Hydromatik

Hydromatik est une marque de pompes et de moteurs à pistons axiaux, initialement développés et fabriqués par la société Brüninghaus Hydromatik GmbH, dont le siège se trouve à Elchingen. Ces composants se caractérisent par une densité de puissance élevée, un réglage variable et des pressions de service pouvant atteindre 450 bars; ils sont utilisés dans des systèmes d’entraînement hydrostatiques exigeants destinés à l’hydraulique mobile et industrielle. Aujourd’hui, Hydromatik est intégrée au groupe Bosch Rexroth en tant que gamme de produits.

Origines et histoire de l’entreprise Hydromatik

Les origines d’Hydromatik remontent au milieu du XXe siècle. L’entreprise s’est imposée comme spécialiste des groupes à pistons axiaux et s’est forgé une réputation grâce à ses pompes et moteurs robustes et résistants à la haute pression, devenus indispensables dans l’hydraulique pour charges lourdes. Dès le début, la gamme de produits était destinée aux applications nécessitant un réglage continu de la vitesse et du couple à des pressions élevées.

Rachat par Rexroth et intégration au sein de Bosch Rexroth

En 1972, Rexroth a racheté Hydromatik GmbH, élargissant ainsi son portefeuille avec les pompes et moteurs à pistons axiaux qui avaient fait leurs preuves. Peu après, en 1976, Rexroth a été entièrement intégré au groupe Mannesmann, ce qui a permis à Hydromatik de poursuivre ses activités au sein de Mannesmann Rexroth. L’intégration définitive au sein du groupe actuel a eu lieu en 2001, lorsque Mannesmann Rexroth a fusionné avec la division « Techniques d’automatisation » de Robert Bosch pour former Bosch Rexroth AG. Depuis lors, les gammes de produits Hydromatik sont développées, produites et commercialisées sous la marque ombrelle Bosch Rexroth. Le nom « Hydromatik » est toutefois conservé pour désigner les gammes éprouvées de pompes à pistons axiaux.

Gammes de produits et séries Hydromatik

La gamme de produits Hydromatik comprend des pompes à pistons axiaux et des moteurs à pistons axiaux de type à disque pivotant ou à axe oblique. Les séries sont codées par un code alphanumérique, les préfixes indiquant le type de construction et la possibilité de réglage. Les principales séries se répartissent en circuits ouverts et fermés, ainsi qu’en volumes de refoulement fixes et réglables.

Pompes à débit variable pour circuit ouvert

Les pompes à débit variable à disque pivotant constituent la colonne vertébrale de la gamme Hydromatik. Elles adaptent leur débit en continu aux besoins en modifiant l’angle de pivotement du disque. À un angle d’inclinaison de zéro degré, la pompe ne refoule aucun volume; à l’angle maximal, elle atteint son débit nominal. Cette conception permet une fourniture d’énergie adaptée aux besoins, sans pertes par étranglement.

Avec des volumes de refoulement compris entre 18 et 140 cm³ par tour, la série A10V couvre la gamme des puissances moyennes. Avec des pressions nominales de 280 bars et des pressions de pointe pouvant atteindre 450 bars, elle constitue la solution standard pour les engins de chantier mobiles tels que les pelles hydrauliques et les chargeuses sur pneus. La série A4VSO, avec des volumes de refoulement de 71 à 750 cm³ par tour, est destinée aux applications industrielles avec des pressions nominales de 350 bars. Pour les applications particulièrement exigeantes dans le domaine des charges lourdes, la série A11V offre des volumes de refoulement allant jusqu’à 600 cm³ par tour à des pressions pouvant atteindre 450 bars.

Pompes et moteurs à déplacement fixe

Les unités à déplacement fixe de la série A2F fournissent un débit volumique constant ou un volume d’aspiration constant. Elles sont utilisées lorsque les exigences en matière de puissance de refoulement ou d’entraînement restent constantes ou lorsque la régulation s’effectue via des vannes externes. La gamme couvre des cylindrées de 5 à 1 000 cm³ par tour et atteint des pressions nominales de 350 à 400 bars. Leur conception compacte et leur densité de puissance élevée les rendent particulièrement intéressantes pour les applications où l’espace disponible est limité.

