Brevet FR3019594A1 — publié le 20151009

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des appareils hydrauliques. En particulier, il concerne les moyens associés pour permettre la mise en couple de tels appareils hydrauliques. ETAT DE L'ART Dans l'ensemble du présent texte, on désignera par appareil hydraulique un appareil pouvant fonctionner en tant que moteur ou que pompe hydraulique. Comme représenté sur les figures la et lb, un appareil hydraulique 1 comprend un arbre 2, une came 3 typiquement une came multilobe, un bloc cylindres 4, une glace ou ensemble de distribution 5 comprenant un distributeur 51 et un couvercle de distributeur 52, et un carter 6. Le bloc cylindres 4 est placé à l'intérieur de l'anneau formant la came 3. Il définit une pluralité de cylindres 41 orientés radialement par rapport à un axe X-X' de rotation (voir figures la et lb) et débouchant sur la face périphérique extérieure du bloc cylindres 4 en regard de la came 3. Un piston 42 est monté à coulissement radial respectivement dans chacun des cylindres 41. Chaque piston 42 prend appui sur la surface radialement interne de la came 3. Le bloc cylindres 4 possède un alésage central par lequel il peut être engagé sur l'extrémité de l'arbre 2 de l'appareil hydraulique 1. La glace ou ensemble de distribution 50 est formée d'un distributeur 51 et d'un couvercle de distributeur 52 qui sont adaptés pour appliquer de manière contrôlée un fluide sous pression successivement sur chacun des pistons 42, plus précisément dans la chambre interne des cylindres 41 adjacente aux pistons, de sorte que l'appui successif des pistons 42 sur les lobes de la came 3 entraîne la rotation relative du bloc cylindres 4 et des éléments qui lui sont liés par rapport à la came 3. Le distributeur 51 est mobile en rotation selon un axe colinéaire à X-X', qui est l'axe de l'arbre 2. La glace ou ensemble de distribution 50 comprend notamment deux chambres 511, 521 et 512, 522 recevant un fluide sous haute ou basse pression selon le mode de fonctionnement de l'appareil. On connait les appareils hydrauliques présentant un mécanisme de débrayage et d'embrayage à poussée, permettant ainsi une configuration en roue libre, i.e. l'appareil hydraulique 1 fonctionne sans pression (les pistons 42 n'effectuant donc pas de mouvement de va et vient au contact de la came 3) et une configuration de travail, i.e. une configuration dans laquelle l'appareil hydraulique fonctionne avec une pression et un débit de fluide, les pistons 42 effectuant un mouvement de va et vient au contact de la came. Lors de l'embrayage, il est nécessaire d'engager le bloc cylindres 4 sur l'arbre 2 afin que ledit bloc 4 puisse transmettre son couple. Cet engagement se fait notamment par la glace ou ensemble de distribution 50. En outre, l'ensemble de distribution 50 alimente le bloc cylindres 4 en fluides sous pression. L'étanchéité entre ledit bloc cylindres 4 et ledit ensemble de distribution 50 est permise sans joint grâce à un contact permanent entre les deux. Pour transmettre du couple sans que l'embrayage ne patine, il est nécessaire d'avoir une poussée importante de l'ensemble de distribution 50 sur le bloc cylindres 4. Jusqu'à présent, cette poussée est exercée par les fluides sous pression dans les deux chambres 511, 521 et 512, 522 de l'ensemble de distribution 50, dites chambre à haute-pression et chambre à basse-pression selon le mode de fonctionnement de l'appareil. Ainsi les fluides sous pression exercent sur le distributeur 51, via ces chambres 511, 521 et 512, 522 une force selon l'axe X-X' de l'arbre 2, le distributeur 51 alors vient se plaquer contre le bloc cylindres 4 et permettre ainsi au bloc cylindres 4 de s'engager sur l'arbre 2. La haute pression est comprise entre 400 et 500 bars typiquement. Plus précisément, les chambres 511, 521, et 512, 522 comprennent deux rainures 511 et 512 à l'interface entre le distributeur 51 et le couvercle 52 pour l'acheminement du fluide, qui coopèrent avec deux rainures complémentaire 521 et 522 aménagées dans le couvercle de distributeur 52 afin de former des chambres ou canaux. Selon le mode de fonctionnement de l'appareil hydraulique 1, chaque canal peut être basse ou haute pression et est adapté pour être respectivement relié à un circuit hydraulique d'alimentation 71, 72 (voir figures 3a et 3b). Chaque circuit peut être basse ou haute pression selon le mode de fonctionnement. Les rainures 511 et 512 aménagées dans le distributeur 51 présentent chacune une paroi latérale sur le côté en direction du bloc cylindres 4 Ainsi, comme mentionné précédemment, l'alimentation en fluide sous basse ou haute pression va tendre à déplacer le distributeur 