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] Une problématique récurrente avec des telles machines hydrauliques à pistons radiaux et came multilobes concerne les vitesses de rotation admissibles pour de telles machines. En effet, les pompes et moteurs hydrauliques à pistons radiaux et cames multilobes connus présentent des vitesses d'utilisation maximales de l'ordre de 1000 tours par minute.

[0004] Une telle limitation en termes de vitesse de rotation est problématique en termes d'intégration dans certains systèmes, notamment pour coupler une pompe hydraulique à un moteur de type diesel ou électrique dont les vitesses de rotation sont très nettement plus élevées, et de telles machines hydrauliques sont donc habituellement limitées à des applications ayant un organe d'entrainement que l'on qualifie de lent tels que des éoliennes.

[0005]Ainsi, les machines hydrauliques à pistons radiaux sont communément employées pour un fonctionnement en moteur, tandis que les machines hydrauliques à pistons axiaux sont communément employées en tant que pompes. Les machines hydrauliques à pistons axiaux fonctionnent bien à des vitesses de rotation relativement élevées néanmoins avec le développement de l'utilisation des moteurs électriques qui peuvent tourner à des vitesses de rotation allant au-delà de 5000 tr/min ces types de pompe on des rendements qui ne sont pas aussi bons que dans les plages de vitesses de rotations des moteurs à combustion. En maintenant la vitesse de la pompe à came multilobes à piston radiaux inférieure à 1000 tours/min, on maintient un bon rendement en limitant les frottements visqueux et les pertes par barbotage liés à une vitesse élevée.

[0006JII est ainsi connu d'associer un réducteur à une pompe hydraulique. Le réducteur est alors usuellement associé selon la direction axiale, ce qui est pénalisant en termes d'encombrement axial.

[0007] Le présent exposé vise ainsi à répondre au moins partiellement à ces problématiques.

Exposé de l'invention

[0008] A cet effet, la présente invention propose un ensemble comprenant une pompe hydraulique et un réducteur épicycloïdal, dans lequel la pompe hydraulique est une pompe hydraulique à pistons radiaux et came multilobes, comprenant un carter définissant un volume interne dans lequel sont logés un arbre s’étendant selon une direction axiale, un bloc cylindres positionné autour de l’arbre et comprenant une pluralité de logements dans lesquels des pistons sont montés coulissant radialement par rapport à la direction axiale, et une came multilobes montée autour du bloc cylindres 130 et solidaire du carter, dans lequel l’arbre et le bloc cylindres définissent un premier ensemble, et le carter et la came définissent un second ensemble, le premier ensemble et le second ensemble étant montés mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre selon la direction axiale, le réducteur comprenant un planétaire extérieur, un planétaire intérieur, un porte satellite et un ou plusieurs satellites ; caractérisé en ce que le réducteur étant logé dans le volume interne du carter de la pompe hydraulique, le planétaire extérieur du réducteur est solidaire du carter de la pompe hydraulique, le planétaire intérieur est solidaire de l’arbre de la pompe hydraulique, et le porte satellite est solidaire du bloc cylindres de la pompe hydraulique, de manière à ce que le réducteur applique un rapport de réduction entre l’arbre et le bloc cylindres de la pompe hydraulique , de manière à ce que le bloc cylindres présente une vitesse de rotation strictement inférieure à une vitesse de rotation de l’arbre.

[0009] Selon un exemple, le planétaire extérieur est formé par une denture formée sur une surface interne du carter.

[0010] Selon un exemple, le planétaire intérieur est formé par une denture formé sur une surface externe de l’arbre.

[0011] Selon un exemple, le porte satellite est formé par une pluralité de tiges s’étendant du bloc cylindres selon la direction axiale.

[0012] Selon un autre exemple, le planétaire extérieur du réducteur est solidaire du bloc cylindres, le planétaire intérieur est solidaire de l’arbre, et le porte satellite est solidaire du carter.