Moteurs à cylindrée variable

Les moteurs à cylindrée variable d’Hydromatik permettent d’ajuster la cylindrée pendant le fonctionnement. Il est ainsi possible de faire varier la vitesse de rotation et le couple tout en maintenant un débit volumétrique constant. La série A6V, par exemple, couvre des volumes de refoulement de 28 à 500 cm³ par tour et est principalement utilisée dans les entraînements de translation des engins mobiles, où une large plage de vitesses et un couple de démarrage suffisant sont requis.

Caractéristiques techniques et principes de construction

Les composants Hydromatik reposent sur le principe des pistons axiaux. Les pistons sont disposés parallèlement à l’arbre d’entraînement et plongent dans un bloc-cylindres qui est incliné par rapport à l’arbre d’entraînement ou entraîné par un disque pivotant. Selon la conception, la course du piston résulte de l’inclinaison du bloc-cylindres (conception à axe incliné) ou de l’angle du disque pivotant (conception à disque pivotant).

Conception à disque pivotant contre conception à axe incliné

Ces deux principes de construction présentent des atouts spécifiques. La construction à disque pivotant permet une conception plus compacte et convient particulièrement aux pompes à débit variable, car l’angle de pivotement peut varier en continu entre zéro et la valeur maximale. La conception à axe incliné offre en revanche un rendement plus élevé pour les grands volumes de refoulement et est principalement utilisée dans les unités à cylindrée fixe et les moteurs à haute performance. Hydromatik propose des solutions basées sur ces deux principes, en fonction de la série et du profil d’exigences.

Pressions de service et rendements

Les séries Hydromatik fonctionnent à des pressions nominales comprises entre 280 et 450 bars, des pressions de pointe pouvant atteindre brièvement 500 bars. Les rendements volumétriques des unités modernes dépassent 90 %, tandis que les rendements mécaniques et hydrauliques globaux atteignent des valeurs supérieures à 92 %. Ces valeurs d’efficacité résultent de géométries optimisées des pistons et des disques de commande, qui minimisent les pertes par fuite et améliorent la circulation du fluide à l’intérieur des unités.

Domaines d’application des composants Hydromatik

L’éventail des applications s’étend de l’hydraulique mobile à l’hydraulique industrielle, en passant par les exigences spécifiques aux secteurs maritime et offshore. L’aperçu suivant présente les domaines d’application typiques:

Dans l’hydraulique mobile, les pompes et moteurs à débit variable prédominent, car les cycles de travail imposent des exigences de puissance très variables. Une pelleteuse, par exemple, a besoin d’une pression et d’un débit élevés pour soulever une charge, tandis que lors d’une course à vide, seule une fraction de la puissance est requise. Le réglage en continu des pompes Hydromatik adapte le débit exactement aux besoins du moment et réduit ainsi la consommation d’énergie ainsi que le dégagement de chaleur dans le système.

Dans l’hydraulique industrielle, les grandes pompes à débit variable de la série A4VSO sont utilisées lorsqu’une pression, un débit ou une puissance constants sont requis. Les presses à injection exploitent cette capacité de régulation précise pour contrôler avec exactitude la pression d’injection, la pression de maintien et le temps de déchargement. Les presses hydrauliques bénéficient de la possibilité de basculer entre une avance rapide et une pression de pressage élevée sans avoir à changer de pompe.

Entretien et maintenance des unités Hydromatik

La longévité des pompes et moteurs Hydromatik dépend en grande partie du respect des consignes d’entretien et de la qualité de l’huile. Des durées de fonctionnement typiques supérieures à 5 000 heures ne sont pas rares lorsque l’entretien est effectué correctement. Les signes d’usure les plus courants concernent l’appariement piston-surface de glissement, le disque de commande et les joints.

Qualité de l’huile et filtration

Les groupes à pistons axiaux sont sensibles aux impuretés présentes dans l’huile hydraulique. Des particules d’une taille supérieure à 10 micromètres peuvent déjà entraîner l’apparition de rayures sur les disques de commande, qui sont très sensibles. Le respect de la classe de pureté de l’huile selon la norme DIN ISO 4406 est donc impératif. Pour la plupart des séries Hydromatik, Bosch Rexroth exige une classe de pureté d’au moins 20/18/15, voire 18/16/13 pour les applications haute pression. La filtration doit répondre à ces exigences, et les éléments filtrants doivent être remplacés selon les intervalles recommandés.

