WO2017108995A1 - Machine hydraulique à pistons radiaux comprenant un ressort d'activation d'embrayage - Google Patents

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WO2017108995A1
WO2017108995A1 PCT/EP2016/082246 EP2016082246W WO2017108995A1 WO 2017108995 A1 WO2017108995 A1 WO 2017108995A1 EP 2016082246 W EP2016082246 W EP 2016082246W WO 2017108995 A1 WO2017108995 A1 WO 2017108995A1
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WO
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cylinder block
distributor
hydraulic machine
spring
force
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PCT/EP2016/082246
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Ante Bozic
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Poclain Hydraulics Industrie
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    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control
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    • F04B1/107Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders

Definitions

  • Hydraulic radial piston machine comprising a clutch activation spring
  • the invention relates to the field of hydraulic disengageable machines.
  • the invention relates to hydraulic machines with radial pistons.
  • WO2014048842 discloses a hydraulic machine 100 as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • this hydraulic machine 100 comprises a housing 110, a distributor cover 112, a cylinder block 120, a shaft 130, a distributor 140, a clutch 150, a lobed cam 114.
  • the cylinder block 120 comprises a plurality of pistons 122 housed in cylinders 124 oriented radially.
  • the pistons 122 can move in translation in the cylinder 124, under the effect of the rolling of a roller 126 at the end of the piston, which rolls on the lobed cam 114.
  • This hydraulic machine 100 does not disengage by returning the roller 126 to Inside the cylinder 124.
  • each cylinder 124 comprises a support spring 128 which continuously pushes the piston 122.
  • first architecture shown in the figures
  • second architecture in which the lobed cam 114 is integral with the shaft 130, the cylinder block 120 driving the housing 110 in rotation.
  • the first architecture will be described here.
  • the cylinder block 120 is thus rotatable relative to the casing 110.
  • Bearings 115, 116 are arranged on either side of the machine, to allow the rotation of the shaft 130 and possibly resume efforts (according architectures).
  • bearings 115 may be tapered roller and bearings 116 ball bearing.
  • the distributor 140 comprises two ducts 142, 144, configured to supply and discharge oil cylinder block 120.
  • the oil inside these ducts 142, 144 can be under high pressure (about 400 bar) when it is the supply pressure, under low pressure (about 100 bar) when it comes to the discharge pressure, under boost pressure (about 20 bar) when it comes to stuffing the machine 100 in the moments preceding its setting into operation.
  • these conduits 142, 144 each comprise a portion disposed between a distributor 140 and the distribution cover 112 (which is part or may be considered as the housing 110), acting as a thrust chamber.
  • These portions comprise an effective section S142, S144 which makes it possible to generate a longitudinal force when a pressure is applied.
  • the dispenser 140 further includes seals 146 at the interface with the dispenser cover 112.
  • the distributor 140 generally has a stepped shape approaching the cylinder block 120. This stepped shape facilitates the implementation of the thrust chambers mentioned above.
  • a rod 148 allows the indexing in rotation of the dispenser 140 relative to the dispenser cover 112.
  • Clutch 150 secures or secures shaft 130 with cylinder block 120 and thus to change between a drive configuration or freewheel.
  • the shaft 130 which extends in a longitudinal direction X, comprises a radial extension 132 so as to come longitudinally opposite the cylinder block 120.
  • the clutch 150 comprises a plurality of disks 152 integral with the radial end 132 and a plurality of disks 154 integral with the cylinder block 120. These disks 152, 154 are arranged alternately and can, when they are pressed to each other, transmit a torque.
  • the cylinder block 110 is movable longitudinally in translation, which makes it possible to tighten the clutch 150.
  • the translation is caused by the distributor 140, which itself is movable longitudinally in translation under the effect of the pressure in the conduits 142, 144.
  • the thrust chambers of the conduits 142, 144 are designed so that the pressure generates a force exerted in the longitudinal direction X.
  • This is typically the boost pressure which is used to cause the clutch of the machine 100.
  • the conduits 142, 144 are set to empty, that is to say connected to an oil reservoir whose pressure is low.
  • a disengagement spring 160 disposed between the cylinder block 120, and the casing 110 (or any element integral with the casing). This spring 160 tends to move the cylinder block 110 away from the radial extension 132 to disengage the machine 100. In FIG. 1, it is a return spring, which moves the cylinder block away from the radial extension. 132 of the shaft 130.
  • the boost pressure must be greater to generate sufficient translational force.
  • solutions envisaged consisted in using solutions related to the pressure of gavage.
  • a first solution is to increase the section of conduits 142, 144 generating the effort.
  • a second solution presented in the document FR3019594, consists in adding an additional section between a distributor 140 and the cover 112, able to receive oil under pressure. In this way, an extra effort is generated. But these solutions complicate the architecture of the machine 100 and increase its manufacturing cost.
