 3, selon l'invention, la machine comprend de préférence trois joints annulaires continus 100 comprenant chacun une base 110 adaptée pour être placée dans une rainure respective 600, 602 et 604 formée dans un élément de distributeur 62 ou 66 et une ailette 130 en forme de lèvre adaptée pour reposer élastiquement contre une surface placée en regard de l'autre élément de distributeur 66 ou 62 et assurer une étanchéité à ce niveau, les trois joints 100 étant placés respectivement sur les extrémités axiales et en partie médiane des éléments de distributeur, pour encadrer respectivement deux à deux les gorges précitées 71 et 73.

La machine comprend ainsi de préférence deux joints d'extrémité 100 en forme de L placés dans des rainures respectives 600, 604 prévues sur les extrémités axiales du distributeur et un joint central

100 en forme de U placé dans une rainure centrale 602 du distributeur.

Les ailettes 130 en forme de lèvre prévues sur les joints d'extrémité placés dans les rainures 600 et 604 sont dirigées l'une vers l'autre, vers le milieu axial du distributeur, comme on le voit sur la figure 3.

Dans le cadre de l'invention, de préférence les joints 100, notamment la base 110 des joints, reposent contre une surface radiale de la rainure respectivement associée 600, 602 ou 604, comme on le voit sur la figure 3, pour assurer l'étanchéité.

Par ailleurs dans le cadre de l'invention, de préférence l'ailette

130 en forme de lèvre repose contre une surface axiale et périphérique de l'élément de distributeur placé en regard pour assurer l'étanchéité. On entend par « surface axiale et périphérique » une surface définie par une génératrice parallèle à l'axe 0-0.

Selon un premier mode de réalisation conforme à la présente invention, qui s'applique de préférence aux joints 100 destinés à être placés sur les extrémités axiales du distributeur, dans les rainures 600 et 604, le joint 100 a la forme générale d'un L en section droite, comprenant deux ailes formées respectivement par la base 110 et par l'ailette en forme de lèvre 130.

Un tel joint est représenté sur les figures 4, 7 et 9.

L'ailette en forme de lèvre 130 constitue un anneau de forme conique. Sa concavité est dirigée vers une zone sous pression.

Comme indiqué précédemment de préférence l'extension axiale L2 de l'ailette 130 est comprise entre deux et six fois l'amplitude du dépassement radial H2 de l'ailette 130 par rapport à la base 110, de préférence l'extension axiale L2 de l'ailette 130 est au moins égale à 3 fois l'amplitude du dépassement radial H2 de l'ailette 130 par rapport à la base 110.

Selon un deuxième mode de réalisation conforme à la présente invention, qui s'applique de préférence aux joints 100 destinés à être placés dans la rainure médiane 602 du distributeur, le joint 100 a la forme générale d'un U en section droite. L'ouverture du U est dirigée radialement. Le joint en U présente ainsi un plan de symétrie radial perpendiculaire à l'axe de rotation 0-0.

Un tel joint est représenté sur les figures 6 et 8.

De préférence ce joint 100 en U répond au même rapport entre son extension axiale et son extension ou flèche radiale que celui mentionné ci-dessus pour un joint 100 en L.

Ainsi le joint 100 en U possède une extension axiale L2 à partir de sa partie médiane comprise entre deux et six fois l'amplitude du dépassement radial H2 de l'ailette 130 par rapport à la base 110, de préférence au moins égale à trois fois l'amplitude de sa flèche H2, soit une largeur totale L3 du joint 100 en U comprise entre quatre et douze fois l'amplitude de la flèche H2 et de préférence au moins égale à 6 fois sa flèche H2.

Comme représenté sur les figures 3 et 6, le joint 100 de section droite en U peut avoir sa concavité dirigée vers le fond de la rainure 602, comprenant une âme centrale 120 adaptée pour reposer contre la surface en regard.

Cependant en variante comme représenté sur la figure 8, le joint 100 de section droite en U peut avoir sa convexité dirigée vers le fond de la rainure, comprenant une âme centrale 120 formant la base 110 et deux ailettes 130 en forme de lèvre adaptées pour reposer contre la surface en regard.

