Brevet FR3012860A1 — publié le 20150508

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des transmissions hydrostatiques, et plus particulièrement des structures de carters pour des machines hydrauliques. L'invention peut trouver notamment application dans la réalisation d'une assistance hydrostatique dans un véhicule automobile. ETAT DE LA TECHNIQUE La réalisation d'une transmission hydrostatique sur un véhicule automobile nécessite l'installation de divers composants parmi lesquels une ou plusieurs machines hydrauliques pouvant fonctionner en tant que pompe ou en tant que moteur, des systèmes de distribution, de gavage, de filtration, et de stockage d'huile. Il résulte de cette multitude de composants une masse et un encombrement importants, problématiques pour la conception du véhicule. En outre, il est nécessaire de relier ces différents composants, ce qui conduit à une multiplication des flexibles hydrauliques et des connexions électriques, pouvant notamment poser des problèmes d'arrachement des flexibles. Afin de limiter l'encombrement lié aux composants ainsi que leurs connexions, il a déjà été proposé de regrouper certaines fonctions dans un carter commun, comme par exemple la fonction de filtration et de pompage d'huile. La masse de l'ensemble des composants reste cependant importante. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour but de réduire la masse des composants pour la réalisation d'une transmission hydrostatique de véhicule, et de faciliter l'intégration de la transmission hydrostatique au véhicule. A cet égard, l'invention a pour objet un ensemble comprenant : - un carter, - une machine hydraulique adaptée pour être reliée à un circuit hydraulique et - des composants auxiliaires qui coopèrent avec la machine hydraulique, la machine hydraulique et les composants auxiliaires étant logés dans le carter, l'ensemble étant caractérisé en ce que : - le carter est composé de deux boitiers liés, l'un adapté pour tenir une haute pression et l'autre adapté pour tenir une basse pression et - les éléments constitutifs de la machine hydraulique opérant à haute pression ainsi que les composants auxiliaires opérant à haute pression sont regroupés et placés dans le boitier de carter haute pression, tandis que les éléments constitutifs de la machine hydraulique opérant à basse pression ainsi que les composants auxiliaires opérant à basse pression sont regroupés et placés dans le boitier de carter basse pression. Comme on le comprendra à la lecture de la description qui va suivre, l'invention permet d'alléger la masse du carter de l'ensemble dans la mesure où la partie de boitier de carter qui opère à basse pression peut être réalisée notamment en un matériau différent ou avec une épaisseur plus faible que la partie de boitier du carter qui opère à haute pression. L'invention concerne également les véhicules comprenant un ensemble précité monté sur leur châssis. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels : - La figure 1 représente schématiquement un circuit hydraulique d'un véhicule comprenant un ensemble conforme à un mode de réalisation de l'invention, - La figure 2 représente une vue en perspective extérieure d'un exemple de réalisation d'un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention, - La figure 3 représente une vue schématique en coupe d'un carter d'un ensemble conforme à un mode de réalisation de l'invention et - La figure 4 représente schématiquement le regroupement des fonctions haute pression et des fonctions basse pression dans des parties de boitiers respectivement dédiées conformément à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION En référence à la figure 1, on a représenté un circuit hydraulique d'un véhicule V. Le véhicule V est avantageusement, mais non limitativement, un véhicule léger tel qu'un véhicule automobile. Le véhicule V comprend un châssis et deux essieux 10, 20, portant chacun deux roues, respectivement 12, 13 et 22, 23. Les deux essieux 10, 20 définissent une direction principale D du châssis du véhicule qui correspond à la direction de déplacement du véhicule. Le véhicule comporte en outre un moteur primaire M, typiquement un moteur thermique, un embrayage 2 et une boîte de vitesse 3, liant le moteur primaire M à l'un des essieux 10, 20 pour assurer son entrainement. Sur la figure 1, le moteur primaire entraine l'essieu avant 10, dit essieu menant, l'essieu arrière 20 étant dit essieu