[0013] Selon un exemple, l’ensemble comprend en outre un moteur primaire adapté pour entrainer en rotation la pompe hydraulique via le réducteur, dans lequel le réducteur est configuré de manière à ce qu’en fonctionnement, la vitesse de rotation de la pompe hydraulique soit inférieure ou égale à 1000 tours par minute.

[0014] Selon un exemple, le premier ensemble est mobile en rotation par rapport à un support, et le second ensemble est fixe par rapport audit support.

[0015] Selon un exemple, le second ensemble est mobile en rotation par rapport à un support, et le premier ensemble est fixe par rapport audit support.

[0016] Selon un exemple, la pompe hydraulique est une pompe multi cylindrées, comprenant des moyens de désactivation d’une partie des lobes de la came.

[0017] Selon un exemple, la pompe hydraulique est configurée telle que 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 dans lequel 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.

[0018] Selon un exemple, les lobes sont regroupés de manière à former des sous- groupes d’au moins un lobe définissant des sous-pompes hydrauliques, la pompe hydraulique comprenant un distributeur adapté pour sélectivement alimenter, notamment distinctement, tout ou partie desdits sous-groupes.

[0019] Selon un exemple, le distributeur définit un conduit de circulation de fluide pour chaque demi-lobe de la trajectoire de galet, lesdits conduits de circulation étant disjoints et définissant une pluralité de conduits d’admission et de refoulement disjoints, le débit circulant dans chacun desdits conduits étant constant pour une vitesse de rotation constante de la pompe hydraulique.

[0020] 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

[0021] 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.

[0022] [Fig. 1] La figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble selon un aspect de l'invention.

[0023] [Fig. 2] La figure 2 est une vue en coupe d'un autre exemple d'ensemble selon un aspect de l'invention.

[0024] [Fig. 3] La figure 3 est une vue en coupe d'un autre exemple d'ensemble selon un aspect de l'invention.

[0025] [Fig. 4] La figure 4 est une autre vue en coupe d'un exemple d'ensemble selon un aspect de l'invention. [0026] [Fig. 5] La figure 5 est une courbe schématisant la géométrie des lobes (un demi-lobe) de la came de la machine hydraulique selon un aspect de l'invention où l'ordonnée représente la course du piston et l'abscisse l'angle par rapport à un point de référence.

[0027] [Fig. 6] La figure 6 est une courbe schématisant la vitesse radiale d'un piston en fonction de sa position dans le bloc-cylindres selon un aspect de l'invention.

[0028] Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.

Description des modes de réalisation

[0029] La figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble selon un aspect de l'invention, comprenant une machine hydraulique 100 et un réducteur 200.

[0030] La machine hydraulique 100 est une pompe à pistons radiaux et came multilobes.

[0031] Elle comprend un carter 110 définissant un volume interne dans lequel sont positionnés un arbre 120 s'étendant selon une direction axiale Z-Z et un bloc cylindres 130. Le bloc cylindres 130 est monté tournant par rapport à l'arbre 120 via un palier 125, et comprend une pluralité de logements 132 dans lesquels des pistons 140 sont montés coulissant radialement par rapport à la direction axiale Z-Z. Contrairement aux machines hydrauliques conventionnelles, le bloc cylindres 130 est ici mobile en rotation par rapport à l'arbre 120 afin de permettre d'appliquer un rapport de réduction de la vitesse de rotation entre l'arbre 120 et le bloc cylindres 130 comme on va le décrire par la suite.

[0032] La machine hydraulique 100 comprend également une came 150 multilobes positionnée autour du bloc cylindres 130. La came 150 définit une pluralité de lobes adaptés pour coopérer avec les pistons 140 lors du fonctionnement de la machine hydraulique 100. Le bloc cylindres 130 est couplé à un distributeur 160 définissant des conduits d'alimentation et de refoulement de fluide liés aux différents logements 132 dans lesquels coulissent les pistons 140. Le distributeur 160 est par exemple relié à une pompe hydraulique via un circuit hydraulique, définissant ainsi des conduits formant une aspiration et un refoulement, qui débouchent sur la surface externe du deuxième ensemble de la machine hydraulique 100.