La viscosité de l’huile hydraulique influe également considérablement sur la durée de vie. La viscosité recommandée se situe, en fonctionnement, entre 12 et 60 mm²/s. Une viscosité trop faible augmente les fuites et réduit le rendement volumétrique; une viscosité trop élevée détériore la capacité d’aspiration et peut entraîner des dommages par cavitation. La catégorie d’huile HLP selon la norme DIN 51524 constitue l’exigence minimale pour la plupart des applications.

Signes d’usure typiques et diagnostic

L’usure des unités se manifeste dans un premier temps par une augmentation des pertes par fuite. Le volume de fuite du carter augmente, tandis que le rendement volumétrique diminue. Sur le plan acoustique, les premiers signes de détérioration se traduisent souvent par des pulsations accrues ou des bruits inhabituels, indiquant une usure des pistons ou des paliers. Une surveillance régulière du volume de fuite du carter et de la température de l’huile permet une maintenance conditionnelle qui minimise les temps d’arrêt et exploite pleinement la durée de vie des unités.

Les systèmes Hydromatik dans le contexte actuel du marché

Sous l’égide de Bosch Rexroth, les gammes Hydromatik font l’objet d’un développement continu. Les générations actuelles sont équipées de systèmes de régulation électrohydrauliques pouvant s’intégrer dans des architectures de commande numériques. Des capteurs mesurent la pression, la température et la vitesse de rotation directement sur l’unité et transmettent les données à des systèmes de commande de niveau supérieur. Cette intégration permet de mettre en place des concepts de maintenance prédictive et une gestion optimisée de l’exploitation, ce qui réduit encore davantage la consommation d’énergie.

Parallèlement, le marché des pièces détachées pour les anciennes unités Hydromatik reste dynamique. De nombreux exploitants de machines privilégient la maintenance des installations existantes plutôt que de nouveaux achats. Des prestataires de services hydrauliques spécialisés, tels que HK Hydraulik, proposent des révisions, l’approvisionnement en pièces de rechange et des réparations pour ces séries qui ont fait leurs preuves, ce qui souligne la pertinence durable de la technologie Hydromatik dans le quotidien industriel.

Le cadre normatif applicable aux groupes hydrauliques à pistons axiaux est défini par la norme DIN ISO 4413 (Exigences de sécurité pour les installations hydrauliques) et les fiches techniques de la VDMA. Les composants Hydromatik sont conformes à ces normes et sont en outre certifiés selon les directives internes de Bosch Rexroth, qui définissent des contrôles et des exigences de qualité supplémentaires.

« Hydromatik » est une marque désignant les pompes et moteurs à pistons axiaux, initialement développés et fabriqués par la société Brüninghaus Hydromatik GmbH, dont le siège se trouve à Elchingen. Ces composants se caractérisent par une densité de puissance élevée, un réglage variable et des pressions de service pouvant atteindre 450 bars; ils sont utilisés dans des entraînements hydrostatiques exigeants destinés à l’hydraulique mobile et industrielle. Aujourd’hui, Hydromatik est intégrée au groupe Bosch Rexroth en tant que gamme de produits.

Origines et histoire de l’entreprise Hydromatik

Les origines d’Hydromatik remontent au milieu du XXe siècle. L’entreprise s’est imposée comme spécialiste des groupes à pistons axiaux et s’est forgé une réputation grâce à ses pompes et moteurs robustes et résistants à la haute pression, devenus indispensables dans l’hydraulique pour charges lourdes. Dès le début, la gamme de produits était destinée aux applications nécessitant un réglage continu de la vitesse et du couple à des pressions élevées.

Rachat par Rexroth et intégration au sein de Bosch Rexroth

En 1972, Rexroth a racheté Hydromatik GmbH, élargissant ainsi son portefeuille avec les pompes et moteurs à pistons axiaux qui avaient fait leurs preuves. Peu après, en 1976, Rexroth a été entièrement intégré au groupe Mannesmann, ce qui a permis à Hydromatik de poursuivre ses activités au sein de Mannesmann Rexroth. L’intégration définitive au sein du groupe actuel a eu lieu en 2001, lorsque Mannesmann Rexroth a fusionné avec la division « Techniques d’automatisation » de Robert Bosch pour former Bosch Rexroth AG. Depuis lors, les gammes de produits Hydromatik sont développées, produites et commercialisées sous la marque ombrelle Bosch Rexroth. Le nom « Hydromatik » est toutefois conservé pour désigner les gammes éprouvées de pompes à pistons axiaux.