Selon une autre variante de réalisation représenté sur la figure 8bis, le joint 100 en U précité peut être remplacé par deux joints 100 en L du type précité montés dans une rainure centrale commune (602) et dont les ailettes respectives 130 sont dirigées dans des directions axialement opposées, formant en combinaison un joint en U.

Selon encore une autre variante de réalisation représentée sur la figure 8ter, le même montage peut être envisagé avec un joint 100 comportant une base unique 110 et deux ailettes 130 conformes aux dispositions précitées de l'invention, chacune dans une direction axiale, c'est-à-dire s'étendant dans des directions axiales opposées, de manière à faire un joint central fonctionnant avec une pression établie d'un côté ou de l'autre.

Lorsque le joint 100 est en forme de L, la base 110 du joint 100 peut être serrée dans la rainure 600 ou 604 du distributeur pour maintenir le joint sans glissement ni rotation de la base 110 par rapport au distributeur.

Cependant en variante la base 110 du joint 100 peut être montée flottante dans la rainure 600 ou 604 du distributeur.

Dans ce cas de préférence un jeu radial existe entre la base 110 du joint 100 et le fond de la rainure, mais la longueur de l'ailette 130 est adaptée pour permettre un centrage suffisant pour que l'élément de distributeur radialement interne 62 ou 66 soit centré et suspendu de manière à ne pas toucher l'alésage formé dans l'élément de distributeur radialement externe 66 ou 62.

La base 110 du joint 100 a de préférence une section droite radiale globalement rectangulaire. Les angles de cette section peuvent cependant être arrondis pour limiter les risques de rupture sous sollicitation et faciliter l'engagement du joint 100 dans les rainures associées 600, 602 et 604.

Dans le cas des joints 100 en forme de L comme illustré sur les figures 4, 7 et 9, la surface radiale du joint destinée à reposer contre une surface radiale de la rainure respectivement associée 600, 602 ou 604, pour assurer l'étanchéité, est la surface radiale 102 de la base dirigée à l'opposé de l'ailette 130 comme illustré sur la figure 3.

Dans le cas des joints 100 en forme de U comme illustré sur les figures 6 et 8, les surfaces radiales du joint destinées à reposer contre des surfaces radiales de la rainure associée 602, pour assurer l'étanchéité, sont les surfaces radiales 104 présentes sur les extrémités des ailettes 130 comme illustré sur la figure 3.

Les joints 100 conformes à l'invention sont réalisés en un matériau tel que la raideur de l'ailette 130 soutient le poids de l'élément de distributeur radialement interne 62 ou 66 de manière que celui-ci soit suspendu et centré dans un alésage de l'élément de distributeur radialement externe 66 ou 62 avec possibilité de coulissement axial selon l'axe 0-0, même à l'état de repos sans pression.

Plus précisément selon l'invention, le joint 100 est de préférence réalisé en matière plastique, très préférentiellement en un matériau choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène et le polyamide.

Par ailleurs dans le cadre de l'invention le joint 100 est de préférence réalisé par usinage, par exemple par tournage dans une plaque ou un barreau en matière plastique. La réalisation d'un joint par usinage permet de garantir la géométrie et les dimensions du joint optimales pour d'une part permettre l'engagement du joint sur le distributeur et d'autre part garantir l'étanchéité au niveau de l'interface entre l'élément principal de distributeur 62 et l'élément auxiliaire de distributeur 66.

Selon une variante de mise en œuvre conforme à l'invention, l'élasticité des lèvres 130 des joints 100 en appui sur la surface en regard permet le centrage de l'élément principal de distributeur 62 par rapport au bloc cylindres 30, et une légère latitude de mouvement de rotulage de l'élément principal de distributeur 62 par rapport à l'axe de rotation 0-0 de la machine, de sorte que l'élément principal de distributeur 62 reste toujours appliqué sur le plan de distribution 33 du bloc cylindres 30, par sa glace 63, lors de la rotation relative du bloc cylindres 30, quand la machine est mise en œuvre hydrauliquement, afin de garantir une bonne étanchéité au niveau du plan de distribution.

Cette variante est schématisée sur la figure 10.