[0033]0n définit pour la machine hydraulique 100 un premier ensemble comprenant le bloc cylindres 130, et un second ensemble comprenant le carter 110 et la came 150. 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.

[0034] La machine hydraulique 100 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 100 étant bien connu.

[0035] Le système tel que proposé vient associer un réducteur 200 qui est intégré à la structure de la machine hydraulique 100.

[0036] Le réducteur 200 est un réducteur épicycloïdal, comprenant un planétaire extérieur 210, un planétaire intérieur 220, un porte satellite 230 et un ou plusieurs satellites 240. Le fonctionnement d’un réducteur épicycloïdal est bien connu et ne sera pas décrit en détail par la suite ; on comprend qu’il permet d’appliquer un rapport de réduction entre la vitesse de rotation du planétaire intérieur et la vitesse de rotation du porte satellite de manière à ce que le planétaire extérieur 210 présente une vitesse de rotation strictement supérieure à une vitesse de rotation du porte satellite 230.

[0037] Le planétaire extérieur 210 du réducteur 200 est solidaire du carter 110 de la pompe hydraulique 100. Le planétaire extérieur 210 peut ainsi être formé par un composant solidaire du carter 110, ou être formé par une denture formée sur une surface interne du carter 110.

[0038]Le planétaire intérieur 220 est solidaire de l’arbre 120 de la pompe hydraulique 100. Le planétaire intérieur 220 peut ainsi être formé par un composant solidaire de l’arbre 120, ou être formé par une denture formée sur une surface externe de l’arbre 120. [0039] Le porte satellite 230 est solidaire du bloc cylindres 130 de la pompe hydraulique 100. Le porte satellite 230 est par exemple formé par une pluralité de tiges s’étendant depuis le bloc cylindres 130, typiquement selon la direction axiale 7-7, de manière à former des supports et des axes de rotation pour les satellites 240.

[0040] Dans l’exemple illustré sur la figure 1 , on voit ainsi que les satellites 240 sont montés mobiles en rotation autour des portes satellites 230 qui sont formés par des tiges s’étendant depuis le bloc cylindres 130. Les satellites 240 coopèrent avec le planétaire extérieur 210 formé par une denture interne aménagée dans le carter 110, et avec le planétaire intérieur 220 formé par une denture externe aménagée sur l’arbre 120.

[0041] Le réducteur 200 tel que proposé vient ainsi appliquer un rapport de réduction entre la vitesse de rotation W2 de l’arbre 120 et la vitesse de rotation W3 du bloc cylindres 130, de manière à ce W3 soit strictement inférieure à W2.

[0042]Le réducteur 200 est ainsi logé dans le volume interne du carter 110 de la pompe hydraulique 100, ce qui permet de proposer un système associant une machine hydraulique 100 et un réducteur 200 avec un encombrement minimisé.

[0043] Le système tel que proposé trouve notamment une application particulière dans le cas où la machine hydraulique 100 présente un fonctionnement de pompe hydraulique dont l'arbre 120 est alors entraîné en rotation par un moteur primaire M.

[0044] En effet, comme mentionné en préambule, une problématique concerne l'entrainement de pompes hydrauliques à pistons radiaux au moyen d'un moteur ayant une vitesse de rotation élevée, dans la mesure où les pompes hydrauliques à pistons radiaux présentent des vitesses d'utilisation maximales de l'ordre de 1000 tours par minute entre le bloc cylindres et la came.

[0045] La présente invention répond ainsi à cette problématique et propose un système qui permet de réaliser un entrainement d'une pompe hydraulique à pistons radiaux au moyen d'un moteur ayant une vitesse de rotation élevée, par exemple un moteur de type thermique (essence ou diesel) ou électrique, tout en conservant un bon rendement et un encombrement minimisé du fait de l'intégration de la fonction de réducteur dans la structure interne de la machine hydraulique 100.

