Brevet FR3121960A1 — publié le 20221021

Circuit de balayage amélioré pour machine hydraulique. Machine hydraulique (100) comprenant un circuit de balayage amélioré, adapté pour former un flux primaire (F1) de balayage circulant depuis un orifice d’entrée (210) successivement dans une portion proximale (110), dans une portion médiane (120) et dans une portion distale (130) de la machine hydraulique (100), puis dans la portion médiane (120) et dans la portion proximale (110) jusqu’à un orifice de sortie (220). Figure pour l’abrégé : Fig. 2. Circuit de balayage amélioré pour machine hydraulique. Le présent exposé concerne une machine hydraulique comprenant un système de balayage amélioré. On représente schématiquement sur la un exemple de structure de machine hydraulique, par exemple une pompe hydraulique ou un moteur hydraulique. La machine hydraulique 100 telle que schématisée présente un arbre 102 s’étendant selon un axe principal X-X. De manière schématique, on peut définir plusieurs portions pour la machine hydraulique 100 : une portion proximale 110, une portion médiane 120 et une portion distale 130, les désignations proximales et distales étant définies arbitrairement par rapport à l’axe principal X-X, et étant employées dans le texte pour repérer la position de différents éléments. La portion proximale 110 a une fonction d’alimentation de distribution. Elle comprend un distributeur 112, et plus généralement les moyens assurant une alimentation et un refoulement de fluide, typiquement deux conduits définissant un conduit que l’on qualifie de haute pression (HP) et un conduit que l’on qualifie de basse pression (BP) La portion médiane 120 définit l’hydrocouple de la machine hydraulique 100. Elle comprend un bloc cylindres 122 comprenant une pluralité de logements dans lesquels des pistons 124 sont montés coulissant, lesdits pistons 124 venant au contact d’une came multilobes 126. La portion distale 130 comprend typiquement le palier de la machine hydraulique 100. Dans l’exemple représenté, la portion distale comprend deux roulements à rouleaux coniques 132 formant un palier de roulement assurant le mouvement relatif en rotation de la machine hydraulique. La portion distale 130 peut également comprendre d’autres éléments, par exemple un dispositif de freinage. On représente schématiquement sur la un exemple de circuit en boucle fermée de la machine hydraulique 100, comprenant une pompe hydraulique 10 couplée à un moteur primaire M qui en assure l’entrainement en rotation. La pompe hydraulique 10 présente deux orifices définissant une admission et un refoulement, qui sont reliés respectivement à un refoulement et à une admission formés dans la portion proximale 110 de la machine hydraulique 100, de manière à former un circuit hydraulique fermé présentant deux branches que l’on désigne arbitrairement comme branche haute pression HP et branche basse pression BP. Ainsi dans la machine hydraulique 100, le circuit en boucle fermée correspond au circuit dans lequel circule le fluide de travail de la machine hydraulique 100, typiquement de l’huile, lié au mouvement de rotation de la machine hydraulique 100. Le circuit en boucle fermée comprend également une pompe de gavage 12, qui peut être couplée à ce même moteur primaire M ou entrainée par un autre élément. La pompe de gavage 12 est reliée aux conduits du circuit hydraulique via des clapets anti retour 14 de manière à assurer un gavage du circuit hydraulique. Dans une telle machine hydraulique 100, on distingue le circuit en boucle fermée de la machine hydraulique 100 par rapport à son volume interne. On schématise sur la le circuit en boucle fermée par des pointillés, et le volume interne par des hachures. Le volume interne de la machine hydraulique 100 est ici défini comme étant l’espace à l’intérieur de la machine hydraulique qui ne fait pas partie de la boucle fermée, et qui est typiquement à une pression interne très nettement inférieure à la pression du fluide de travail de la machine hydraulique, par exemple à pression proche de la pression atmosphérique ou ambiante. Le circuit en boucle fermée est typiquement étanche et isolé du volume interne au moyen d’éléments d’étanchéité adaptés. Le fluide de travail circulant dans le circuit en boucle fermée et qui parcourt les différents organes d’un circuit hydraulique tels que les pompes, moteurs, conduits et divers organes de régulation a tendance à s’échauffer, notamment en raison des frottements entre les différents éléments internes de la machine hydraulique 100 et des pertes de charges. Pour refroidir le fluide circulant dans le circuit en boucle fermée, il est connu de prévoir une fonction d’échange ; on prélève de l'huile que l’on qualifie de « chaude » de la boucle fermée sur la ligne de plus basse pression grâce à une valve d'échange 16 pour la remplacer par le même volume d'huile qui vient d’un réservoir R grâce à la pompe de gavage 12 et aux éléments de circuit associés au gavage, cette huile étant à une température plus faible et ayant typiquement été filtrée. Une telle fonction permet ainsi d’abaisser la température de l'huile circulant dans la boucle fermée. Or, comme indiqué précédemment, le volume interne de la machine