Brevet FR3003609A1 — publié le 20140926

MACHINE HYDRAULIQUE COMPORTANT UN SOUS-ENSEMBLE REPRENANT LES EFFORTS AXIAUX, DECOUPLE DE L'ENVELOPPE EXTERIEURE pool La présente invention concerne une machine hydraulique du type à barillet, ainsi qu'un véhicule automobile hybride équipé d'une telle machine hydraulique. [0002] Un type de machine hydraulique à barillet connu, comporte un arbre d'entrée motorisé qui entraîne en rotation un barillet comprenant une succession de cylindres disposés autour de l'arbre parallèlement à son axe. Chaque cylindre comporte un piston prenant appui d'un côté appelé côté avant, par une butée axiale sur un plateau inclinable maintenu dans un carter creux traversé par l'arbre d'entrée. [0003] L'extrémité arrière des cylindres opposée au plateau inclinable, est en appui sur une platine circulaire qui ferme cette extrémité, afin d'assurer une étanchéité. La platine circulaire est fixée sur un couvercle qui ferme le carter creux. [0004] Un tour de rotation de l'arbre d'entrée et du barillet donne à chaque piston un mouvement axial suivant un cycle complet, comprenant une course dans les deux sens dont la hauteur dépend de l'angle d'inclinaison du plateau par rapport à un plan transversal, qui est réglable par une commande d'inclinaison. [0005] La platine circulaire comporte deux collecteurs disposés chacun suivant un secteur angulaire, de manière à se trouver en face des pistons qui se déplacent axialement dans un sens ou dans l'autre, afin de permettre un remplissage ou un refoulement du fluide dans les cylindres. [0006] Cette machine hydraulique peut fonctionner en moteur ou en pompe. [0007] On a dans ce type de machine des efforts axiaux cycliques importants générés par les variations de pression dans chacun des cylindres, qui passent par le plateau inclinable, puis par le carter creux supportant ce plateau, et ensuite par le couvercle fermant ce carter supportant la platine et le barillet. Ces efforts forment une boucle qui génère à chaque tour et pour chaque piston, des déformations des différents composants qui peuvent être importantes avec des pressions hydrauliques élevées, les pressions pouvant atteindre 300bars dans ce type de machine. [000s] Les déformations des composants génèrent des vibrations du carter extérieur en particulier, qui entraînent des bruits de fonctionnement rayonnant vers l'extérieur. [0009] Ce problème est particulièrement important pour des machines hydrauliques utilisées sur des véhicules du type hybride, où l'espace disponible est faible et la masse doit être réduite, ce qui limite les possibilités d'encapsulage dans des capots isolants. [0olo] Pour réduire les vibrations des composants extérieurs, un type de machine hydraulique connu, présenté notamment par le document DE-A1- 102011009537, comporte un arbre d'entrée qui traverse le couvercle pour entraîner le barillet se trouvant dans le carter creux. Dans ce carter un support entourant le barillet est fixé axialement d'un côté au couvercle, et supporte de l'autre côté le plateau inclinable afin de reprendre les efforts axiaux importants s'appliquant sur ce plateau, en bouclant ces efforts entre le plateau et le barillet. [0011] Toutefois un problème qui se pose est que le bouclage des efforts passe par le couvercle qui est un composant se trouvant à l'extérieur de la 20 machine hydraulique, ce couvercle subissant alors des déformations cycliques qui génèrent des bruits rayonnés vers l'extérieur. [0012] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. [0013] Elle propose à cet effet une machine hydraulique comportant un 25 barillet entraîné en rotation par un arbre d'entrée, comprenant des cylindres disposés autour de cet arbre recevant chacun un piston axialement en appui d'un côté sur un plateau inclinable, ce barillet prenant appui de l'autre côté sur une platine fermant les cylindres, disposant de collecteurs de fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte un sous-ensemble rigide qui supporte à 30 la fois le plateau inclinable et la platine, pour reprendre en boucle fermée les efforts axiaux sur ces deux éléments, ce sous-ensemble étant maintenu à l'intérieur d'une enveloppe extérieure fermée de la machine par des liaisons assurant un découplage des vibrations. [0014] Un avantage de cette machine hydraulique est que l'on obtient une isolation de l'enveloppe extérieure complète qui ne vibre pas, grâce au bouclage direct des efforts axiaux dans le sous-ensemble entièrement intégré dans le volume intérieur de cette enveloppe, qui est isolée des composants du sous-ensemble vibrant sous l'effet des contraintes cycliques, par les liaisons élastiques assurant le découplage. Le rayonnement sonore de cette machine peut être très faible. [0015] La machine hydraulique selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0016] Avantageusement, les liaisons assurant le découplage comportent plusieurs plots de filtration élastiques. [0017] En particulier, le sous-ensemble peut comporter une face transversale avant qui est fixée au fond d'un carter de l'enveloppe