On a schématisé sur cette figure 10 un élément principal de distributeur 62 centré et suspendu à l'intérieur de l'alésage formé dans un élément secondaire de distributeur 66 radialement externe, par les deux joints 100 disposés respectivement à proximité des deux extrémités axiales de l'élément principal de distributeur 62, même quand la machine n'est pas alimentée en huile sous pression, pour éviter tout contact mécanique direct entre les deux éléments 62 et 66 de distributeur.

On a également schématisé sur la figure 10 une zone d'appui radial 112 des joints 100 dans leur rainure complémentaire 600, 604 et en 114 une zone de glissement formée sur la face externe des ailettes 130 au niveau de leur extrémité libre.

Sur la figure 10 on a illustré schématiquement en traits interrompus sous la référence lOObis la forme d'un joint 100 « à vide », c'est-à-dire avant son engagement dans l'élément secondaire de distributeur 66 entraînant sous contrainte une réduction de son diamètre extérieur.

Sur la figure 10 on a également schématisé un conduit 61 débouchant dans une gorge 71 schématiquement représentée entre les deux joints 100 et débouchant par ailleurs sur la surface de glace 63 transversale à l'axe 0-0 en contact avec la surface en regard 33 du bloc cylindres.

Sur la figure 10, la flèche F représente un effort de rappel exercé par tous moyens de rappel appropriés sur l'élément principal de distributeur 62 vers le bloc cylindres, pour exercer sur cet élément un effort antagoniste à un déplacement axial sollicité par la pression hydraulique d'alimentation du bloc cylindres. Par « effort antagoniste » on entend ici un effort opposé en direction, mais d'intensité plus faible que la poussée hydraulique quand la machine est activée.

On observera à l'examen de la figure 10 que selon l'invention de préférence la face extérieure des ailettes 130, au niveau de leur extrémité libre opposée à la base 110, vient tangenter asymptotiquement la surface en regard 65 formé sur l'élément secondaire de distributeur 66.

On remarque que la conformation des joints à leur environnement ou aux mouvements de rotulage se fait par flexion des ailettes 130 suivant la direction axiale plus que par compression.

Les deux joints 100 se comportent comme des ressorts glissants en forme de cloches qui supportent l'élément principal de distributeur 62 au centre de l'élément secondaire de distributeur 66 en évitant tout contact direct entre ces deux éléments tout en autorisant un coulissement relatif entre ces deux éléments.

La mise en contrainte d'au moins deux joints 100 définit un centrage et un guidage long avec coulissement axial possible.

Le serrage radial dans l'alésage de l'élément secondaire de distributeur 66 couplé à un appui radial ou axial dans les rainures 600 et 604 permet de garantir l'étanchéité au niveau des dites rainures.

De préférence dans le cadre de l'invention, les diamètres respectifs de l'élément principal de distributeur 62 et de l'élément secondaire de distributeur 66, ainsi que la raideur des joints 100 sont telles qu'ils autorisent un rotulage de l'élément principal de distributeur 62 par rapport à l'axe 0-0 et par rapport à l'élément secondaire de distributeur 66, de l'ordre de 0,25°. Un tel rotulage autorisé permet de garantir que la face 63 du distributeur 60 reste toujours en appui très fiable contre la surface en regard 33 du bloc cylindres 30.

L'élément principal de distributeur 62 peut donc prendre un certain angle par rapport à l'axe 0-0 et à l'élément secondaire de distributeur 66, sans perte d'étanchéité puisque les joints 100 permettent de garantir l'étanchéité dans la plage d'inclinaison précitée.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, selon un mode de réalisation particulier conforme à la présente invention, le jeu RI défini entre l'élément principal de distributeur 62 et l'élément secondaire de distributeur 66 est de l'ordre de 0,06mm au niveau de la rainure de grand diamètre 604 et de l'ordre de 0,13mm au niveau de la rainure de petit diamètre 600, pour une distance axiale entre les deux rainures 600 et 604 de 46,8mm.