mené. Le véhicule comprend en outre une assistance hydraulique, avantageusement une transmission hydrostatique de puissance depuis l'essieu menant 10 vers l'essieu mené 20. Le véhicule comprend ainsi une première machine hydraulique 40 montée sur le châssis et associée à l'essieu menant 10, et une seconde machine hydraulique 42 montée sur le châssis et associée à l'essieu mené 20. Les deux machines hydrauliques 40, 42 sont reliées entre elles par des conduits hydrauliques 4a, 4b formant un circuit hydraulique 4, et sont adaptées pour fonctionner de manière réversible en tant que pompe ou en tant que moteur hydraulique. Avantageusement, la machine 40 sur l'essieu menant 10 fonctionne en tant que pompe, entrainée par le moteur thermique M par l'intermédiaire de l'embrayage 2 et de la boite de vitesse 3, de manière à générer un débit qui alimente la machine hydraulique 42 qui fonctionne alors en tant que moteur. Le circuit hydraulique 4 comprend en outre un circuit de gavage 43 des machines hydrauliques 40, 42. Ce circuit 43 comprend une pompe de gavage 44 qui prélève l'huile nécessaire pour assurer le gavage du circuit, dans le carter du moteur 40 ou dans un réservoir adapté (lequel réservoir n'est pas représenté sur la figure 1 pour simplifier l'illustration). La pompe de gavage 43 est alimentée par un moteur électrique 49. Sa sortie est reliée par l'intermédiaire d'un filtre 47 à des clapets anti-retours 50 et 52 qui conduisent respectivement aux conduits 4a et 4b. Des limiteurs de pression 51, 53 sont placés respectivement en parallèle des clapets 50 et 52. De même un limiteur de pression 54 est placé entre la sortie du filtre 47 et l'entrée de la pompe de gavage 44. Le circuit hydraulique 4 peut également comprendre une valve 45 pilotée par une commande 46, adaptée pour relier sélectivement au carter du moteur 40 formant réservoir, les conduits 4a et 4b reliant entre elles les machines 40 et 42, pour assurer une fonction de vidange du circuit. On aperçoit également sur la figure 1 des différentiels 14 et 24 qui équipent respectivement l'essieu avant 10 et l'essieu arrière 20. En référence à la figure 2, on a représenté un ensemble 100 selon un mode de réalisation de l'invention, adapté pour être monté fixe sur un véhicule, par exemple en étant fixé sur le châssis dudit véhicule, et qui comprend une machine hydraulique, par exemple l'une des machines hydrauliques 40, 42. Dans la suite de la description, on considère que l'ensemble 100 comprend la machine 42 de l'essieu mené 20. L'ensemble 100 comprend un carter 110 qui loge la machine hydraulique 42, ainsi que, outre le différentiel 14, la pompe de gavage 44, le moteur électrique 49, le filtre 47, la valve 45, les deux clapets anti-retour 50 et 52 et les limiteurs de pression 51, 53 et 54. L'invention n'est pas limitée à cet exemple particulier. Elle s'applique à de nombreuses autres variantes d'intégration dans le carter 110 de composants auxiliaires coopérant avec la machine hydraulique 42. De préférence dans le cadre de l'invention les machines hydrauliques 40 et 42 sont respectivement une pompe et un moteur hydrauliques à pistons radiaux. Le demandeur a déjà proposé de nombreux modèles de moteurs et pompes hydrauliques à pistons radiaux. Ainsi de préférence dans le cadre de l'invention, comme illustré sur la figure 3, la machine hydraulique à pistons radiaux formant le moteur 42 comprend, dans la chambre d'un carter, un transducteur hydraulique/mécanique composé : - d'une came multilobes 420, formée par exemple sur la surface interne d'un élément du carter, - d'un bloc cylindres 422 monté à rotation relative dans le carter, - d'un arbre 424 lié à rotation au bloc cylindres 422, - de pistons 423 guidés à coulissement radial dans des cylindres respectifs du bloc cylindres 422 et prenant appui sur les lobes de la came 420, et - d'un distributeur 426 adapté pour appliquer successivement et de manière contrôlée sur les pistons 423 un fluide provenant de la pompe 40, de sorte que l'appui successif des pistons 423 sur les lobes de la came 420 entraîne la rotation relative du bloc cylindres 422 et des éléments qui lui sont liés par rapport au carter. Sur la figure 3 on a référencé 427 un couvercle du carter qui obture le logement recevant le distributeur 426 et on a référencé 421 une partie radialement interne du bloc cylindres 422, dénommée hydrocouple, qui reçoit le fluide en provenance du distributeur 426 et