Gammes de produits et séries Hydromatik

La gamme de produits Hydromatik comprend des pompes à pistons axiaux et des moteurs à pistons axiaux de type à disque pivotant ou à axe oblique. Les séries sont codées selon un système alphabétique et numérique, les préfixes fournissant des informations sur le type de construction et la possibilité de réglage. Les séries principales se répartissent en circuits ouverts et fermés, ainsi qu’en volumes de refoulement fixes et réglables.

Pompes à débit variable pour circuit ouvert

Les pompes à débit variable à disque pivotant constituent l’épine dorsale de la gamme Hydromatik. Elles adaptent leur débit en continu aux besoins en modifiant l’angle de pivotement du disque. À un angle d’inclinaison de zéro degré, la pompe ne refoule aucun volume; à l’angle maximal, elle atteint son débit nominal. Cette conception permet une fourniture d’énergie adaptée aux besoins, sans pertes par étranglement.

Avec des volumes de refoulement compris entre 18 et 140 cm³ par tour, la série A10V couvre la gamme des puissances moyennes. Avec des pressions nominales de 280 bars et des pressions de pointe pouvant atteindre 450 bars, elle constitue la solution standard pour les engins de chantier mobiles tels que les pelles hydrauliques et les chargeuses sur pneus. La série A4VSO, avec des volumes de refoulement compris entre 71 et 750 cm³ par tour, est destinée aux applications industrielles avec des pressions nominales de 350 bars. Pour les applications particulièrement exigeantes dans le domaine des charges lourdes, la série A11V offre des volumes de refoulement allant jusqu’à 600 cm³ par tour à des pressions pouvant atteindre 450 bars.

Pompes et moteurs à déplacement fixe

Les unités à déplacement fixe de la série A2F fournissent un débit volumique constant ou un volume d’aspiration constant. Elles sont utilisées lorsque les exigences en matière de puissance de refoulement ou d’entraînement restent constantes ou lorsque la régulation s’effectue via des vannes externes. La gamme couvre des cylindrées de 5 à 1 000 cm³ par tour et atteint des pressions nominales de 350 à 400 bars. Leur conception compacte et leur densité de puissance élevée les rendent particulièrement intéressantes pour les applications où l’espace d’installation est limité.

Moteurs à cylindrée variable

Les moteurs à cylindrée variable d’Hydromatik permettent d’ajuster la cylindrée pendant le fonctionnement. Il est ainsi possible de faire varier la vitesse de rotation et le couple tout en maintenant un débit volumétrique constant. La série A6V, par exemple, couvre des volumes de refoulement de 28 à 500 cm³ par tour et est principalement utilisée dans les entraînements de translation des engins mobiles, où une large plage de vitesses et un couple de démarrage suffisant sont requis.

Caractéristiques techniques et principes de construction

Les composants Hydromatik reposent sur le principe des pistons axiaux. Les pistons sont disposés parallèlement à l’arbre d’entraînement et plongent dans un bloc-cylindres qui est incliné par rapport à l’arbre d’entraînement ou entraîné par un disque pivotant. Selon la conception, la course du piston résulte soit de l’inclinaison du bloc-cylindres (conception à axe incliné), soit de l’angle du disque pivotant (conception à disque pivotant).

Conception à disque pivotant contre conception à axe incliné

Ces deux principes de construction présentent des atouts spécifiques. La construction à disque pivotant permet une conception plus compacte et convient particulièrement aux pompes à débit variable, car l’angle de pivotement peut varier en continu entre zéro et la valeur maximale. La conception à axe incliné offre en revanche un rendement plus élevé pour les grands volumes de refoulement et est privilégiée dans les unités à cylindrée fixe et les moteurs à haute performance. Hydromatik propose les deux principes, en fonction de la série et du profil d’exigences.

Pressions de service et rendements

Les séries Hydromatik fonctionnent à des pressions nominales comprises entre 280 et 450 bars, des pressions de pointe pouvant atteindre brièvement 500 bars. Les rendements volumétriques des unités modernes dépassent 90 %, tandis que les rendements mécaniques et hydrauliques globaux atteignent des valeurs supérieures à 92 %. Ces valeurs d’efficacité résultent de géométries optimisées des pistons et des disques de commande, qui minimisent les pertes par fuite et améliorent la circulation du fluide à l’intérieur des unités.