  • the invention presents a hydraulic machine with radial pistons, comprising:
  • a housing defining a first assembly
  • a multilobe cam rotatably connected to one of said first or second sets
  • a cylinder block mounted free to rotate with respect to one of said first and second assemblies, said cylinder block comprising means for engaging in rotation with respect to the other of said first or second assemblies,
  • the hydraulic machine comprising biasing means tending to move the cylinder block to disengage the engaging means, so as to disengage the cylinder block in rotation with the other of said first or second sets,
  • the dispenser being configured for, upon application of pressure, engaging the engaging means, so as to engage the cylinder block in rotation with the other of said first or second sets, the hydraulic machine further comprising an activation spring exerting a holding force in contact between the distributor and the cylinder block.
  • the activation spring exerts on the distributor a force in the direction of the cylinder block.
  • the invention may include the following features, taken alone or in combination:
  • the commitment of the engagement means is done by translation in a longitudinal direction, the activation spring exerting a force in this direction,
  • the activation spring is supported on the distributor and on the distributor cover,
  • activation spring activation spring, distributor, cylinder block, engagement means
  • the distributor and the cylinder block are movable in translation in the longitudinal direction, and the commitment of the engagement means is effected under the effect of the translation of the cylinder block, itself driven in translation by the distributor,
  • the distributor comprises seals arranged at the interface with the distributor cover, and in which the force generated by the activation spring is equivalent to the friction force of the seals,
  • the machine further comprises a ring mounted abutting against the distributor and free to rotate relative to said distributor and wherein the spring transmits a force between the cylinder block and the distributor, via the abutting ring,
  • the spring is a spring in traction
  • the machine further comprises a rod comprising a body and a head, and wherein the body is housed in the ring and the head is housed in the cylinder block, and wherein the spring is a compression spring housed around the body and resting on an inner surface of the cylinder block and on the head of the rod,
  • the machine further comprises a plurality of cylinders in which pistons guided in a radial sliding manner in the respective cylinders of the cylinder block and resting on the lobes of the cam, said machine comprising bearing springs arranged in said cylinders of in order to keep the pistons resting against the cam,
  • the dispenser comprises a thrust chamber adapted, when applying a pressure in the distributor, to drive said distributor in displacement towards the cylinder block, so as to engage the engagement means,
  • said cam is rotatably connected to the shaft, the engagement means being adapted to rotate the cylinder block to the casing,
  • the shaft comprises a radial extension disposed opposite the cylinder block, the engagement means being arranged longitudinally between the radial extension and the cylinder block,
  • said cam is connected in rotation to the casing, the engagement means being adapted to rotate the cylinder block to the shaft.
  • FIG. 1 represents a hydraulic machine according to the prior art
  • FIG. 2 represents a view of the cylinder block, the lobed cam and the pistons
  • FIG. 3 represents an embodiment of the invention, in which the cylinder block drives the shaft in rotation
  • FIG. 4 schematizes the forces involved in the engagement and disengagement of the hydraulic machine in a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 schematizes the forces involved in the engagement and disengagement of the hydraulic machine in a second embodiment of the invention.
  • a hydraulic machine 100 has already been described in the introduction. This machine has an architecture in which the cylinder block 120 rotates the shaft 130.
  • rotational engagement means 150 for the clutch which may take other forms than a plurality of alternating disks, and return means 160 for the return spring.
  • the engagement and disengagement of the rotational engagement means 150 involves a plurality of forces, acting either in favor, to the detriment of engagement or disengagement.
  • FIG. 4 illustrates some of the forces involved.
  • Pressurizing the thrust chamber defined by the conduits 142, 144 generates a force Fpg, which is a function of the effective surfaces S142 and S144 for generating a force via the pressure. This force also depends on the pressure in the conduits 142, 144.
  • the force Fpg tends to engage the engagement means 150.
  • the seals 146 between the distributor 140 and the distributor cover 140 generate a longitudinal resistance force Ffp, in the opposite direction to the displacement of the distributor 140.
  • the friction between the rollers 126 and the multilobe cam 114 generates a strong longitudinal force in the opposite direction to the displacement of the cylinder block 120 relative to the cam 114.
  • the return means 160 generate a negative longitudinal force Frr, which tends to disengage the engagement means 150.
  • the interface between the cylinder block 120 and the distributor 140 generates a negative force Fpd, which tends to move the distributor 120 away from the cylinder block 140.
  • Fpd negative force
  • the force Fdp therefore opposes the force Fpg, which is also related to pressurizing the dispenser 140.
  • An activation spring 200 is added in the hydraulic machine 100, said spring 200 tending to keep the distributor 140 and the cylinder block 120 in contact.
  • the activation spring 200 exerts a holding force in contact between the distributor 140 and the cylinder block 120.