extérieure formant un creux, par les plots de filtration élastiques disposés sur le pourtour de ce support. [0018] Le sous-ensemble peut comporter un support comprenant une partie cylindrique creuse recevant au fond le plateau inclinable, disposant d'une partie arrière ouverte qui est fermée par une plaque transversale arrière recevant l'appui de la platine. [0019] Avantageusement, les conduits de fluide venant du sous-ensemble sont reliés à l'enveloppe extérieure par des passages étanches de fluide comportant un moyen de découplage des contraintes. [0020] En particulier, la partie arrière du sous-ensemble peut être reliée à l'enveloppe extérieure par des tubes de découplage ajustés sur des perçages de cette enveloppe permettant le raccordement de tubes extérieurs. [0021] Avantageusement, le sous-ensemble comporte deux roulements espacés axialement, qui guident l'arbre d'entrée. [0022] Avantageusement, l'arbre d'entrée comporte un accouplement filtrant élastique ou mécanique de liaison avec un arbre extérieur. [0023] En complément, l'enveloppe extérieure peut contenir plusieurs sous-ensembles internes formant chacun une machine hydraulique. [0024] L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile hybride comportant une chaîne de traction disposant d'une machine hydraulique comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. [0025] L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence au dessin annexé de la figure 1 qui est une vue en coupe axiale d'une machine hydraulique selon l'invention. [0026] La figure 1 présente une machine hydraulique 1 pouvant tourner dans les deux sens de rotation, comportant un carter creux globalement cylindrique 2 comprenant un arbre d'entrée 40 disposé axialement, traversant le fond de ce carter pour sortir du côté appelé par convention côté avant, par un alésage comportant un joint d'étanchéité dynamique 14. Le côté arrière du carter 2 est fermé par un couvercle 4 formant une plaque sensiblement plane, pour constituer une enveloppe extérieure étanche. [0027] Un support intérieur cylindrique creux 6 disposé dans le carter 2, comporte une face transversale avant qui est fixée au fond de ce carter par plusieurs plots de filtration légèrement élastiques 8 fixés chacun par une vis axiale, qui sont disposés sur le pourtour de ce support, de manière centrée autour de l'axe. Cette face transversale avant du support 6 comporte un roulement avant 10 de guidage de l'arbre d'entrée 40, ainsi qu'un joint d'étanchéité dynamique 12. [0028] L'ouverture arrière de la partie cylindrique creuse du support 6 est fermée par une plaque transversale 16 fixée à l'arrière de ce support par une série de vis 18 réparties sur le pourtour. Cette plaque arrière 16 comporte un roulement arrière 20 de centrage de l'arbre d'entrée 6. [0029] La plaque arrière 16 comporte aussi deux perçages qui sont reliés 30 chacun par un tube de découplage 22 monté souple, à un perçage 32 du couvercle 4 permettant le raccordement de tubes extérieurs, afin d'assurer des passages étanches de fluide qui permettent un découplage des contraintes entre cette plaque arrière liée au support 6, et l'ensemble de l'enveloppe extérieure formée par le carter 2 et le couvercle 4. [0030] Un barillet 24 disposé dans la partie cylindrique creuse du support 6, et lié en rotation à l'arbre d'entrée 40 par des cannelures internes, comporte des cylindres disposés parallèlement à l'axe, qui sont régulièrement répartis autour de cet arbre. Chaque cylindre contient un piston 26 dont l'extrémité avant prend appui par une butée axiale sur un plateau inclinable 28, qui peut pivoter autour d'un axe perpendiculaire à l'arbre d'entrée 40 sous l'effet d'un vérin hydraulique de commande non représenté. [0031] La face transversale arrière du barillet 24 prend appui sur une platine circulaire 30 en glissant dessus, qui est elle-même en appui sur la plaque arrière 16, pour fermer l'extrémité arrière des cylindres. [0032] La platine 30 comporte deux collecteurs formant chacun un arc de cercle, chaque collecteur étant relié à un des perçages 32 du couvercle 4 afin de former l'admission ou l'échappement de la machine hydraulique 1, qui peut fonctionner en moteur ou en pompe. [0033] On obtient ainsi un sous-ensemble interne rigide 34 comprenant le support 6 et sa plaque arrière 16 directement fixé dessus, qui guide de manière stable l'arbre d'entrée 40 par les deux roulements espacés axialement 10, 20, et qui porte le barillet 24 contenant les pistons 26, ainsi que le plateau inclinable 28. [0034] La machine hydraulique 1 comporte un espace interne disposé entre le carter 2 et le sous-ensemble 34, qui peut être laissé vide, ou rempli de fluide ce qui permet dans ce cas de réaliser un support 6 qui n'a pas besoin d'être étanche. [0035] L'arbre d'entrée 40 est relié à un arbre extérieur 42 lié à une motorisation externe, par un accouplement filtrant élastique ou métallique 44 qui permet de filtrer les vibrations entre ces deux arbres tout en transmettant le couple. [0036] Le sous-ensemble 34 reprend directement de