hydraulique 100 est dissocié de la boucle fermée de manière étanche, en conséquence, l'échange ne refroidit pas l'huile contenue dans le volume interne de la machine hydraulique 100. Pour refroidir le volume interne, il est donc connu de réaliser un balayage du volume interne de la machine hydraulique 100 au moyen d’un fluide que l’on introduit dans le volume interne (par exemple prélevé dans une branche basse pression du circuit hydraulique grâce à la valve d’échange ou directement issu de la pompe de gavage) puis de faire ressortir cette même quantité de fluide par un drain. Toutefois, les solutions proposées actuellement ne permettent pas de réaliser un balayage de l’ensemble du volume interne, ou requièrent de définir des flux de balayage dédiés ayant des conduites d’admission et de refoulement réparties dans les différentes portions de la machine hydraulique 100, par exemple dans la portion proximale 110 et la portion distale 130 ce qui est contraignant en termes d’implantation et de maintenance. L’ajout de conduites additionnelles pose en effet des problématiques supplémentaires en termes d’accès et augmente les risques d’arrachage des conduites. Une autre solution connue consiste à utiliser les fuites depuis la boucle fermée vers le volume interne de la machine hydraulique 100 en association avec un drain ajouté sur le carter de la machine hydraulique 100 pour réaliser un balayage du volume interne. Néanmoins, il s’avère qu’une telle solution conduit à un balayage insuffisant ne permettant pas de refroidir l’intégralité du volume interne et notamment les parties les plus éloignées des zones dans lesquelles se produisent les fuites et du drain. Quelle que soit la structure proposée, lorsque le volume interne du moteur n’est pas suffisamment balayé, l’huile présente dans le volume interne peut s’échauffer, notamment du fait des frottements des différentes pièces mobiles ou pertes de charges, et devenir plus chaude que l’huile échangée, en particulier dans des zones du volume interne éloignées de l’arrivée du fluide de balayage ou de sa sortie. Le présent exposé vise à répondre au moins partiellement à ces problématiques. Afin de répondre au moins partiellement à ces problématiques, la présente invention concerne un ensemble comprenant une machine hydraulique comprenant un premier ensemble et un second ensemble mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre selon un axe principal, le premier ensemble comprenant un arbre (102) et le second ensemble comprenant un carter ladite machine hydraulique présentant trois portions s’étendant successivement depuis une extrémité proximale vers une extrémité distale selon l’axe principal, - une portion proximale, comprenant un distributeur et des conduites d’alimentation et de refoulement de fluide, - une portion médiane, comprenant un bloc cylindres et une came, - une portion distale, comprenant des roulements, ladite machine hydraulique présentant un volume interne et comprenant un circuit de balayage du volume interne, ledit circuit de balayage présentant un orifice d’entrée de fluide dans la portion proximale, un orifice de sortie (220) de fluide dans la portion proximale, ledit circuit de balayage étant configuré de manière à former un flux primaire de balayage circulant depuis l’orifice d’entrée successivement dans la portion proximale, dans la portion médiane et dans la portion distale de la machine hydraulique, puis dans la portion médiane et dans la portion proximale jusqu’à l’orifice de sortie. Selon un exemple, le circuit de balayage définit deux flux dans le volume interne de la machine hydraulique : - le flux primaire, et - un flux secondaire, le flux primaire et le flux secondaire étant injectés dans la machine hydraulique par l’orifice d’entrée de fluide, et ressortant de la machine hydraulique par l’orifice de sortie de fluide. Selon un exemple, le flux secondaire définit une circulation de fluide au sein de la portion proximale, entre l’orifice d’entrée de fluide et l’orifice de sortie de fluide. Selon un exemple, le flux primaire et le flux secondaire sont calibrés au moyen de restrictions définissant le débit maximal de fluide pour chacun desdits flux. Selon un exemple, la portion distale de la machine hydraulique comprend un dispositif de freinage. Selon un exemple, ledit ensemble comprend une valve d’échange, adaptée pour prélever du fluide hydraulique depuis la conduite ayant la pression la plus faible parmi la conduite d’admission et la conduite de refoulement de la machine hydraulique ; et à l’injecter dans l’orifice d’entrée de fluide du circuit de balayage. Selon un exemple, ladite valve d’échange est intégrée à un couvercle de distribution de la machine hydraulique. Selon un exemple, ledit ensemble comprend une valve de balayage, adaptée pour prélever du fluide hydraulique dans un circuit de gavage associé à la machine hydraulique ou dans un circuit de pilotage associé à la machine hydraulique. Selon un exemple, le circuit de balayage comprend des conduits formés dans le distributeur et/ou l’arbre et/ou le bloc cylindres de la machine hydraulique, de manière à acheminer le fluide de balayage depuis l’orifice d’entrée jusqu’à la portion distale de la machine