  • This spring 200 thus adds a Frb force exerted at all times, that is to say including during the engagement and release means
  • the force Frb which is exerted on the distributor 140 in the direction of the cylinder block 120 (or conversely, since it is a force between two objects) makes it possible to facilitate the engagement of the means. 150, in particular by making it possible to reduce the force that the supply pressure must provide to firstly press the distributor 140 to the cylinder block 120 (to ensure a seal despite the pressure) and secondly to move the distributor 140 which in turn moves the cylinder block 120.
  • the spring 200 is a compression spring which pushes the distributor 140 to the cylinder block 120. This, it is supported on the distributor cover 112 and exerts its force on the distributor 140, by direct contact.
  • the activation spring 200 can be supported on the shaft 130 or on the bearings 116.
  • the activation spring 200 can be housed in one (or) bore (s) longitudinal provided in the distributor 140 (not shown in the figures).
  • the spring 200 pushes the distributor at the minimum stage, that is to say the stage having a maximum longitudinal length.
  • This configuration makes it possible to arrange the spring 200 as close as possible to the shaft 130, that is to say radially the furthest in the center of the hydraulic machine 100.
  • the spring 200 is housed in a cavity C, defined by the distributor 140, the distributor cover 112 and the shaft 130.
  • the cavity may be closed longitudinally by the bearing 116 which allows the rolling between the shaft 130 and the cover 112.
  • the activation spring 200 rests on the bearings 116, themselves taking up the force on the distributor cover 112.
  • the cavity C is filled with oil at the crankcase pressure or at the reservoir pressure.
  • the cavity C is filled with oil, the pressure of which varies as a function of the pressure in the distributor. It can be linked to the boost pressure and serve as additional thrust chamber, that is to say that the oil pressure in said cavity C generates on a surface of the distributor 140 a force directed towards the cylinder block 120 .
  • the feeding pressure in the distributor 140 causes the longitudinal translation of the distributor 140, which is in contact with the cylinder block 120, causing the translation of the latter which itself the engagement means 150 are tightened, thereby rotating the cylinder block 120 and the shaft 130 in rotation.
  • a plurality of springs 200 may be provided all around the shaft 130.
  • the spring 200 is a washer surrounding the shaft 130, having a rigidity such that it provides a spring effect.
  • the force generated by the spring 200 must nevertheless allow the disengagement of the engagement means 150 under the effect of the return means 160 when the distributor no longer receives pressure. Indeed, in this embodiment, the spring 200 transmits its force on all the parts in contact.
  • the spring 200 is configured to generate a force of intensity equivalent or substantially equivalent to the force Ffp of the seals. In this way, the spring 200 compensates for this force Ffp resistant.
  • the resistance force Ffp depends on the type of seal used, which must remain sealed even during a translation.
  • the spring 200 is a spring which pulls the distributor 140 towards the cylinder block 120 (or vice versa).
  • a rod 210 having a body 212 and a head 214 may be used, with a ring 216 abutting longitudinally against the distributor 120, in the direction of the cylinder block 120 (that is to say that the stop is located between the ring 216 and the cylinder block 120), and mobile in rotation relative to the distributor 140.
  • the ring 216 is positioned radially around the distributor 112.
  • the body 212 is housed in the ring 216 and the head 214 is housed in cylinder block 120, the spring 200 meanwhile is positioned around the body 212 and bears on the head 214 on the one hand, and on an inner surface of the cylinder block 120 on the other. In this way, a spring 200 in compression makes it possible to pull between two pieces.
  • the ring 216 is thus connected in rotation with the cylinder block 120, but linked in translation (at least in the direction of the engagement means 150) with the distributor 140, which allows a minimum clearance of the dispenser relative to the cylinder block, in particular of the order of 0.1 mm.
  • the spring 200 is a tension spring fixed in two opposite orifices disposed respectively in the ring 216 and the cylinder block 210.
  • a plurality of springs 200 may be provided, distributed at regular intervals in the ring 216 and the cylinder block 120.
  • This embodiment consists of a coupling between the cylinder block 120 and the distributor 140. Because of this coupling, a separation between the two parts is no longer possible under normal conditions of use. Therefore, the additional effort to produce to bring the cylinder block 120 and the distributor 140 is lower, which allows to promote the engagement of the engagement means 150.
  • the spring force has no need impact on the displacement of the cylinder block.
  • the return means 160 must be adapted to separate the cylinder block assembly 120 - distributor 140 which are in contact but since they must not oppose the spring 200 as defined in the embodiment in FIG. 3, it is possible to reduce the dimensioning of the return means 160 and consequently also to reduce the force-feeding pressure for the engagement.
  • the cylinder block 120 is engaged in rotation with the casing 110 by the engagement means.
  • the lobed cam 114 is integral with the shaft 130.