[0046] En effet, l'arbre 120 est alors entraîné en rotation par le moteur, et le réducteur 200 va alors appliquer un rapport de réduction de manière à ce que le bloc cylindres 130 soit entraîné à une vitesse de rotation W3 inférieure à la vitesse de rotation W2 de l'arbre 120, par exemple à une vitesse de rotation W3 inférieure ou égale à 1000 tours par minute, alors que la vitesse de rotation W2 de l'arbre 120 peut être de l'ordre de 2000 tours par minute dans le cas d'un entrainement par un moteur de type diesel, ou par exemple comprise entre 3000 et 7000 tours par minute pour un entrainement par un moteur électrique.

[0047] La figure 2 présente un autre exemple de réalisation d'un ensemble selon l'invention.

[0048] Dans ce mode de réalisation, le planétaire extérieur 210 du réducteur 200 est solidaire du bloc cylindres 130 de la pompe hydraulique 100. Le planétaire extérieur 210 peut ainsi être formé par une couronne s’étendant depuis le bloc cylindres 130 selon la direction axiale 7-7, et présentant une denture sur sa surface interne.

[0049]Le planétaire intérieur 220 est solidaire de l’arbre 120 de la pompe hydraulique 100. Le planétaire intérieur 220 peut ainsi être formé par un composant solidaire de l’arbre 120, ou être formé par une denture formée sur une surface externe de l’arbre 120.

[0050] Le porte satellite 230 est solidaire du carter 110 de la pompe hydraulique 100. Le porte satellite 230 est par exemple formé par une pluralité de tiges s’étendant depuis le carter 110, typiquement selon la direction axiale 7-7, de manière à former des supports et des axes de rotation pour les satellites 240.

[0051] En fonctionnement, le moteur primaire M entraîne en rotation l'arbre 120. Le planétaire intérieur 220 solidaire de l'arbre entraîne alors en rotation les satellites 240 autour du porte satellite 230 fixe. La rotation des satellites 240 entraîne en rotation le planétaire extérieur 210 et donc le bloc cylindres 130 de la pompe hydraulique 130. Le réducteur 200 applique donc également dans ce mode de réalisation un rapport de réduction entre la vitesse de rotation W2 de l’arbre 120 et la vitesse de rotation W3 du bloc cylindres 130.

[0052] Plus généralement, le réducteur 200 applique un rapport de réduction entre l'arbre 120 et le bloc cylindres 130 de sorte que la vitesse de rotation relative entre le bloc cylindres 130 et la came 150 demeure inférieure ou égale à 1000 tours par minute, bien que la vitesse de rotation de l'arbre 120 soit supérieure à 1000 tours par minute.

[0053] A titre d'exemple, on peut utiliser un moteur primaire M moteur électrique présentant les caractéristiques suivantes :

- vitesse de rotation maximale : 6500 tours par minute.

- couple maximum : 96 Nm.

- puissance : 18kW.

[0054] Le réducteur 200 peut alors présenter les caractéristiques suivantes :

- Nombre de dents du planétaire extérieur 210 : 67

- Nombre de dents du planétaire intérieur 220 : 11

- Nombre de dents du satellite 240 : 28

- Module : 2

- Rapport de réduction : R=7,l

- Nombre de pignons satellite 240 : 3

[0055] En associant un tel moteur primaire M électrique avec un tel réducteur 200, on peut par exemple obtenir une vitesse de rotation de la pompe hydraulique 100 de 917 tours par minute pour une vitesse de rotation du moteur électrique de 6500 tours par minute, et de 423 tours par minute pour une vitesse de rotation du moteur électrique de 3000 tours par minute.

[0056] La machine hydraulique 100 est par exemple une machine hydraulique avec une came à 4 lobes avec une cylindrée unique et comprenant 10 pistons.

[0057] L'invention permet ainsi également de réduire le niveau de bruit généré lors du fonctionnement de la machine hydraulique 100, en réduisant la vitesse de rotation de la machine hydraulique 100. En outre, dans les modes de réalisation décrits toutes les parties en rotation sont guidées par des roulements coaxiaux, cela participe aussi à la réduction du bruit.