hydraulique, et à injecter le fluide de balayage dans un volume interne de la portion distale de la machine hydraulique. La portion distale comprend alors typiquement un manchon positionné autour de l’arbre, en appui contre le bloc cylindres, ledit appui du manchon contre le bloc cylindres étant muni d’un élément d’étanchéité, ledit manchon étant configuré de manière à définir un passage de fluide le long de l’arbre, jusqu’à une extrémité distale du volume interne de la portion distale de la machine hydraulique. L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples non limitatifs. La décrite précédemment représente schématiquement un exemple de machine hydraulique. La représente un exemple de machine hydraulique selon un aspect de l’invention. La représente un exemple de machine hydraulique selon un aspect de l’invention. La représente un exemple de machine hydraulique selon un aspect de l’invention. La représente un exemple de machine hydraulique selon un aspect de l’invention. Sur l’ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques. Ensemble comprenant une machine hydraulique (100) comprenant un premier ensemble et un second ensemble mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre selon un axe principal (X-X), le premier ensemble comprenant un arbre (102) et le second ensemble comprenant un carter, ladite machine hydraulique (100) présentant trois portions s’étendant successivement depuis une extrémité proximale vers une extrémité distale selon l’axe principal (X-X), - une portion proximale (110), comprenant un distributeur (112) et des conduites d’alimentation et de refoulement de fluide, - une portion médiane (120), comprenant un bloc cylindres (122) et une came (126), - une portion distale (130), comprenant des roulements (132), ladite machine hydraulique (100)présentant un volume interne et comprenant un circuit de balayage (200) du volume interne, ledit circuit de balayage (200) présentant un orifice d’entrée (210) de fluide dans la portion proximale (110), un orifice de sortie (220) de fluide dans la portion proximale (110), ledit circuit de balayage (200) étant configuré de manière à former un flux primaire (F1) de balayage circulant depuis l’orifice d’entrée (210) successivement dans la portion proximale (110), dans la portion médiane (120) et dans la portion distale (130) de la machine hydraulique (100), puis dans la portion médiane (120) et dans la portion proximale (110) jusqu’à l’orifice de sortie (220). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le circuit de balayage (200) définit deux flux dans le volume interne de la machine hydraulique (100) : - le flux primaire (F1), et - un flux secondaire (F2), le flux primaire (F1) et le flux secondaire (F2) étant injectés dans la machine hydraulique (100) par l’orifice d’entrée (210) de fluide, et ressortant de la machine hydraulique par l’orifice de sortie (220) de fluide. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel le flux secondaire (F2) définit une circulation de fluide au sein de la portion proximale (110), entre l’orifice d’entrée (210) de fluide et l’orifice de sortie (220) de fluide. Ensemble selon l’une des revendications 2 à 3, dans lequel le flux primaire (F1) et le flux secondaire (F2) sont calibrés au moyen de restrictions définissant le débit maximal de fluide pour chacun desdits flux (F1, F2). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la portion distale (130) de la machine hydraulique (100) comprend un dispositif de freinage (134). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant une valve d’échange (240), adaptée pour prélever du fluide hydraulique depuis la conduite ayant la pression la plus faible parmi la conduite d’admission et la conduite de refoulement de la machine hydraulique ; et à l’injecter dans l’orifice d’entrée (210) de fluide du circuit de balayage (200). Ensemble selon la revendication 6, dans lequel ladite valve d’échange (240) est intégrée à un couvercle de distribution (113) de la machine hydraulique (100). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le circuit de balayage est alimenté à partir du circuit de gavage associé à la machine hydraulique (100) ou à partir d’un circuit de pilotage associé à la machine hydraulique (100). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le circuit de balayage (200) comprend des conduits formés dans le distributeur (112) et/ou l’arbre (102) et/ou le bloc cylindres (122) de la machine hydraulique (100), de manière à acheminer le fluide de balayage depuis l’orifice d’entrée (210) jusqu’à la portion distale (130) de la machine hydraulique (100), et à injecter le fluide de balayage dans un volume interne de la portion distale (130) de la machine hydraulique (100). Ensemble selon la revendication 9, dans lequel la portion distale (130) comprend un manchon (136) positionné autour de l’arbre (102), en appui contre le bloc cylindres (122), ledit appui du manchon (136) contre le bloc cylindres (122) étant muni d’un élément d’étanchéité, ledit manchon (136) étant configuré de manière à définir un passage de fluide le long de l’arbre (102), jusqu’à une extrémité distale du volume interne de la portion distale (130) de la machine hydraulique (100).