51 vers le bloc cylindres 4 sous l'effet de l'effort résultant de la pression appliquée à ces parois latérales. De cette façon, le niveau d'engagement du bloc cylindres 4 sur l'arbre 2 dépend directement de la pression, ladite pression étant elle-même corrélée au couple de l'appareil 1. La pression appliquée pour engager le bloc cylindres 4 sur l'arbre 2 est donc non constante, ce qui n'est pas souhaitable pour un embrayage. En particulier au démarrage, afin d'obtenir un niveau d'engagement satisfaisant, il est nécessaire d'avoir une pression minimum assez élevée, ce qui implique de toutes façons un fort niveau de gavage, le gavage étant fourni par une pompe 9 dite pompe de gavage, qui assure une mise sous pression minimale des circuits hydrauliques 71, 72. La pression de gavage est de l'ordre de la basse pression, c'est-à-dire typiquement une dizaine de bars. L'objectif est donc de fournir un nouveau dispositif permettant d'améliorer l'engagement du bloc cylindres 4 sur l'arbre 2. PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention vise à proposer un système ne présentant pas de tels inconvénients. Pour cela, l'invention concerne un ensemble de distribution d'un appareil hydraulique à pistons radiaux, ledit appareil comprenant un bloc cylindres engageable sur un arbre par translation, ledit ensemble comprenant : - Un distributeur, en contact avec ledit bloc cylindres, - Un couvercle de distribution, - Une première et une deuxième chambres définies respectivement par un premier et un deuxième volumes situés à l'interface entre ledit distributeur et ledit couvercle de distribution, et destinées aux fluides sous pression permettant la conversion mécanique-pression, ledit ensemble étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une section additionnelle définie par un troisième volume situé à l'interface entre ledit distributeur et ledit couvercle de distribution, ladite section étant destinée à recevoir un fluide sous pression pour permettre l'engagement du bloc cylindres sur l'arbre. En outre, l'invention peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - la section additionnelle se situe tout ou en partie radialement extérieurement aux première et deuxième chambres, de sorte que la surface de ladite section additionnelle est plus importante. - l'alimentation de la section additionnelle se fait par sélection entre la plus basse pression entre les deux pressions relatives aux première et deuxième chambres. - l'ensemble de distribution comprend un sélecteur basse pression à centre ouvert adaptée pour effectuer la sélection entre la plus basse pression entre les deux pressions relatives aux première et deuxième chambres. - la section additionnelle n'est pas rectiligne radialement, mais typiquement en S ou en Z, afin d'optimiser le volume et l'étanchéité. Un autre objet de l'invention concerne un appareil hydraulique 10 comportant un ensemble de distribution tel que précédemment décrit, ledit ensemble permettant notamment l'engagement dudit bloc cylindres sur ledit arbre. En outre, l'invention peut comprendre les caractéristiques suivantes, 15 prises seules ou en combinaison : - le couvercle de distributeur et le carter sont solidaires ou forment une seule et même pièce. - l'engagement du bloc cylindres sur l'arbre fait partie d'un 20 système d'embrayage et de débrayage. Enfin, un dernier objet de l'invention concerne un procédé d'engagement d'un bloc cylindres d'un appareil hydraulique sur un arbre, à l'aide d'un ensemble de distribution précédemment décrit dans lequel : 25 - La section additionnelle est mise sous pression par un fluide, - Le distributeur est sollicité consécutivement à la mise sous pression par un fluide de la section additionnelle, - Le distributeur sollicite par contact le bloc cylindres pour l'engagement dudit bloc cylindres sur l'arbre. 30 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 la présente un schéma d'une vue partielle en coupe d'un appareil appartenant à l'état de l'art, - la figure lb présente une vue en coupe d'un appareil hydraulique appartenant à l'état de l'art, - la figure 2a présente un schéma d'une vue partielle en coupe d'une variante d'appareil hydraulique selon un aspect de l'invention, - la figure 2b présente une vue en coupe d'un appareil hydraulique conforme à l'invention, - les figures 3a et 3b présentent deux vues d'un exemple d'intégration d'une variante d'appareil hydraulique selon un aspect de l'invention sur un essieu de véhicule, Sur l'ensemble des figures, les éléments communs sont repérés par des références numériques identiques. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION La figure 2a présente une vue partielle en coupe d'un appareil hydraulique et d'un ensemble de distribution selon un mode de réalisation de l'invention. Comme pour les figures la et lb, l'axe de rotation X-X' de l'appareil hydraulique et un axe Y-Y' d'extension radiale sont représentées sur les figures 2a et 2b. Les éléments communs avec l'état de l'art précédemment décrit présentent les mêmes dénominations et références alphanumériques. Le fonctionnement global de l'appareil hydraulique a été largement décrit, entre autres, dans les documents FR 2955903 Al et FR 2651836 Al. Comme mentionné précédemment, l'un des modes de réalisation du système d'embrayage consiste à engager par translation le bloc cylindres 4 sur l'arbre 2. On définit un plan de distribution 53 entre le distributeur 51 et le bloc cylindres 4, correspondant aux faces du distributeur 51 et du bloc cylindres 4 adaptées pour être mises en contact l'une de l'autre. En outre, l'étanchéité est assurée par la configuration particulière des rainures 511 et 512 qui assure un auto-maintien entre le bloc cylindres 4 le distributeur 51. Le couvercle de distributeur 52 est typiquement fixe et solidaire du carter 6 et notamment fixe en translation selon l'axe X-X'. Alternativement, le couvercle de distributeur 52 peut former une seule 15 et même pièce avec le carter 6. Une section additionnelle 54 est ajoutée entre le distributeur 51 et le couvercle 52. Cette section additionnelle 54 est un volume dans lequel un fluide sous pression peut circuler. Une première paroi interne 541 de 20 ladite section additionnelle est constituée par le distributeur 51 et une deuxième paroi interne 542 est constituée par le couvercle 52. D'une façon largement préférentielle, la surface de la première paroi 541 est sensiblement perpendiculaire à l'arbre 2 et est la plus importante possible. 25 La section additionnelle 54 est préférablement située tout ou en partie radialement à l'extérieur des canaux 511, 521 et 512, 522 selon l'axe Y-Y'. En effet, l'ensemble étant globalement cylindrique de révolution autour de l'axe X-X', plus la section additionnelle 54 se situe à l'extérieur radialement, plus la surface de la première paroi 541 de la 30 section additionnelle 54 peut être importante. Préférablement, la section additionnelle est préférablement longitudinalement située entre le bloc cylindres 4 et les deux chambres 511, 521, 512, 522. Des moyens d'étanchéité 543 sont aussi prévus, tels que des joints d'étanchéité, pour étanchéifier la section additionnelle 54 destiné à recevoir un fluide sous pression. Selon un mode de réalisation préférée, la section additionnelle 54 est en forme de S ou de Z. Une telle forme permet d'optimiser le gain de volume et permet de loger des joints d'étanchéité 543 par coulissement axial. Alternativement, la section additionnelle 54 est rectiligne. La section additionnelle 54 est destinée à être alimentée par un fluide sous pression via un canal d'alimentation 55 positionné dans le couvercle de distributeur. Grâce à la surface de la première paroi 541, le fluide sous pression exerce une force colinéaire à l'axe X-X' sur le distributeur 51. Le distributeur 51 étant en contact avec le bloc cylindre 4 par la surface de contact 53, la force est transmise au bloc cylindre 4 qui vient s'engager sur l'arbre 2. La force induite par le fluide sous pression sur le distributeur 51, indirectement sur le bloc cylindre 4, étant proportionnelle à la surface de la première paroi 541, la maximisation de cette surface permet la minimisation de la pression du fluide, à force constante. Selon un premier mode de réalisation (figure 2b et 3a), la section additionnelle est alimentée par la plus basse pression des deux circuits hydrauliques d'alimentation 71, 72. Comme mentionné précédemment, les deux circuits hydrauliques 71, 72 peuvent être basse ou haute pression en fonction du mode de fonctionnement de l'appareil hydraulique 1. Les deux circuits hydrauliques d'alimentation 71, 72 sont reliés à un sélecteur 9, ledit sélecteur 9 étant relié à la section additionnelle 54 via le canal d'alimentation 55. Le sélecteur 9 est adapté pour sélectionner la plus basse pression entre les deux circuits hydrauliques d'alimentation 71, 72. Les entrées du sélecteur 9 sont connectées aux deux circuits hydrauliques 71, 72 pouvant être chacun haute et basse pression. La sortie du sélecteur 9 est connectée au canal d'alimentation 55. De façon préférentielle, le sélecteur 9 est un sélecteur à centre ouvert : en effet, en particulier au démarrage de l'appareil hydraulique, les deux circuits hydrauliques 71, 72 sont mis à une pression de gavage par la pompe 7 dite pompe de gavage, représentée schématiquement (figures 3a et 