Domaines d’application des composants Hydromatik

L’éventail des applications s’étend de l’hydraulique mobile à l’hydraulique industrielle, en passant par les exigences spécifiques aux secteurs maritime et offshore. L’aperçu suivant présente les domaines d’application typiques:

Dans l’hydraulique mobile, les pompes et moteurs à débit variable prédominent, car les cycles de travail imposent des exigences de puissance très variables. Une pelleteuse, par exemple, a besoin d’une pression et d’un débit élevés pour soulever une charge, tandis que lors d’une course à vide, seule une fraction de la puissance est requise. Le réglage en continu des pompes Hydromatik adapte le débit exactement aux besoins du moment et réduit ainsi la consommation d’énergie ainsi que le dégagement de chaleur dans le système.

Dans l’hydraulique industrielle, les grandes pompes à débit variable de la série A4VSO sont utilisées lorsqu’une pression, un débit ou une puissance constants sont requis. Les presses à injection exploitent cette capacité de régulation précise pour contrôler avec exactitude la pression d’injection, la pression de maintien et le temps de déchargement. Les presses hydrauliques bénéficient de la possibilité de basculer entre une avance rapide et une pression de pressage élevée sans avoir à changer de pompe.

Entretien et maintenance des groupes Hydromatik

La longévité des pompes et moteurs Hydromatik dépend en grande partie du respect des consignes d’entretien et de la qualité de l’huile. Des durées de fonctionnement typiques supérieures à 5 000 heures ne sont pas rares lorsque l’entretien est effectué correctement. Les signes d’usure les plus fréquents concernent l’appariement piston-surface de glissement, le disque de commande et les joints.

Qualité de l’huile et filtration

Les groupes à pistons axiaux sont sensibles aux impuretés présentes dans l’huile hydraulique. Des particules d’une taille supérieure à 10 micromètres peuvent déjà entraîner l’apparition de rayures sur les disques de commande, qui sont très sensibles. Le respect de la classe de pureté de l’huile selon la norme DIN ISO 4406 est donc impératif. Pour la plupart des séries Hydromatik, Bosch Rexroth exige une classe de pureté d’au moins 20/18/15, voire 18/16/13 pour les applications haute pression. La filtration doit répondre à ces exigences, et les éléments filtrants doivent être remplacés selon les intervalles recommandés.

La viscosité de l’huile hydraulique influence également considérablement la durée de vie. La viscosité recommandée se situe, en fonctionnement, entre 12 et 60 mm²/s. Une viscosité trop faible augmente les fuites et réduit le rendement volumétrique; une viscosité trop élevée détériore la capacité d’aspiration et peut entraîner des dommages dus à la cavitation. La catégorie d’huile HLP selon la norme DIN 51524 constitue l’exigence minimale pour la plupart des applications.

Hydromatik dans le contexte actuel du marché

Sous l’égide de Bosch Rexroth, les gammes Hydromatik font l’objet d’un développement continu. Les générations actuelles disposent de systèmes de régulation électrohydrauliques pouvant s’intégrer dans des architectures de commande numériques. Des capteurs mesurent la pression, la température et la vitesse de rotation directement sur l’unité et transmettent les données aux systèmes de commande de niveau supérieur. Cette intégration permet de mettre en place des concepts de maintenance prédictive et une gestion optimisée de l’exploitation, ce qui réduit encore davantage la consommation d’énergie.

Parallèlement, le marché des pièces détachées pour les anciennes unités Hydromatik reste dynamique. De nombreux exploitants de machines privilégient la maintenance des installations existantes plutôt que de nouveaux achats. Des prestataires de services hydrauliques spécialisés, tels que HK Hydraulik, proposent des révisions, l’approvisionnement en pièces de rechange et des réparations pour ces séries qui ont fait leurs preuves, ce qui souligne la pertinence durable de la technologie Hydromatik dans le quotidien industriel.

Le cadre normatif applicable aux groupes à pistons axiaux est défini par la norme DIN ISO 4413 (Exigences de sécurité pour les installations hydrauliques) et les fiches techniques de la VDMA. Les composants Hydromatik sont conformes à ces normes et sont en outre certifiés selon les directives internes de Bosch Rexroth, qui définissent des essais et des exigences de qualité supplémentaires.