La figure lObis illustre ainsi l'élément principal de distributeur 62 incliné d'un angle a par rapport à l'élément secondaire de distributeur 66, dans une position de rotulage qui autorise néanmoins le maintien de l'étanchéité. Comme indiqué précédemment cet angle a peut atteindre par exemple 0,25°. Il est volontairement exagéré sur la figure lObis pour expliciter la possibilité de rotulage. Sur cette figure, on comprend que c'est l'appui du distributeur 60 sur le bloc cylindres 30 au niveau de la surface 63 qui impose l'angle du distributeur 60, tandis que le distributeur 60 est également globalement soutenu et centré dans son alésage par les joints 100. L'élément de distributeur 62 ne touche jamais directement l'élément 66, excepté pour les moyens nécessaires à une indexation en rotation non représentée.

L'on observera que la gamme préférentielle présentée précédemment conforme à l'invention d'extension axiale L2 de l'ailette 130 au moins égale à 3 fois l'amplitude du dépassement radial H2 de l'ailette 130 par rapport à la base 110, permet un jeu radial important, par exemple de l'ordre de (1 - 0,8) mm, soit 0,2mm. Un tel jeu définit l'angle autorisé pour le distributeur, soit +0,2mm d'un côté et -0,2mm de l'autre côté, sur la longueur du distributeur, ce qui permet un angle significatif sans perte d'étanchéité.

On a représenté sur la figure 11 annexée une variante de réalisation d'une machine hydraulique conforme à l'invention qui comprend des moyens 150 formant butée qui imposent un sens de montage unique pour les joints d'extrémité en L et interdisent un montage en sens erroné du joint. Le but de ces moyens 150 est d'imposer un montage des joints en L tel que la concavité de la partie conique délimitée par l'ailette 130 soit bien dirigée vers l'origine de la pression appliquée et non pas à l'opposé. Ceci permet de garantir que la pression appliquée tend à déformer l'ailette en extension et ainsi à plaquer l'extrémité de l'ailette contre la surface en regard.

De tels moyens de détrompage 150 peuvent faire l'objet de nombreux modes de réalisation.

Ils sont de préférence formés d'une bague annulaire adjacente aux rainures 600 et 604 et comportant une extension radiale sur l'extérieur des rainures 600 et 604 dont la dimension radiale est supérieure à celle de l'ailette en forme de lèvre 130. Cette bague peut être rapportée ou usinée dans la masse du distributeur 62, 66. Ainsi la lèvre 130 ne peut pas être placée du côté de cette extension radiale, extérieure aux rainures 600 et 604. En d'autres termes la lèvre 130 ne peut pas être dirigée axialement vers l'extérieur. Au contraire la lèvre 130 ne peut être qu'installée qu'en étant dirigée axialement vers l'intérieur du distributeur 60. Le joint 100 doit donc impérativement être orienté de sorte que la lèvre 130 soit dirigée vers la partie médiane ou centrale du distributeur 60.

Sur la figure 11 les représentations esquissées des joints 100 rendues impossibles par la présence des moyens de détrompage 150 sont barrées par le symbole « X ».

Une forme de rampe de montage peut être prévue pour aider le montage du joint 100. Cette forme est du côté de montage du joint, et donc opposée aux moyens de détrompage 100 par rapport aux rainures 600, 604. Lorsque le corps dans lequel sont formées les rainures 600, 602 et 604 est étagé radialement, la rampe de montage précitée est dirigée vers la section de plus faible diamètre adjacente à ladite rainure. Sur les figures 3 et 11 de telles formes constituant des rampes de montage sont formées de surfaces tronconiques de révolution référencées 601, 603 et 605.

Cette forme 601, 603, 605 permet une dilatation progressive du joint 100 jusqu'à ce qu'il rentre dans la rainure associée 600, 602, 604, lors de l'opération de montage. Si cette forme n'est pas prévue, on peut prévoir un outil amovible qui en tient lieu. Cet outil doit être posé avant de présenter le joint 100, puis retiré après avoir posé le joint dans sa rainure.

Le joint 100 illustré sur la figure 9 se distingue essentiellement du joint 100 illustré sur la figure 7 par le fait qu'il comprend une creusure annulaire 132 de contour circulaire sur le côté concave de l'interface entre la base 110 et l'ailette 130, afin de faciliter l'articulation de l'ailette 130 et limiter les risques de rupture de l'ailette 130 à ce niveau.