[0058] L'invention permet également d'optimiser le rendement de la machine hydraulique lors de son fonctionnement en tant que pompe, en permettant son fonctionnement dans une plage de valeur optimale même dans le cas d'un entrainement par un moteur ayant une vitesse de rotation plus élevée.

[0059] De manière optionnelle, la machine hydraulique peut être configurée de manière à ce que lors d'un fonctionnement en pompe, le débit délivré soit réduit. La machine hydraulique possède alors typiquement plusieurs cylindrées fixes commutables. Pour ce faire la machine hydraulique est constituée de plusieurs sous-pompes. Si l'on fait la multi-cylindrée par les lobes de came bien connue de l'homme du métier ; on peut par exemple désactiver à l'intérieur de la pompe un jeu de lobes de la came, ce qui aura pour effet de désactiver la sous-pompe correspondant à ce jeu de lobes par un by-pass ou contournement de ses conduits d'alimentation et de refoulement. La pompe voit ainsi pour une même vitesse d'arbre d'entrée son débit diminuer à ses bornes définies par le conduit d'admission et de refoulement.

[0060] De manière optionnelle, la pompe hydraulique peut être configurée de manière à ce que le débit prélevé par chaque sous pompe (jeu de lobes) soit constant, ou optionnellement de manière à ce que le débit délivré par chaque demi-lobe de la came 150 soit constant.

[0061 ] On décrit ci-après en référence aux figures 3 à 6 un exemple de réalisation particulier d'un ensemble selon l'invention dans lequel la pompe hydraulique présente une telle caractéristique.

Un tel mode de réalisation permet de subdiviser la pompe en plusieurs sous-pompes délivrant chacune un débit constant pour une vitesse d'entrainement constante, ce qui est avantageux en termes de compacité dans la mesure où une unique pompe hydraulique peut alors être employée pour alimenter différents organes hydrauliques au lieu de requérir une pompe hydraulique par circuit. Les cylindrées des sous-pompes peuvent être égales ou différentes. Les cylindrées de deux sous pompes sont séparées hydrauliquement. Chaque débit est indépendant et isolé de l'autre débit. Le distributeur permet de séparer les débits. La machine 100 contient autant d'entrées sorties que nécessaire. Par exemple pour une pompe à deux cylindrées, la machine 100 peut comporter 1 orifice d'aspiration et deux orifices de refoulement, ou bien deux orifices d'aspiration et deux orifices de refoulement.

[0062] Dans l'exemple illustré notamment sur les figures 3 et 4, le bloc cylindres 130 présente deux rangées de pistons 140 selon la direction axiale, les pistons 140 des deux rangées étant typiquement agencés en quinconce et répartis de manière équilibré tout autour du bloc cylindre (la distance angulaire entre deux pistons étant toujours la même). Ainsi deux pistons 140 adjacents sont séparés d'un angle valant 360°/NP, NP désignant le nombre de pistons.

[0063] Chaque piston 140 est au contact de la came 150 par l’intermédiaire d’un galet. On définit ainsi la construction du profil de la came 150 en tenant compte du rayon du galet. Le profil de came 150 est un profil parallèle au profil généré par la trajectoire des centres des galets et espacés de ce profil par la distance d’un rayon de galet.

[0064]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.

[0065] 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.

[0066] 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.

[0067] On décrit à présent un exemple de structure de came 150 d'une telle pompe hydraulique. [0068] La came 150 présente une pluralité de lobes définissant une pluralité de creux et de sommets, les pistons 140 étant adaptés pour venir au contact des lobes lors du fonctionnement de la machine hydraulique de manière à générer un mouvement de va et vient dans les logements 132 du bloc cylindres 130. On désigne les creux du profil de came comme étant les portions des lobes de la came 150 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 150 les plus proches de l'axe de rotation Z-Z. Plus généralement, les lobes de la came 150 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.

[0069] 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.

[0070] On représente de manière schématique sur la figure 5 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 150, et en trait plein une courbe Ce le profil parallèle à cette trajectoire qui est le profil de la came que suit le galet. 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 150 désigné comme référence.

