Brevet FR3132934A1 — publié le 20230825

L’invention concerne une machine tournante hydraulique à pistons comprenant : un carter (102), un plateau biais (130) monté dans le carter, un arbre d’entrainement (100) et un barillet (104) montés dans le carter, une pluralité de pistons (106) situés dans des alésage ménagés dans le barillet, la pluralité de pistons prenant appuis au niveau d'une première extrémité contre le plateau biais, une culasse de distribution (110), contre laquelle le barillet prend appui à l'opposé du plateau biais, dans laquelle la distribution de la machine tournante hydraulique est assurée par la culasse de distribution, la culasse de distribution comportant deux lunules permettant l'aspiration et le refoulement d'un liquide dans la machine tournante hydraulique, et dans laquelle la culasse de distribution est une pièce de fonte comprenant une surface sur laquelle un revêtement de métal tendre (111) a été déposé, le revêtement de métal tendre étant en contact avec le barillet. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Machine tournante hydraulique L’invention se rapporte d’une façon générale au domaine des machines tournantes hydrauliques à pistons. Plus particulièrement, l’invention est relative aux pompes hydrauliques à pistons et aux moteurs hydrauliques à pistons. Arrière-plan technologique Il existe différents types de machines tournantes hydrauliques. Elles comportent principalement un carter, un plateau biais et un barillet montés dans le carter ainsi qu’une pluralité de pistons intégrés dans le barillet. Dans DE102010046216A1 ou dans US2009120278, la distribution est autorisée par l’intermédiaire d’une glace de distribution qui est une pièce rapportée entre le barillet et la culasse qui ferme le carter de pompe. La glace de distribution comporte un passage traversant formé par deux lunules qui permettent le passage du liquide et plus particulièrement l’aspiration et le refoulement du liquide dans la pompe hydraulique. La glace de distribution est une pièce rapportée qui joue un rôle important car elle doit permettre notamment l’étanchéité de l’interface entre le barillet et la culasse. La glace de distribution comporte une surface de glissement en contact avec le barillet permettant de limiter les forces de frottement contre le barillet. La glace de distribution est une pièce amovible pouvant, en cas d’usure, être remplacée. Cependant, la glace de distribution peut engendrer des fuites de liquide hydraulique et donc endommager ou diminuer les performances de la machine tournante hydraulique. Résumé Une idée à la base de l’invention est de proposer une machine tournante hydrauliques à pistons présent une faible usure en fonctionnement et dont le nombre de pièce constitutive soit réduit pour réduire les coûts de fabrication. Une idée de base de l’invention est d’améliorer les performances énergétiques de la machine tournante hydraulique en supprimant les zones de fuites hydrauliques liées à l’utilisation d’une glace de distribution. Une autre idée à la base de l’invention est de proposer une pompe hydraulique à pistons et/ou un moteur hydraulique à pistons alternatif. Une autre idée à la base de l’invention est de proposer un procédé de préparation d’une culasse de distribution bi-matière destinée à être intégrée dans une machine tournante hydraulique. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une machine tournante hydraulique à pistons comprenant : un carter, un plateau biais monté dans le carter, un arbre d’entrainement et un barillet montés en rotation dans le carter, une pluralité de pistons axiaux coulissants situés dans des alésage ménagés dans le barillet, la pluralité de pistons axiaux prenant appuis au niveau d'une première extrémité contre le plateau biais, une culasse de distribution agencée pour fermer le carter, contre laquelle le barillet prend appui à l'opposé du plateau biais, la culasse de distribution étant située à l’opposé de l’arbre d’entrainement, dans laquelle la distribution de la machine tournante hydraulique est assurée par la culasse de distribution, la culasse de distribution comportant deux lunules permettant l'aspiration et le refoulement d'un liquide dans la machine tournante hydraulique, et dans laquelle la culasse de distribution est une pièce de fonte comprenant une surface sur laquelle un revêtement de métal tendre a été déposé, le revêtement de métal tendre étant en contact avec le barillet Grâce à ces caractéristiques, la machine tournante hydraulique possède un bon rendement avec une bonne tolérance aux vitesses de rotation élevées sans que la pression de refoulement ne provoque la séparation du barillet et de la culasse de distribution. Selon des modes de réalisation, une telle machine tournante hydraulique peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Le terme « métal tendre » est défini dans le présent texte comme étant un métal malléable et ductile, c’est-à-dire pouvant être déformé, étendu sans se fragmenter, ni se briser dans des conditions de pression d’environ 10x10 4 Pa et de température comprise entre 10 °C et 60 °C. Selon un mode de réalisation, le métal tendre est un alliage métallique non ferreux. Selon un mode de réalisation, le métal tendre est un alliage métallique non ferreux comprenant de l’or, de l’argent, du cuivre, de l’aluminium, de l’étain, du platine, du palladium, du plomb, du zinc ou un mélange de ces métaux. Selon un mode de réalisation, l’alliage métallique non ferreux comprend au moins 51 % de cuivre par rapport au poids total de l’alliage métallique non ferreux. Selon un mode de réalisation, le métal tendre est choisi parmi : le bronze ou le laiton. Selon un mode de réalisation, l’épaisseur du revêtement de métal tendre est comprise entre 0.5 et 3,5 mm, préférentiellement comprise entre 1 et 2 mm. Selon un mode de réalisation, le revêtement de métal tendre a été déposé directement sur la pièce de fonte par une technique choisie parmi : le brasage, la pulvérisation à froid, dépôt sous vide et la production additive. Selon un mode de réalisation, le revêtement de métal tendre a été déposé directement sur la pièce de fonte par projection de poudre avec fusion par faisceau laser. Grâce à ces caractéristiques, le revêtement de métal