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Abstract

L'invention concerne une machine hydraulique (100) à pistons radiaux (122), comprenant: - un carter (110), - un arbre (130), - une came (114) multilobe, - un distributeur (140) et un couvercle de distributeur (112), - un bloc-cylindres (120), ledit bloc cylindres (120) comprenant des moyens d'engagement en rotation (150), la machine hydraulique (100) comprenant des moyens de rappel (160) tendant à déplacer le bloc-cylindres (120) pour désengager les moyens d'engagement (150), de sorte à désengager le bloc cylindres (120) en rotation, le distributeur (140) étant configuré pour, lors de l'application d'une pression, engager les moyens d'engagement (150), la machine hydraulique (100) étant caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un ressort d'activation (200) exerçant une force de maintien en contact entre le distributeur (140) et le bloc-cylindres (120).

Description

Machine hydraulique à pistons radiaux comprenant un ressort d'activation d'embrayage
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
L'invention concerne le domaine des machines hydrauligues débrayables.
En particulier, l'invention concerne les machines hydrauligues à pistons radiaux.
ETAT DE L'ART
Pour différents types d'application, il est connu d'utiliser des machines hydrauligues pour générer un couple au niveau des roues d'un véhicule. Cette assistance hydrauligue n'est toutefois pas toujours désirée et il peut être souhaitable de mettre la roue en « roue libre ». A cette fin, il existe des machines hydrauligues débrayables.
Le document WO2014048842 présente une machine hydrauligue 100 tel gu'illustrée en figures 1 et 2.
Classiguement, cette machine hydrauligue 100 comprend un carter 110, un couvercle de distributeur 112, un bloc cylindre 120, un arbre 130, un distributeur 140, un embrayage 150, une came lobée 114.
Le bloc cylindre 120 comprend une pluralité de pistons 122 logés dans des cylindres 124 orientés radialement. Les pistons 122 peuvent se déplacer en translation dans le cylindre 124, sous l'effet du roulement d'un galet 126 en extrémité du piston, gui roule sur la came lobée 114. Cette machine hydrauligue 100 ne débraye pas en rentrant le galet 126 à l'intérieur du cylindre 124. Inversement, on cherche à garder le contact permanent. Pour cela, chague cylindre 124 comprend un ressort d'appui 128 gui pousse en permanence le piston 122.
On distingue une première architecture (représentée sur les figures), dans laquelle le came lobée 114 est solidaire du carter 110 et du couvercle de distributeur 112, le bloc-cylindre 120 entraînant l'arbre 130 en rotation, d'une deuxième architecture (non représentée) dans laquelle la came lobée 114 est solidaire de l'arbre 130, le bloc-cylindre 120 entraînant le carter 110 en rotation.
La première architecture sera décrite ici.
Le bloc-cylindre 120 est donc mobile en rotation relativement au carter 110.
Des paliers 115, 116 sont disposés de part et d'autre de la machine, afin de permettre la rotation de l'arbre 130 et éventuellement de reprendre les efforts (selon les architectures). Par exemple, les paliers 115 peuvent être à rouleaux coniques et les paliers 116 à roulement à billes. Le distributeur 140 comprend deux conduits 142, 144, configurés pour alimenter et refouler en huile le bloc-cylindre 120. L'huile à l'intérieur de ces conduits 142, 144 peut être sous haute pression (environ 400 bars) lorsqu'il s'agit de la pression d'alimentation, sous basse pression (environ 100 bars) lorsqu'il s'agit de la pression de refoulement, sous pression de gavage (environ 20 bars) lorsqu'il s'agit de gaver la machine 100 dans les instants précédents sa mise en fonctionnement.
Plus précisément, ces conduits 142, 144 comprennent chacun une portion disposée entre un distributeur 140 et le couvercle de distribution 112 (qui fait partie ou peut être considéré comme le carter 110), faisant office de chambre de poussée. Ces portions comprennent une section S142, S144 efficace qui permet de générer un effort longitudinal lorsqu'une pression est appliquée.
Le distributeur 140 comprend en outre des joints d'étanchéité 146 à l'interface avec le couvercle de distributeur 112.
Le distributeur 140 présente généralement une forme étagée en rapprochement du bloc-cylindre 120. Cette forme étagée facilite la mise en œuvre des chambres de poussées mentionnées précédemment. Une tige 148 permet l'indexation en rotation du distributeur 140 par rapport au couvercle de distributeur 112. L'embrayage 150 permet de solidariser ou de solidariser l'arbre 130 avec le bloc-cylindre 120 et donc de changer entre une configuration d'entraînement ou de roue-libre.
A cette fin, l'arbre 130, qui s'étend selon une direction longitudinale X, comprend une extension radiale 132 afin de venir longitudinalement en vis-à-vis du bloc-cylindre 120. L'embrayage 150 comprend une pluralité de disques 152 solidaires de l'extrémité radiale 132 et une pluralité de disques 154 solidaires du bloc-cylindres 120. Ces disques 152, 154 sont disposés en alternance et peuvent, lorsqu'ils sont plaqués les uns aux autres, transmettre un couple. Pour cela, le bloc-cylindre 110 est mobile longitudinalement en translation, ce qui permet de venir serrer l'embrayage 150.