3b) comme une pompe hydraulique. Les pressions dans les deux circuits hydrauliques 71, 72 étant à ce moment-là quasi-équivalentes, le sélecteur 9 à centre ouvert permettra l'alimentation de la section additionnelle 54 dès le démarrage de l'appareil hydraulique 1. Le canal d'alimentation 55 relie le sélecteur 9 à la section additionnelle 54. Pour des raisons d'encombrement, ledit canal d'alimentation 55 se situe avantageusement tout ou partie au moins dans un autre plan que la section additionnelle 54 (canal d'alimentation 55 représenté en pointillé sur la figure 2b). Selon un second mode de réalisation (figure 3b), la section additionnelle 54 est directement alimentée par la pompe de gavage 7 via le canal d'alimentation 55. Les appareils hydrauliques 1 concernés sont typiquement à pistons 42 radiaux et à came 3 multilobe. En particulier, lorsque l'appareil 1 est en configuration roue libre, les pistons 42 sont maintenus au contact de la came 3 par des ressorts de poussée. REVENDICATIONS1. Ensemble de distribution (50) d'un appareil hydraulique (1) à pistons radiaux, ledit appareil comprenant un bloc cylindres (4) engageable sur un arbre (2) par translation, ledit ensemble (50) comprenant : - Un distributeur (51), en contact avec ledit bloc cylindres (4), - Un couvercle de distribution (52), - Une première (541) et une deuxième (542) chambres définies respectivement par un premier (511, 521) et un deuxième (512, 522) volumes situés à l'interface entre ledit distributeur (51) et ledit couvercle de distribution (52), et destinées aux fluides sous pression permettant la conversion mécanique-pression, ledit ensemble (50) étant caractérisée en ce qu'il comprend une section additionnelle (54) définie par un troisième volume (541, 542) situé à l'interface entre ledit distributeur (51) et ledit couvercle de distribution (52), ladite section (54) étant destinée à recevoir un fluide sous pression pour permettre l'engagement du bloc cylindres (4) sur l'arbre (2). 2. Ensemble de distribution (50) selon la revendication 1, dans lequel la section additionnelle (54) se situe tout ou en partie radialement extérieurement aux première (511, 521) et deuxième (512, 522) chambres, de sorte que la surface de ladite section additionnelle (54) est plus importante. 3. Ensemble de distribution (50) selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel l'alimentation de la section additionnelle (54) se fait par sélection entre la plus basse pression entre les deux pressions relatives aux première (511, 521) et deuxième (512, 522) chambres. 4. Ensemble de distribution (50) selon la revendication précédente, dans lequel l'ensemble de distribution comprend un sélecteur (9) basse pression à centre ouvert adaptée pour effectuer la sélection entre la plus basse pression entre les deux pressions relatives aux première (511, 521) et deuxième (512, 522) chambres. 5. Ensemble de distribution (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la section additionnelle (54) n'est pas rectiligne radialement, mais typiquement en S ou en Z, afin d'optimiser le volume et l'étanchéité. 6. Appareil hydraulique (1) comportant un carter (6), un bloc cylindres (4) et un arbre (2) sur lequel le bloc cylindres (4) est adapté pour s'engager par translation longitudinale, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ensemble (50) conforme à l'une des revendications précédentes, ledit ensemble (50) permettant notamment l'engagement dudit bloc cylindres (4) sur ledit arbre (2). 7. Appareil hydraulique (1) selon la revendication précédente, dans lequel le couvercle de distributeur (52) et le carter (6) sont solidaires ou forment une seule et même pièce. 8. Appareil hydraulique (1) selon la revendication précédente, dans lequel l'engagement du bloc cylindres (4) sur l'arbre (2) fait partie d'un système d'embrayage et de débrayage. 9. Appareil hydraulique (1) selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel l'appareil (1) est à pistons (42) radiaux et à came (3) multilobe. 10.Appareil hydraulique (1) selon la revendication précédente, dans lequel les pistons (42) sont maintenus au contact de la came (3) par des ressorts de poussée. 11.Procédé d'engagement d'un bloc cylindres (4) d'un appareil hydraulique (1) sur un arbre (2), à l'aide d'un ensemble de distribution selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel : a. La section additionnelle (54) est mise sous pression par un fluide, b. Le distributeur (51) est sollicité consécutivement à la mise sous pression par un fluide de la section additionnelle (54), c. Le distributeur (51) sollicite par contact le bloc cylindres (4) pour l'engagement dudit bloc cylindres (4) sur l'arbre (2).