La figure 12 annexée représente un exemple de réalisation d'une variante de machine hydraulique conforme à la présente invention comprenant un coupleur 80 à base de disques à friction.

La structure générale de cette machine hydraulique connue en soi ne sera pas décrite dans le détail par la suite.

Cette machine est par exemple décrite dans les documents FR 2 996 267 et FR 2 996 268.

L'ensemble des modes de réalisation décrits dans ces documents FR 2 996 267 et FR 2 996 268 est compatible avec la présente invention. En d'autres termes la présente invention englobe l'ensemble des modes de réalisation décrits et représentés dans les documents FR 2 996 267 et FR 2 996 268 dès lors qu'ils comprennent une structure de joint telle que décrite dans la présente demande de brevet.

On rappelle que le document FR 2 996 267 décrit une machine hydraulique dans laquelle la came multilobes 20 est lié à rotation avec l'un de deux ensembles formés respectivement par le carter et par un arbre et la machine comprend en outre un actionneur adapté pour, de manière sélective, immobiliser le bloc cylindres par rapport à l'autre des deux ensembles.

On rappelle également que le document FR 2 996 268 décrit une machine comprenant des moyens de rappel tendant à désengager le bloc cylindres en rotation des ensembles formés par le carter et l'arbre, par exemple par déplacement du bloc cylindres, et le distributeur est configuré pour, lors de l'application d'une pression, engager le bloc cylindres en rotation par rapport à l'un de ces ensembles.

L'invention s'applique ainsi avantageusement à des machines hydrauliques à pistons radiaux 50, comprenant :

- un carter 10 définissant un premier ensemble,

- un arbre 40 définissant un second ensemble, lesdits premier et second ensembles étant libres en rotation l'un par rapport à l'autre,

- une came multilobes 20 liée en rotation avec l'un des deux ensembles,

- un bloc cylindres 30 monté libre en rotation par rapport auxdits premier et second ensembles, et comprenant une pluralité de cylindres 32 dans lesquels sont disposés des pistons 50 guidés à coulissement radial dans les cylindres respectifs du bloc cylindres 30 et prenant appui sur les lobes de la came 20, et

- un actionneur 80 adapté pour, de manière sélective, immobiliser le bloc cylindres 30 par rapport à l'autre desdits premier et second ensembles.

L'invention s'applique également avantageusement à des machines hydrauliques à pistons radiaux 50, comprenant :

- un carter 10 définissant un premier ensemble,

- un arbre 40 définissant un second ensemble, lesdits premier et second ensembles étant libres en rotation l'un par rapport à l'autre,

- une came multilobes 20 liée en rotation avec l'un des deux ensembles,

- un distributeur 60, assurant une étanchéité plane et glissante en rotation sur le bloc cylindre - un bloc cylindres 30 monté libre en rotation par rapport auxdits premier et second ensembles, et comprenant une pluralité de cylindres 32 dans lesquels sont disposés des pistons 50 guidés à coulissement radial dans les cylindres respectifs du bloc cylindres 30 et prenant appui sur les lobes de la came 20, le bloc cylindres comprenant des moyens d'engagement en rotation par rapport à l'autre des deux ensembles et

- des moyens de rappel tendant à désengager le bloc cylindres 30 en rotation par rapport à l'autre de deux ensembles, tandis que le distributeur est configuré pour, lors de l'application d'une pression, engager le bloc cylindres 30 en rotation par rapport à l'autre des deux ensembles.

Plus précisément sur la figure 12, donnée à titre d'exemple non limitatif d'un mode de réalisation d'un coupleur mécanique sélectif, l'arbre 40 est lié en rotation à la came 20.

L'élément principal de distributeur 62 est monté fixe en rotation sur l'arbre 40, autour de l'arbre 40, typiquement au moyen de cannelures aménagées en surface de l'arbre 40 coopérant avec des nervures réalisées dans un alésage de cet élément principal de distributeur 62.