La translation est provoquée par le distributeur 140, qui lui-même est mobile longitudinalement en translation sous l'effet de la pression dans les conduits 142, 144. En effet, les chambres de poussées des conduits 142, 144 sont conçues pour que la pression génère une force s'exerçant dans la direction longitudinale X. Il s'agit typiquement de la pression de gavage qui est utilisée pour provoquer l'embrayage de la machine 100. Lorsque l'on souhaite débrayer, les conduits 142, 144 sont mis à vide, c'est-à-dire reliés à un réservoir d'huile dont la pression est faible. Néanmoins, pour s'assurer que l'embrayage 150 soit écarté, il est connu d'utiliser un ressort de désengagement 160 disposé entre le bloc- cylindre 120, et le carter 110 (ou tout élément solidaire du carter). Ce ressort 160 tend à éloigner le bloc-cylindre 110 de l'extension radiale 132 pour débrayer la machine 100. Sur la figure 1, il s'agit d'un ressort de rappel, qui éloigne le bloc-cylindre de l'extension radiale 132 de l'arbre 130.
L'inconvénient d'un tel ressort de désengagement 160 est qu'il nécessite d'exercer une force longitudinale plus importante pour engager le bloc- cylindre 120.
Par conséquent, la pression de gavage doit être plus importante pour générer un effort de translation suffisant. Plusieurs solutions envisagées ont consisté à utiliser des solutions liées à la pression de gavage. Une première solution consiste à augmenter la section des conduits 142, 144 générant l'effort. Une deuxième solution, présentée dans le document FR3019594, consiste à ajouter une section additionnelle entre un distributeur 140 et le couvercle 112, apte à recevoir de l'huile sous pression. De la sorte, un effort supplémentaire est généré. Mais ces solutions compliquent l'architecture de la machine 100 et augmentent son coût de fabrication.
PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention présente une machine hydraulique à pistons radiaux, comprenant :
- un carter définissant un premier ensemble,
- un arbre définissant un second ensemble, lesdits premier et second ensembles étant libres en rotation l'un par rapport à l'autre,
- une came multilobe liée en rotation à l'un desdits premier ou second ensembles,
- un distributeur et un couvercle de distributeur,
- un bloc-cylindres monté libre en rotation par rapport à l'un desdits premier et second ensembles, ledit bloc-cylindres comprenant des moyens d'engagement en rotation par rapport à l'autre desdits premier ou second ensembles,
la machine hydraulique comprenant des moyens de rappel tendant à déplacer le bloc-cylindres pour désengager les moyens d'engagement, de sorte à désengager le bloc cylindres en rotation avec l'autre desdits premier ou second ensembles,
le distributeur étant configuré pour, lors de l'application d'une pression, engager les moyens d'engagement, de sorte à engager le bloc-cylindres en rotation avec l'autre desdits premier ou second ensembles, la machine hydraulique comprenant en outre un ressort d'activation exerçant une force de maintien en contact entre le distributeur et le bloc-cylindres. En d'autres termes, le ressort d'activation exerce sur le distributeur une force en direction du bloc-cylindres.
Grâce à ce ressort d'activation, la force nécessaire à apporter par la pression de gavage est plus faible, ce qui permet de diminuer la pression de gavage.
L'invention peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- l'engagement des moyens d'engagement se fait par translation selon une direction longitudinale, le ressort d'activation exerçant une force selon cette direction,
- le ressort d'activation prend appui sur le distributeur et sur le couvercle de distributeur,
- les éléments suivants sont arrangés longitudinalement dans cet ordre : ressort d'activation, distributeur, bloc-cylindre, moyens d'engagement,
- le distributeur et le bloc cylindre sont mobiles en translation selon la direction longitudinale, et l'engagement des moyens d'engagement est effectué sous l'effet de la translation du bloc cylindre, lui-même entraîné en translation par le distributeur,
- le distributeur comprend des joints disposés à l'interface avec le couvercle de distributeur, et dans laquelle la force générée par le ressort d'activation est équivalente à la force de frottement des joints,
- la machine comprend en outre un anneau monté en butée contre le distributeur et libre en rotation par rapport audit distributeur et dans laquelle le ressort transmet une force entre le bloc-cylindre et le distributeur, via l'anneau en butée,
- le ressort est un ressort en traction, - la machine comprend en outre une tige comprenant un corps et une tête, et dans lequel le corps est logé dans l'anneau et la tête est logée dans le bloc-cylindre, et dans lequel le ressort est un ressort de compression logé autour du corps et en appui sur une surface interne du bloc cylindre et sur la tête de la tige,