[0071]On représente schématiquement sur cette figure un piston 140 venant au contact de la came. On désigne par C le creux entre deux lobes et par S le sommet d'un lobe, les creux et les sommets correspondant à des inversions de courbure de la surface du lobe considéré. Un lobe de la came 150 est défini comme étant la portion de la came 150 entre deux creux ou deux sommets successifs. Un demi-lobe de la came 150 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.

[0072] 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 10, à une à une vitesse radiale nulle.

[0073] Le sommet S 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 140 au contact de la came est rétracté dans son logement 132. 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 140 au contact de la came est sorti au maximum de son logement 132. La course maximale des pistons 140 pour un lobe considéré est ainsi définie par la dimension radiale entre le sommet et le creux.

[0074] 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).

[0075] 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.

[0076] Les vitesses mentionnées dans le présent exposé sont considérées en valeur absolue, donc sans tenir compte du sens de déplacement du piston considéré.

[0077] 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.

[0078] 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 140 par rapport au bloc- cylindres 130 au contact de la came 150 augmente en considérant une vitesse de rotation constante pour la machine hydraulique 1. [0079] 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 140 par rapport au bloc- cylindres au contact de la came 150 est constante en considérant une vitesse de rotation constante pour la machine hydraulique.

[0080] 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 140 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.

[0081]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.

[0082] 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.

[0083] 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.

[0084] 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.

[0085] 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.

[0086] Le bloc cylindres 130 est typiquement dimensionné de manière à ce qu'en fonctionnement, chaque demi-lobe de la trajectoire de galet comprenne:

- soit un unique piston, au contact de sa portion P2,

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

[0087] Ainsi, lorsque la machine hydraulique 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.

[0088] Lorsque la machine hydraulique 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.

[0089] 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.

[0090]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.

[0091] La figure 6 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 150. 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.

[0092] Les différents lobes de la machine hydraulique sont typiquement formés de manière à présenter une géométrie telle que décrite précédemment. Ainsi, chacun des lobes de la came 150 délivre un débit constant ou sensiblement constant dans le cas où la machine hydraulique présente un fonctionnement de pompe, ou consomme un débit constant ou sensiblement constant dans le cas où la machine hydraulique présente un fonctionnement de moteur. Une telle machine hydraulique pour laquelle chacun des lobes de la came 150, et donc chacun des lobes de la trajectoire de galet, délivre un débit constant est qualifiée de machine hydraulique homogène.

[0093] Un distributeur présente typiquement un couvercle de distribution définissant un conduit pour l'alimentation et un conduit pour le refoulement du fluide circulant dans la machine hydraulique. Ces deux conduits débouchent chacun sur des gorges du distributeur qui distribuent le fluide notamment via un plan d'interface entre le distributeur et le bloc-cylindres 130. Le couvercle de distribution, le distributeur et la came 150 étant fixes les uns par rapport aux autres, les conduits du distributeur sont répartis de manière à pouvoir distribuer le fluide aux pistons 140 du bloc cylindre 130 au contact d'un demi-lobe de la came 150.

[0094] Dans une telle machine hydraulique chaque conduit 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.

[0095]Comme le débit de fluide circulant dans chacun des conduits est constant, les conduits d'alimentation voient eux aussi passer un débit constant.

[0096] Une telle machine 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. [0097]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 que 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.

[0098]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.

[0099] La machine hydraulique 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 150, et donc de la trajectoire de galet.

[0100] Plus précisément, les différents lobes de la came 150 (et donc de la trajectoire de galet) peuvent être subdivisés en sous-groupes, chaque sous- groupe étant relié à un conduit d'alimentation et de refoulement distinct.

[0101]Chaque sous-groupe peut alors par exemple correspondre à un ou plusieurs lobes de la came 150 (et donc de la trajectoire de galet). Selon un exemple, la machine hydraulique est subdivisée en autant de sous-machines hydrauliques que sa came 150 présente de lobes, chaque lobe de la came 150 définissant alors une sous-machine hydraulique.