Un couvercle de distributeur formant partie du carter 10a et constituant l'élément secondaire de distributeur 66 est monté tournant autour de l'élément principal de distributeur 62 et est lié en rotation au reste du carter 10.

Le bloc cylindres 30 est disposé de manière à ce que les pistons 50 soient dans l'anneau formant la came 20 et soient maintenus en contact avec la came 20 au moyen de ressorts 54.

Le bloc cylindres 30 est associé à un porte disque 34 auquel il est lié en rotation, ce porte disques 34 comprenant une pluralité de disques 82 régulièrement espacés.

Le couvercle de distributeur 10a comprend par ailleurs également une pluralité de disques complémentaires 84 qui sont disposés de manière alternée avec les disques 82 du porte disque 34. Les deux groupes de disques 82 et 84 sont configurés pour alterner entre une configuration dans laquelle ils ne sont pas en contact et laissent ainsi le couvercle de distributeur 10a et le bloc cylindres 30 libres en rotation l'un par rapport à l'autre, et une configuration dans laquelle ils sont en contact et immobilisent ainsi le couvercle 10a de distributeur et le bloc cylindres 30 l'un par rapport à l'autre sous l'effet de frottements.

On aperçoit par ailleurs sur la figure 12 un élément d'appui 90 disposé autour de l'arbre 40, entre l'arbre 40 et l'élément principal de distributeur 62. L'élément d'appui 90 comprend un ressort de poussée 92 positionné de manière à réaliser un effort de poussée de l'élément principal de distributeur 62 contre le bloc cylindres 30, réalisant ainsi un appui étanche entre l'élément principal de distributeur 62 et le bloc cylindres 30.

Une rondelle élastique 94, qui constitue les moyens de rappel précités, est positionnée en appui sur l'arbre 40 et agit sur l'élément d'appui 90 en opposition à l'effort de poussée exercé par le ressort de poussée 92, permettant ainsi de réaliser le retour à la position désengagée des disques 82 et 84, c'est-à-dire la position de la machine dans laquelle le bloc cylindres 30 est libre en rotation par rapport à l'élément principal de distributeur et donc par rapport au carter 10.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit.

Les rainures 600, 602 et 604 destinées à accueillir les joints 100 peuvent être formées sur une surface radialement externe de l'un des éléments de distributeur ou sur une surface radialement interne de l'un des éléments de distributeur.

Lorsque les rainures 600, 602 et 604 destinées à accueillir les joints 100 sont formées sur une surface radialement externe de l'un des éléments de distributeur, chaque joint annulaire 100 concerné est réalisé en un matériau permettant une expansion élastique du joint 100 telle que en position d'expansion le joint possède un diamètre interne supérieur à l'élément de distributeur radialement interne 62 ou 66 dans lequel est formée la rainure 600, 602 ou 604 destinée à accueillir la base 110 du joint, la base 110 du joint reposant après l'engagement contre une surface de la rainure associée 600, 602 ou 604 pour assurer une étanchéité.

Au contraire lorsque les rainures 600, 602 et 604 destinées à accueillir les joints 100 sont formées sur une surface radialement interne de l'un des éléments de distributeur, chaque joint annulaire 100 est réalisé en un matériau adapté pour permettre une rétractation élastique du joint 100 telle que en position de rétractation, le joint 100 possède un diamètre extérieur inférieur à l'élément de distributeur radialement externe dans lequel est formée la rainure 600, 602 ou 604 destinée à accueillir la base 110 du joint, la base 110 du joint reposant après l'engagement contre une surface de la rainure associée 600, 602 ou 604 pour assurer une étanchéité.

La présente invention offre de nombreux avantages par rapport aux solutions connues de l'art antérieur.

Le distributeur 60 coulisse facilement, car la lèvre 130 est assez souple, ce qui permet l'appui du distributeur 60 à une très basse pression. Il est donc possible de baisser la pression de gavage de la machine conforme à l'invention par rapport à des solutions connues de l'état de la technique. Cela rend plus facile l'utilisation d'une pompe de gavage électrique.