- la machine comprend en outre une pluralité de cylindres dans lesquels sont disposés des pistons guidés à coulissement radial dans les cylindres respectifs du bloc cylindres et prenant appui sur les lobes de la came, ladite machine comprenant des ressorts d'appui disposés dans lesdits cylindres de manière à maintenir les pistons en appui contre la came,
- le distributeur comprend une chambre de poussée adaptée pour, lors de l'application d'une pression dans le distributeur, entraîner ledit distributeur en déplacement vers le bloc-cylindres, de manière à engager les moyens d'engagement,
- ladite came est liée en rotation à l'arbre, les moyens d'engagement étant adaptés pour lier en rotation le bloc cylindres au carter,
- lequel l'arbre comprend une extension radiale disposé en regard du bloc cylindre, les moyens d'engagement étant disposés longitudinalement entre l'extension radiale et le bloc-cylindre,
- ladite came est liée en rotation au carter, les moyens d'engagement étant adaptés pour lier en rotation le bloc-cylindres à l'arbre.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :
- La figure 1 représente une machine hydraulique selon l'art antérieur, - La figure 2 représente une vue du bloc-cylindre, de la came lobée et des pistons,
- La figure 3 représente un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le bloc cylindre entraine l'arbre en rotation,
- La figure 4 schématise les forces impliquées dans l'engagement et le dégagement de la machine hydraulique dans un premier mode de réalisation de l'invention,
- La figure 5 schématise les forces impliquées dans l'engagement et le dégagement de la machine hydraulique dans un deuxième mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
Une machine hydraulique 100 a déjà été décrite en introduction. Cette machine présente une architecture dans laquelle le bloc-cylindre 120 entraine en rotation l'arbre 130.
La description sera ici détaillée pour ce type d'architecture.
On se référera à des moyens d'engagement en rotation 150 pour l'embrayage, qui peut prendre d'autres formes qu'une pluralité de disques alternés, et à des moyens de rappel 160 pour le ressort de rappel.
L'engagement et le dégagement des moyens d'engagement en rotation 150 fait intervenir une pluralité de force, agissant soit en faveur, en défaveur de l'engagement ou du dégagement.
La figure 4 illustre certaines des forces impliquées.
La mise sous pression de la chambre de poussée définie par les conduits 142, 144 génère une force Fpg, qui est fonction des surfaces efficaces S142 et S144 permettant de générer un effort via la pression. Cette force dépend également de la pression dans les conduits 142, 144.
La force Fpg tend à engager les moyens d'engagement 150. Les joints d'étanchéité 146 entre le distributeur 140 et le couvercle de distributeur 140 génèrent une force longitudinale résistance Ffp, de sens opposé au déplacement du distributeur 140.
La friction entre les galets 126 et la came multilobe 114 génère une force longitudinale résistante, de sens opposé au déplacement du bloc- cylindre 120 par rapport à la came 114. Les moyens de rappels 160 génèrent une force Frr longitudinale négative, qui tend à désengager les moyens d'engagement 150.
L'interface entre le bloc-cylindre 120 et le distributeur 140 génère une force négative Fpd, qui tend à écarter le distributeur 120 du bloc- cylindre 140. En effet, le bloc-cylindre 120 est en rotation par rapport au distributeur 140, par conséquent, la liaison d'huile entre les deux n'est pas parfaitement continue et l'huile sous pression du distributeur 120 vient au contact du bloc-cylindre 140. La force Fdp s'oppose donc à la force Fpg, elle aussi liée à la mise sous pression du distributeur 140. La force Fdp se calcule à partir de la force Fpg, modula un coefficient de sur-équilibrage Ce. On a Fpg = Fpd x Ce.
Les effets de couple générés par friction dans l'embrayage 150 ne seront pas détaillés ici.
Un ressort d'activation 200 est ajouté dans la machine hydraulique 100, ledit ressort 200 tendant à maintenir en contact le distributeur 140 et le bloc-cylindre 120. En d'autres termes, le ressort d'activation 200 exerce une force de maintien en contact entre le distributeur 140 et le bloc- cylindre 120. .
Ce ressort 200 ajoute ainsi une force Frb s'exerçant à tout instant, c'est- à-dire y compris lors de l'engagement et du dégagement des moyens d'engagement 150. La force Frb, qui s'exerce sur le distributeur 140 en direction du bloc-cylindres 120 (ou inversement, puisqu'il s'agit d'une force entre deux objets) permet de faciliter l'engagement des moyens d'engagement 150, notamment en permettant de diminuer l'effort que doit fournir la pression de gavage pour d'une part plaquer le distributeur 140 au bloc-cylindre 120 (pour assurer une étanchéité malgré la pression) et d'autre part déplacer le distributeur 140 qui à son tour déplace le bloc-cylindre 120. Dans un premier mode de réalisation représenté en figure 3 et schématisé en figure 4, le ressort 200 est un ressort en compression qui pousse le distributeur 140 vers le bloc-cylindre 120. Pour cela, il prend appui sur le couvercle de distributeur 112 et exerce sa force sur le distributeur 140, par contact direct.