tendre peut être formé de manière bien contrôlée et précise et offrir une excellente tenue dans la durée. En outre, cela permet de former un dépôt avec peu de perte de matière première et donc un dépôt à moindre coût. Selon un mode de réalisation, le revêtement de métal tendre est situé uniquement sur la surface de la pièce de fonte destinée à être en contact avec le barillet. Selon un mode de réalisation, la machine tournante hydraulique est une pompe hydraulique. Selon un mode de réalisation, la machine tournante hydraulique est un moteur hydraulique. Selon un mode de réalisation, la machine tournante hydraulique est réversible et fonctionne soit en pompe hydraulique, soit en moteur hydraulique. Selon un mode de réalisation, machine tournante hydraulique à pistons comporte entre 2 et 12 pistons, préférentiellement entre 4 et 8 pistons, par exemple 6 pistons. Selon un mode de réalisation, l’arbre et le barillet sont à double sens de rotation. D’une manière générale, la présente invention est conçue pour fonctionner sur une pluralité de machines tournantes hydrauliques, notamment les moteurs ou pompes hydrauliques à pistons de type : à sens unique de rotation, à deux sens de rotation, à cylindrée fixe, à cylindrée variable, à axe brisé, ou toute combinaison d’une ou plusieurs de ces caractéristiques. Selon un mode de réalisation, l’invention à pour deuxième objet un procédé de préparation d’une culasse de distribution bi-matière, la culasse de distribution étant destinée à être intégrée dans une machine hydraulique à pistons, le procédé comprenant une étape de dépôt d’une couche d’un métal tendre directement sur une surface d’une pièce de fonte formant culasse afin de former une pièce bi-matière. Selon un mode de réalisation, le dépôt est effectué par projection de poudre avec fusion par faisceau laser. Selon un mode de réalisation, la couche de métal tendre déposée lors de l’étape de dépôt est comprise entre 0.5 et 3,5 mm, préférentiellement comprise entre 1 et 2 mm. Selon un mode de réalisation, la couche de revêtement de métal tendre est déposée uniquement sur une surface de la pièce de fonte destinée à être en contact avec un barillet rotatif. Grâce à ces caractéristiques, la quantité de métal tendre utilisé est réduit. Ainsi, le procédé est économique. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape d’usinage d’au moins un canal de distribution dans la pièce de fonte formant culasse avant ou après le dépôt de la couche de métal tendre. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape d’assemblage de la culasse de distribution bi-matière à un carter afin de former une machine tournante hydraulique. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La représente une vue en coupe d’une machine tournante selon un mode de réalisation. La est une vue agrandie de la zone II illustrée sur la . La est une vue en coupe d’une machine tournante à axe brisé, selon un autre mode de réalisation. La est une vue en perspective d’une culasse de distribution convenant pour la machine de la . Machine tournante hydraulique (I) à pistons comprenant : un carter (2, 102), un plateau biais (30,130) monté dans le carter (2, 102), un arbre d’entrainement (1, 100) et un barillet (4, 104) montés en rotation dans le carter (2, 102), une pluralité de pistons axiaux (6, 106) coulissants situés dans des alésage ménagés dans le barillet (4, 104), la pluralité de pistons axiaux (6, 106) prenant appuis au niveau d’une première extrémité contre le plateau biais (30, 130), une culasse de distribution (10, 110) agencée pour fermer le carter (2, 102), contre laquelle le barillet (4, 104) prend appui à l'opposé du plateau biais (30, 130), la culasse de distribution (10, 110) étant située à l’opposé de l’arbre d’entrainement (1, 100), dans laquelle la distribution de la machine tournante hydraulique (I) est assurée par la culasse de distribution (10, 110), la culasse de distribution (10, 110) comportant deux lunules (12, 112, 13, 113) permettant l'aspiration et le refoulement d'un liquide dans la machine tournante hydraulique (I), et dans laquelle la culasse de distribution (10, 110) est une pièce de fonte comprenant une surface sur laquelle un revêtement de métal tendre (11, 111) a été déposé, le revêtement de métal tendre (11, 111) étant en contact avec le barillet (4, 104). Machine tournante hydraulique selon la revendication 1, dans laquelle le métal tendre (11, 111) est choisi parmi : le bronze ou le laiton. Machine tournante hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’épaisseur du revêtement de métal tendre (11, 111) est comprise entre 0,5 et 3,5 mm. Machine tournante hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le revêtement de métal tendre (11, 111) a été déposé directement sur la pièce de fonte par une technique choisie parmi : le brasage, la pulvérisation à froid, dépôt sous vide et la production additive. Machine tournante hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le revêtement de métal tendre (11, 111) a été déposé directement sur la pièce de fonte par projection de poudre avec fusion par faisceau laser. Machine tournante hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la machine tournante hydraulique (I) est une pompe hydraulique. Machine tournante hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la machine tournante hydraulique (I) est un moteur hydraulique. Machine tournante hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la machine tournante hydraulique (I) est réversible et fonctionne soit en pompe hydraulique, soit en moteur hydraulique. Procédé de préparation d’une culasse de distribution bi-matière, la culasse de distribution étant destinée à être intégrée dans une machine hydraulique à pistons (I), le procédé comprenant une étape de dépôt d’une couche d’un métal tendre (11) directement sur une surface d’une pièce de fonte afin de former une pièce bi-matière, dans lequel le dépôt est effectué par projection de poudre avec fusion par faisceau laser. Procédé de préparation d’une culasse de distribution bi-matière selon la revendication précédente, dans lequel la couche de revêtement de métal tendre est déposée uniquement sur une surface de la pièce de fonte destinée à être en contact avec un barillet rotatif.