Les anneaux 100 sont sans coupure, et donc très étanches. Il y a peu de fuites. La forme des lèvres 114 qui comprend une composante axiale permet une grande latitude de rotulage du distributeur qui garantit également une bonne étanchéité du distributeur face aux oscillations du bloc cylindres. Les machines hydrauliques conformes à l'invention ont un meilleur rendement que les machines connues de l'état de la technique.

Les anneaux 100 touchent à la fois le fond de la rainure 600, 602 ou 604 qui les porte, et la paroi en regard 65. L'espace est rempli et il y a peu de fuite. De plus cette forme permet de centrer une partie du distributeur 62 par rapport à l'autre 66. Cette forme permet à la fois un glissement facile du distributeur et une suspension qui évite les chocs entre la partie interne par rapport à la partie externe.

La lèvre 130 s'applique davantage contre la surface en regard 65 quand la pression augmente, pour une bonne étanchéité.

Ce type d'étanchéité peut s'appliquer à une large gamme de moteurs à distributeur rotatif, au-delà des moteurs qui nécessitent une translation importante du distributeur 60.

Le montage à trois étanchéités représenté sur la figure 3 est étanche même si le sens des pressions s'inverse (c'est-à-dire même si par exemple la gorge 71 Haute Pression devient une ligne Basse Pression)

La fabrication des joints 100 est simple.

On va maintenant donner un exemple de réalisation du joint 100 illustré sur la figure 4

. largeur L1 de la base 110 : 0,8 +/- 0,1mm

. longueur L2 de l'ailette 130 : 6 +/- 0,12mm

. hauteur H2 de dépassement de l'ailette 130 par rapport à la base, qui correspond à la flèche de l'ailette 130 : 2 +/- 0,15mm.

On va maintenant donner un exemple de réalisation du joint 100 illustré sur les figures 6 et 8 :

. épaisseur el de l'ailette 130 : 0,8 +/-0,lmm

. flèche H2 de l'ailette 130 : 0,9 +/- 0,15mm.

. largeur axial L3 du joint : 6,6 +/-0,lmm.

On va maintenant donner un exemple de réalisation du joint 100 illustré sur la figure 7 :

. largeur L1 de la base 110 : 3 +/- 0,15mm

. hauteur H1 de la base 110 : 2,8 +/- 0,15mm

. longueur L2 de l'ailette 130 : 3 +/- 0,15mm

. épaisseur el de l'ailette 130 : 0,8 +/-0,05mm

. hauteur H2 de dépassement de l'ailette 130 par rapport à la base : 1 +/- 0,05mm. Comme indiqué précédemment, les deux éléments de distributeur 62, 66 sont de préférence indexés en rotation, c'est-à-dire liés en rotation. Dans certaines configurations cependant ils peuvent être susceptibles de rotation relative, par exemple pour des moteurs montés sur un arbre de roue fixe. D'une manière générale, la partie de distributeur 62 en contact avec le bloc cylindres 30 doit être indexé en rotation par rapport à la came 20 de la machine hydraulique.

On a représenté sur la figure 13 une variante de réalisation de machine comprenant trois joints annulaires continus en forme de U 100 placés respectivement dans les rainures 600, 602 et 604 sur les extrémités axiales et en partie médiane des éléments 62, 66 de distributeur et encadrant deux à deux les gorges d'alimentation 71, 73 de la machine.

Les joints 100 en U utilisés dans la variante de réalisation illustrée sur la figure 13 peuvent être conformes à l'ensemble des dispositions précédemment décrites, notamment en regard de la figure 6. Leur géométrie ne sera donc pas décrite dans le détail par la suite.

On rappelle cependant que ces joints en U comprennent une âme centrale 110 et deux ailettes 130 qui s'étendent dans des directions axialement opposées, à partir de l'âme 110.

La concavité des joints 100 représentés sur la figure 13 est dirigée vers le fond des rainures 600, 602 et 604.

Cette disposition présente l'avantage qu'il est ainsi formée une poche d'huile dans la partie concave des joints en U dirigée vers le fond des rainures 600, 602 et 604, qui limite la déformation des joints lors de la montée en pression de la machine et contribue à assurer une bonne étanchéité du système.

Les inventeurs ont constaté par des tests que cette disposition permet d'assurer une étanchéité satisfaisante.