En variante, le ressort d'activation 200 peut s'appuyer sur l'arbre 130 ou sur les paliers 116.
Pour améliorer la compacité, le ressort d'activation 200 peut être logé dans un (des) alésage(s) longitudinaux prévus dans le distributeur 140 (non représentés sur le figures).
Lorsque le distributeur 140 est étagé, de section croissante en direction du bloc-cylindre 120, le ressort 200 pousse le distributeur au niveau de l'étage minimum, c'est-à-dire l'étage présentant une longueur longitudinale maximale. Cette configuration permet de disposer le ressort 200 le plus près possible de l'arbre 130, c'est-à-dire radialement le plus au centre de la machine hydraulique 100.
Le ressort 200 est logé dans une cavité C, définie par le distributeur 140, le couvercle de distributeur 112 et l'arbre 130. Alternativement ou complémentairement, la cavité peut être fermée longitudinalement par le palier 116 qui permet le roulement entre l'arbre 130 et le couvercle 112. Dans ce cas, le ressort d'activation 200 s'appuie sur les paliers 116, eux-mêmes reprenant l'effort sur le couvercle de distributeur 112. Dans un mode de réalisation, la cavité C est emplie d'huile à la pression carter ou à la pression réservoir.
En variante, la cavité C est emplie d'huile, dont la pression varie en fonction de la pression dans le distributeur. Elle peut être liée à la pression de gavage et servir de chambre de poussée additionnelle, c'est- à-dire que la pression d'huile dans ladite cavité C génère sur une surface du distributeur 140 une force orientée vers le bloc-cylindre 120.
Lorsque l'engagement des moyens d'engagement 150 est souhaité, la pression de gavage dans le distributeur 140 provoque la translation longitudinale du distributeur 140, qui est en contact avec le bloc- cylindres 120, entraînant la translation de ce dernier qui lui-même vient serrer les moyens d'engagement 150, ce qui couple en rotation le bloc- cylindres 120 et l'arbre 130.
Une pluralité de ressorts 200 peut être prévue tout autour de l'arbre 130. Alternativement, le ressort 200 est une rondelle entourant l'arbre 130, possédant une rigidité telle qu'elle assure un effet de ressort. L'effort généré par le ressort 200 doit néanmoins permettre le désengagement des moyens d'engagement 150 sous l'effet des moyens de rappel 160 lorsque le distributeur ne reçoit plus de pression. En effet, dans ce mode de réalisation, le ressort 200 transmet sa force sur toutes les pièces en contact.
Dans un mode de réalisation préféré, le ressort 200 est configuré pour générer une force d'intensité équivalente ou sensiblement équivalente à la force Ffp des joints d'étanchéité. De la sorte, le ressort 200 permet de compenser cette force Ffp résistante.
La force de résistance Ffp dépend du type de joint utilisé, qui doivent rester étanches même lors d'une translation. Dans un second mode de réalisation schématisé en figure 5, le ressort 200 est un ressort qui tire le distributeur 140 vers le bloc-cylindre 120 (ou réciproquement).
Pour cela, une tige 210 présentant un corps 212 et une tête 214 peut être utilisée, avec un anneau 216 en butée longitudinalement contre le distributeur 120, en direction du bloc-cylindre 120 (c'est-à-dire que la butée est située entre l'anneau 216 et le bloc-cylindre 120), et mobile en rotation par rapport au distributeur 140. L'anneau 216 est positionné radialement autour du distributeur 112. Le corps 212 est logé dans l'anneau 216 et la tête 214 est logé dans bloc-cylindre 120, le ressort 200 quant à lui est positionné autour du corps 212 et prend appui sur la tête 214 d'une part, et sur une surface interne du bloc-cylindre 120 d'autre part. De cette façon, un ressort 200 en compression permet d'effectuer une traction entre deux pièces. L'anneau 216 est donc lié en rotation avec le bloc-cylindre 120, mais lié en translation (à tout le moins en direction des moyens d'engagement 150) avec le distributeur 140, ce qui autorise un débattement minime du distributeur par rapport au bloc-cylindres, notamment de l'ordre de 0,1 mm.
Alternativement, le ressort 200 est un ressort en traction fixé dans deux orifices en regard disposé respectivement dans l'anneau 216 et le bloc- cylindre 210.
Une pluralité de ressorts 200 peut être prévue, répartie à intervalle régulier dans l'anneau 216 et le bloc-cylindre 120. Ce mode de réalisation consiste en un attelage entre le bloc-cylindre 120 et le distributeur 140. Du fait de cet attelage, un décollement entre les deux pièces n'est plus possible lors des conditions normales d'utilisation. Par conséquent, l'effort additionnel à produire pour rapprocher le bloc-cylindre 120 et le distributeur 140 est plus faible, ce qui permet de favoriser l'engagement des moyens d'engagement 150. Ici, la force du ressort n'a pas d'incidence sur le déplacement du bloc- cylindres. Les moyens de rappel 160 doivent être adaptés pour écarter l'ensemble bloc-cylindres 120 - distributeur 140 qui sont en contact mais comme ils ne doivent pas s'opposer au ressort 200 tel que défini dans le mode de réalisation en figure 3, il est possible de diminuer le dimensionnement des moyens de rappel 160 et par conséquent de diminuer aussi la pression de gavage pour l'engagement.