[0102] 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. 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.

[0103] Dans le cas où une telle machine hydraulique 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.

[0104] 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, ce qui permet notamment de diminuer les pertes de charge.

[0105] En référence aux figures 3 et 4, la machine hydraulique telle que présentée comprend une came 150 présentant un nombre NC de lobes égal à 4 lobes, et un bloc cylindres 130 présentant un nombre NP de pistons égal à 12 pistons réparties sur 2 rangées. On note ici que la figure 4 présente dans le premier plan une rangée de pistons, c'est-à-dire 6 pistons, la deuxième rangée s'aperçoit sur la aussi sur figure 4 mais correspond à des pistons dans un plan parallèle au plan de coupe de la figure 4 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).

[0106] Dans une telle configuration, la relation 2 * NC < NP < 4 * NC est vérifiée.

[0107] 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°.

[0108] 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 140 est entendu comme étant l'écart angulaire entre les axes radiaux passant par le centre de chaque piston 140.

[0109] 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 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.

[0110] Pour une telle configuration, on a Adl= 45° et 360/NP=30°. Si on choisit P0=P4=l°, on obtient AP1=AP3=13°

[0111] 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 à

AP2= 2x(360/NP) - (ADL-AP0-AP4).

[0112] Pour une telle configuration, on a Adl= 45° et 360/NP=30°. Si on choisit P0=P4=l°, on obtient AP2=17°

[0113]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.

[0114] Pour une telle machine hydraulique, on définit ainsi typiquement 8 conduits de distribution dans le distributeur 160, les conduits étant identifiés par les références Cl à C8, chaque conduit de distribution définissant soit une admission soit un refoulement de fluide pour un lobe donné de la came 150. 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.

[0115]On peut par exemple la subdiviser en 4 sous machines hydrauliques, chaque sous machine hydraulique correspondant à un lobe de la came 150.

[0116]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 la subdiviser en 2 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.

[0117] Dans la mesure où chaque lobe de la came 150 (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 150 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 150. Ainsi on peut avoir par exemple des sous-machines de cylindrées différentes dues à la différence de creux des lobes. Les lobes peuvent également s'étendre sur des secteurs angulaires distincts. Ainsi, le secteur angulaire Adl n'est pas nécessairement constant pour tous les lobes de la came 150.

[0118]Selon un exemple, lorsque la machine hydraulique 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.

[0119] A titre d’exemple alternatif, la machine hydraulique présente un distributeur à plots, définissant un conduit de circulation de fluide pour chaque demi-lobe de la came 150, lesdits conduits de circulation définissant une pluralité de conduits d’admission et de refoulement disjoints.

[0120] La figure 3 représente un tel exemple de machine hydraulique comprenant un distributeur à plots ou glace à plots.

[0121] Dans ce mode de réalisation, le distributeur 160 relie les logements 132 du bloc cylindres 130 à un orifice (ici désignés par 166 ou 167) 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.

[0122] Une contre glace 170 est interposée entre le bloc cylindres 130 et le distributeur 160, cette contre glace 170 étant maintenue au contact du bloc cylindres 130 via des moyens de rappel 172 tels que des ressorts afin d’assurer l’étanchéité à l’interface.

[0123] 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.

[0124]Selon un mode de réalisation, le distributeur 160 est muni de valves, typiquement des électrovalves, adaptées pour moduler le débit passant par les différents conduits du distributeur 160, et donc le débit déplacé par les pistons 140. 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.

[0125] L'application d'une telle machine hydraulique présentant un réducteur intégré tel que présenté en référence aux figures 1 et 2 est notamment avantageux en termes de compacité. En effet, on peut ainsi entrainer avec un moteur par exemple électrique, une unique pompe qui présente un fonctionnement équivalent à une pluralité de pompes hydrauliques afin d'alimenter une pluralité d'organes hydrauliques tels que des moteurs hydrauliques.

[0126] 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.

[0127] Il 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.