assure l'alimentation successive des cylindres logeant les pistons 423. Un tel système étant réversible, la machine hydraulique formant la pompe 40 est de préférence de structure identique au moteur 42 qui vient d'être décrit. C'est-à-dire que l'arbre 424 ou un élément qui lui est lié mécaniquement de la pompe 40, étant entrainé en rotation par le moteur thermique M par l'intermédiaire de la boite de vitesse 3, la coopération des pistons 423 et de la came multilobes 420 de la pompe 40 génère des pressions successives dans les cylindres, de sorte que le transducteur hydraulique/mécanique composant la machine 40 constitue alors non pas un moteur mais une pompe hydraulique. L'homme de l'art comprendra que certains éléments constitutifs du moteur 42 sont soumis à une haute pression, tandis que certains autres éléments constitutifs du même moteur 42 sont soumis à une basse pression. En particulier le logement fermé par le couvercle 427 et qui reçoit le distributeur 426, ainsi que le distributeur 426 et l'hydrocouple 421, sont placés sous la haute pression générée par la pompe 40 lorsque celle-ci est entrainée. En revanche par exemple la partie du moteur 42 formant palier 425 de rotation pour l'arbre 424 ainsi que la came 420 sont soumis à une basse pression (fonction de lubrification). A titre d'exemple non limitatif, la pression dite « haute » à laquelle le distributeur et l'hydrocouple sont soumis est comprise entre 300 et 500 bars, avantageusement comprise entre 300 et 450 bars, et de préférence de l'ordre de 400 bars. La pression dite « basse » est quant à elle comprise entre 5 et 30 bars, de préférence de l'ordre de 9 bars. Plus précisément selon l'invention, le carter 110 est composé de deux boitiers 112 et 114 liés entre eux. Le carter 112 est adapté pour tenir une haute pression. L'autre carter 114 est adapté pour tenir une basse pression. Par ailleurs les éléments, par exemple 427, 426 et 421, constitutifs de la machine hydraulique 42 opérant à haute pression, ainsi que les composants auxiliaires, par exemple 45, 50, 51, 52, et 53, opérant à haute pression, sont regroupés et placés dans le boitier 112 de carter haute pression, tandis que les éléments, par exemple 420, constitutifs de la machine hydraulique 42 opérant à basse pression, ainsi que les composants auxiliaires, par exemple 44, 47, 49 et 54 opérant à basse pression, sont regroupés et placés dans le boitier 114 de carter basse pression. Cette dissociation entre fonctions opérant à haute pression et fonctions opérant à basse pression et regroupement de ces deux catégories de fonctions dans des boitiers respectifs 112 et 114 adaptés, est schématisée sur la figure 4 15 annexée. On aperçoit en particulier sur la figure 2 le boitier du moteur électrique 49 entrainant la pompe de gavage 44 et le boitier du filtre 47 portés par l'élément de boitier 114. Selon un premier mode de réalisation, les deux boitiers de carter 112 et 114 20 sont venus de matière, c'est-à-dire qu'ils sont réalisés par fabrication sous forme d'un élément commun monobloc de carter. Cependant dans le cadre de l'invention, le boitier de carter 114 soumis à une basse pression est réalisé avec une épaisseur plus faible que le boitier de carter 112. Ainsi l'invention permet d'obtenir un carter 110 plus léger que selon l'état de la technique. 25 Ainsi par exemple, pour deux boitiers de carter réalisés en fonte, l'épaisseur du boitier de carter 112 peut être de l'ordre de 15 mm, tandis que l'épaisseur du boitier 114 est de l'ordre de 5 mm. Selon un deuxième mode de réalisation, les deux boitiers de carter 112 et 114 sont réalisés sous forme de deux boitiers distincts, initialement séparés, 30 d'épaisseur respectivement adaptée à la haute pression et à la basse pression comme indiqué précédemment pour le premier mode de réalisation, et fixés en position relative fonctionnelle à l'aide de tous moyens appropriés, par exemple par vissage ou boulonnage, comme illustré en 115 sur la figure 2. Dans le cadre du deuxième mode de réalisation, les deux boitiers de carter 112 et 114 peuvent être réalisés dans un matériau identique. Ils sont cependant de préférence réalisés en des matériaux différents choisis pour supporter respectivement une haute pression et une basse pression. Par exemple le boitier de carter 112 peut être réalisé en fonte ou en acier, tandis que le boitier de carter 114 est réalisé en aluminium. Les épaisseurs des boitiers 112 et 114 sont adaptées en fonction des matériaux choisis et des pressions fonctionnelles. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS1. Ensemble (100) comprenant : - un carter (110) - une machine hydraulique (42) adaptée pour être reliée à un circuit hydraulique (4) et - des composants auxiliaires (44, 45, 47, 49, 50, 51, 52, 53, 54) qui coopèrent avec la machine hydraulique (42), la machine hydraulique (42) et les composants auxiliaires (44, 45, 47, 49, 50, 51, 52, 53, 54) étant logés dans le carter (110), l'ensemble étant caractérisé en ce que : - le carter (110) est composé de deux boitiers (112, 114) liés, l'un (112) adapté pour tenir une haute pression et l'autre (114) adapté pour tenir une basse pression et - les éléments (427, 426, 421) constitutifs de la machine hydraulique (42) opérant à haute pression ainsi que les composants auxiliaires (45, 50, 51, 52, 53) opérant à haute pression sont regroupés et placés dans le boitier de carter haute pression (112), tandis que les éléments (420, 425) constitutifs de la machine hydraulique (42) opérant à basse pression ainsi que les composants auxiliaires (44, 47, 49, 54) opérant à basse pression sont regroupés et placés dans le boitier de carter basse pression (114). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux boitiers de carter (112, 114) sont venus de matière sous forme d'un élément commun monobloc. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boitier de carter (114) soumis à une basse pression est réalisé avec une épaisseur plus faible que le boitier de carter (112) soumis à une haute pression. 4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux boitiers de carter (112, 114) sont réalisés sous forme de deux boitiers distincts, initialement séparés, d'épaisseur respectivement adaptée à la haute pression et à la basse pression, et fixés en position relative fonctionnelle. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux boitiers de carter (112, 114) sont réalisés en des matériaux différents choisis pour supporter respectivement une haute pression et une basse pression. 6. Ensemble selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le boitier de carter (112) haute pression est réalisé en fonte ou en acier, tandis que le boitier de carter (114) basse pression est réalisé en aluminium. 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la machine hydraulique (42) est une machine à pistons radiaux dont un logement fermé par un couvercle (427) et qui reçoit un distributeur (426), ainsi que le distributeur (426) et un hydrocouple (421), sont placés dans le boitier de carter (112) haute pression, tandis que la partie de la machine (42) formant palier (425) de rotation pour un arbre (424) ainsi qu'une came (420) sont placés dans le boitier de carter (114) basse pression 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boitier (114) de carter basse pression loge une pompe de gavage (44), un moteur (49) qui lui est associé et un filtre (47). 9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boitier (112) de carter haute pression loge une valve de vidange (45), des clapets anti-retours (50, 52) et des modules limiteurs de pression (51, 53). 10. Véhicule équipé d'un ensemble selon l'une des revendications 1 à 9. 11. Véhicule selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend deux essieux (10, 20), une première machine hydraulique (40) associée à un essieu menant (10), un moteur primaire (M) assurant l'entrainement de la première machine hydraulique, une seconde machine hydraulique (42) associée à l'essieu mené (20), une transmission hydrostatique de puissance reliant la première machine hydraulique (40) formant pompe et la seconde machine hydraulique (42) formant moteur, une pompe de gavage (44) associée à un filtre (47) et à des clapets anti-retours (50, 52) et des limiteurs de pression ((51, 53), dans lequel la seconde machine hydraulique (42) est une machine à pistons radiaux dont un logement fermé par un couvercle (427) et qui reçoit un distributeur (426), le distributeur (426) et un hydrocouple (421), ainsi que les clapets anti-retours (50, 52) et les limiteurs de pression ((51, 53), sont placés dans le boitier de carter (112) haute pression, tandis que la partie de la seconde machine (42) formant palier (425) de rotation pour un arbre (424), une came (420), ainsi que la pompe de gavage (44) et le filtre (47) associés, sont placés dans le boitier de carter (114) basse pression