Selon une autre architecture, le bloc-cylindre 120 est engagé en rotation avec le carter 110 par les moyens d'engagement. Dans ce cas, la came lobée 114 est solidaire de l'arbre 130. Les solutions techniques détaillées dans la présente description restent applicables d'une façon similaire (voir figures 4 et 5).
On définit un premier ensemble et une deuxième ensemble, pouvant respectivement être solidaire avec la came multilobe 114 et le bloc- cylindres 120, ou inversement.

Claims

Revendications
1. Machine hydraulique (100) à pistons radiaux (122), comprenant :
- un carter (110) définissant un premier ensemble,
- un arbre (130) définissant un second ensemble, lesdits premier et second ensembles étant libres en rotation l'un par rapport à l'autre,
- une came (114) multilobe liée en rotation à l'un desdits premier ou second ensembles,
- un distributeur (140) et un couvercle de distributeur (112),
- un bloc-cylindres (120) monté libre en rotation par rapport à l'un desdits premier et second ensembles, ledit bloc cylindres (120) comprenant des moyens d'engagement en rotation (150) par rapport à l'autre desdits premier ou second ensembles,
la machine hydraulique (100) comprenant des moyens de rappel (160) tendant à déplacer le bloc-cylindres (120) pour désengager les moyens d'engagement (150), de sorte à désengager le bloc cylindres (120) en rotation avec l'autre desdits premier ou second ensembles,
le distributeur (140) étant configuré pour, lors de l'application d'une pression, engager les moyens d'engagement (150), de sorte à engager le bloc-cylindres (120) en rotation avec l'autre desdits premier ou second ensembles,
la machine hydraulique (100) étant caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un ressort d'activation (200) exerçant une force de maintien en contact entre le distributeur (140) et le bloc-cylindres (120).
2. Machine hydraulique (100) selon la revendication 1, dans lequel l'engagement des moyens d'engagement (150) se fait par translation selon une direction longitudinale (X), le ressort d'activation (200) exerçant une force selon cette direction (X).
3. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ressort d'activation (200) prend appui sur le distributeur (140) et sur le couvercle de distributeur (112).
4. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel les éléments suivants sont arrangés longitudinalement dans cet ordre : ressort d'activation (200), distributeur (140), bloc-cylindre (120), moyens d'engagement (150).
5. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le distributeur (140) et le bloc cylindre (120) sont mobiles en translation selon la direction longitudinale (X), et l'engagement des moyens d'engagement (150) est effectué sous l'effet de la translation du bloc cylindre (120), lui-même entraîné en translation par le distributeur (140).
6. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le distributeur (140) comprend des joints
(146) disposés à l'interface avec le couvercle de distributeur (112), et dans laquelle la force générée par le ressort d'activation (200) est équivalente à la force de frottement des joints (146).
7. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant en outre un anneau (216) monté en butée contre le distributeur (140) et libre en rotation par rapport audit distributeur (140) et dans laquelle le ressort (200) transmet une force entre le bloc- cylindre (120) et le distributeur (140), via l'anneau (216) en butée.
8. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le bloc-cylindres (120) comprend une pluralité de cylindres (124) dans lesquels sont disposés des pistons (122) guidés à coulissement radial dans les cylindres (124) respectifs du bloc cylindres (120) et prenant appui sur les lobes de la came (114), ladite machine (100) comprenant des ressorts d'appui (128) disposés dans lesdits cylindres (124) de manière à maintenir les pistons (122) en appui contre la came (114).
9. Machine hydraulique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le distributeur (140) comprend une chambre de poussée (142, 144, C) adaptée pour, lors de l'application d'une pression dans le distributeur (140), entraîner ledit distributeur (140) en déplacement vers le bloc-cylindres (120), de manière à engager les moyens d'engagement (150).
10. Machine hydraulique (100) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel ladite came (114) est liée en rotation à l'arbre (130), les moyens d'engagement (150) étant adaptés pour lier en rotation le bloc cylindres (120) au carter (110).
11. Machine hydraulique (100) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel ladite came (114) est liée en rotation au carter (110), les moyens d'engagement (150) étant adaptés pour lier en rotation le bloc- cylindres (120) à l'arbre (130).
12. Machine hydraulique (100) selon la revendication 11, dans lequel l'arbre (130) comprend une extension radiale (132) disposé en regard du bloc-cylindres (120), les moyens d'engagement (150) étant disposés longitudinalement entre l'extension radiale (132) et le bloc-cylindres (120).
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