manière interne les efforts importants développés au cours du fonctionnement de la machine hydraulique 1, en particulier les efforts axiaux dus à la pression du fluide s'exerçant sur les pistons 26, qui sont transmis par le plateau inclinable 28 au support 6 et à la plaque arrière 16, afin de reboucler ces efforts par la platine 30 en appui sur le barillet 24. [0037] De cette manière toutes les liaisons entre le sous-ensemble interne 34, et l'enveloppe extérieure formée par le carter 2 et son couvercle 4, comme les plots de filtration 8 et les tubes de découplage 22, assurant une isolation des vibrations, les petites déformations des composants de ce sous-ensemble ne sont pas transmises à cette enveloppe. De plus les vibrations qui pourraient être transmises à l'arbre d'entrée 40, sont isolées par l'accouplement filtrant élastique ou mécanique 44 afin d'éviter de les transmettre à l'arbre extérieur 42. [0038] En variante le carter extérieur 2 pourrait contenir plusieurs sous-ensembles internes 34 formant chacun une machine hydraulique, de manière à les disposer par exemple en parallèle afin d'augmenter les débits de fluides et les puissances. [0039] On réalise ainsi une machine hydraulique 1 comprenant des parties extérieures qui ne sont pas soumises à des vibrations, formant un encapsulage compact de la partie interne active. Cette machine peut comporter des dimensions réduites et émettre peu de bruit, elle est particulièrement adaptée pour des applications sur les véhicules automobiles, comprenant des contraintes importantes sur le niveau de confort, sur la masse totale ainsi que sur les coûts. [0040] On peut utiliser la machine hydraulique selon l'invention en particulier pour un véhicule hybride comportant cette machine entraînée par un moteur thermique, ainsi que par les roues motrices lors de freinages du véhicule, afin de réaliser un stockage d'énergie hydraulique dans des réservoirs sous pression permettant ensuite une restitution de cette énergie, pour optimiser le fonctionnement du moteur thermique. [0041] On peut aussi l'utiliser sur d'autres types de véhicules comme des véhicules utilitaires ou agricoles, pour la traction comme pour l'entraînement d'accessoires. On peut l'utiliser de plus pour des applications industrielles fixes. REVENDICATIONS1. Machine hydraulique comportant un barillet (24) entraîné en rotation par un arbre d'entrée (40), comprenant des cylindres disposés autour de cet arbre recevant chacun un piston (26) axialement en appui d'un côté sur un plateau inclinable (28), ce barillet prenant appui de l'autre côté sur une platine (30) fermant les cylindres, disposant de collecteurs de fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte un sous-ensemble rigide (34) qui supporte à la fois le plateau inclinable (28) et la platine (30), pour reprendre en boucle fermée les efforts axiaux sur ces deux éléments, ce sous-ensemble étant maintenu à l'intérieur d'une enveloppe extérieure fermée (2, 4) de la machine par des liaisons (8) assurant un découplage des vibrations. 2. Machine hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les liaisons assurant le découplage comportent plusieurs plots de filtration élastiques (8). 3. Machine hydraulique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le sous-ensemble (34) comporte une face transversale avant qui est fixée au fond d'un carter (2) de l'enveloppe extérieure formant un creux, par les plots de filtration élastiques (8) disposés sur le pourtour de ce support. 4. Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sous-ensemble (34) comporte un support (6) comprenant une partie cylindrique creuse recevant au fond le plateau inclinable (28), disposant d'une partie arrière ouverte qui est fermée par une plaque transversale arrière (16) recevant l'appui de la platine (30). 5. Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les conduits de fluide venant du sous-ensemble (34) sont reliés à l'enveloppe extérieure (2, 4) par des passages étanches de fluide comportant un moyen de découplage des contraintes. 6. Machine hydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que la partie arrière du sous-ensemble (34) est reliée à l'enveloppe extérieure (2, 4) par des tubes de découplage (22) ajustés sur des perçages (32) de cette enveloppe, permettant le raccordement de tubes extérieurs. 7. Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sous-ensemble (34) comporte deux roulements espacés axialement (10, 20), qui guident l'arbre d'entrée (40). 8. Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre d'entrée (40) comporte un accouplement filtrant élastique ou mécanique (44) de liaison avec un arbre extérieur (42). 9. Machine hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe extérieure (2, 4) contient plusieurs sous-ensembles internes (34) formant chacun une machine hydraulique. 10.Véhicule automobile hybride comportant une chaîne de traction disposant d'une machine hydraulique (1), caractérisé en ce que cette machine hydraulique est réalisée selon l'une quelconque des revendications précédentes.