Ils ont également constaté que lors de l'évolution de la pression dans la machine, chaque joint 100 est susceptible de se déplacer au moins légèrement au sein de sa rainure respective 600, 602 et 604, tout en maintenant l'étanchéité. L'âme centrale 110 reste en contact avec une surface axiale et périphérique en regard.

Cependant les extrémités des ailettes 130 peuvent reposer sur des surfaces radiales et/ou axiales selon le positionnement des joints et les pressions appliquées.

L'on voit sur la figure 14 un joint annulaire dont une ailette 130 repose sur une surface axiale et périphérique, en l'espèce le fond d'une rainure, du côté de la pression appliquée, tandis que la deuxième ailette 130 repose sur une surface radiale de la rainure.

Les dimensions axiales des joints 100, c'est-à-dire la dimension axiale séparant au repos les extrémités des deux ailettes 130, peuvent être complémentaires de la longueur axiale des rainures 600, 602 et 604 de sorte que les joints 100 sont montés sans jeu dans les rainures 600, 602 et 604, tout en s'adaptant aux surfaces en regard sous la pression appliqué pour garantir l'étanchéité, ou être au moins légèrement inférieures à la longueur axiale des rainures 600, 602 et 604 pour ménager un jeu entre les joints 100 et les rainures 600, 602 et 604.

On a représenté sur la figure 15 une autre variante de réalisation d'une machine conforme à la présente invention, comprenant également trois joints annulaires continus en forme de U 100 placés respectivement dans des rainures 600, 602 et 604 sur les extrémités axiales et en partie médiane des éléments 62, 66 de distributeur pour encadrer deux à deux les gorges d'alimentation 71, 73 de la machine, qui ne se distingue du mode de réalisation illustré sur la figure 13 que par l'orientation des joints en U. Dans le cas de la figure 15 les joints en U ont en effet leur convexité dirigée vers le fond des rainures. L'âme 110 des joints en U repose alors sur une surface des rainures 600, 602 et 604 tandis que les extrémités des ailettes 130 reposent sur une surface 65 de l'élément 66 en regard.

En synthèse le matériau constitutif des joints 100 et la géométrie des joints 100 comprenant une ailette 130, qui de préférence a une composante qui s'étend le long de l'axe du distributeur, de flexibilité contrôlée, permettent que les joints 100 assurent un support et un centrage élastique de l'élément radialement interne 62 de distributeur dans l'élément externe 66 de distributeur pour éviter un contact mécanique direct entre ces deux éléments tout en autorisant au moins un léger désaxage entre les deux éléments de distributeur pour garantir que le distributeur soit toujours en appui plan et glissant sur une surface en regard du bloc cylindres 30 perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine pour réaliser une étanchéité grâce à cet appui plan et glissant au niveau des orifices d'alimentation du bloc cylindres 30. L'ailette 130 opère ainsi en pliage par flexion et non pas par écrasement. Elle soutient élastiquement le distributeur.

Par ailleurs les fonctions assurées par le distributeur 60 sont les suivantes :

. le distributeur 60 doit être mobile en translation selon l'axe 0-0 de la machine, pour s'appuyer sur le bloc cylindres 30,

. le distributeur 60 doit assurer un appui plan sur le bloc cylindres 30 (pression d'appui, pour étanchéité des passages d'huile dans le bloc cylindres 30),

. le distributeur 60 doit être libre d'osciller pour rester en appui plan sur le bloc cylindres 30, lequel bloc cylindres 30 oscille en rotation grâce à une latitude de désaxage du distributeur dans son logement,

. le distributeur 60 doit être étanche sur les gorges 71 et 73 même pendant les oscillations,

Le désaxage étanche du distributeur 60 dans le carter 10 se fait par déformation en flexion de la partie en ailette 130 des joints 100 le long de la direction axiale, ladite ailette 130 prenant appui sur le distributeur 60. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la base 110 des joints possède une épaisseur supérieure à celle de l'ailette 130 et constitue un élément quasi indéformable qui peut former une butée garantissant qu'aucun contact mécanique direct ne risque de se produire entre les deux éléments 62 et 66 du distributeur 60.