Brevet FR2012893A1 — publié le 19700327

t 2012893 L'invention est relative à une pompe à engrenage comportant "une roue dentée extérieurement et une couronne dentée intérieurement, laquelle est guidée à l'intérieur d'un évidement cylindrique d'un "bâti annulaire solidaire du carter, qui tournent toutes 5 deux autour de leurs axes propres, décalés l'un par rapport à l'autre, et sont recouvertes de chaque côté par des parois de chant, une au moins de ces parois de chant portant des rainures en forme d'arcs de cercle pour le refoulement et pour l'aspiration, disposées de part et d'autre de la ligne médiane joignant les deux axes. 10 Ce genre de pompe à engrenage est très largement diffusé. Il est usuel qu'aussi "bien la rainure de refoulement que la. rainure d'aspiration s'étendent sur une très grande fraction d'un demi-cercle afin que les chambres de pompe qui se rapetissent et s'accroissent de manière continue et qui sont formées entre les dents 15 des éléments dentés précités, puissent être progressivement vidées ou remplies, la distance minimale entre la rainure de refoulement et la rainure d'aspiration doit, à leurs deux extrémités, être légèrement plus grande qu'un espacement de dents, car autrement, il s'établirait un court-circuit entre le côté de refoulement et le 20 côté d'aspiration. Mais, en principe, pour des raisons de sécurité, on adopte une distance légèrement supérieure. Dans la plupart des cas, les extrémités de la rainure de refoulement et de la rainure d'aspiration sont situées à égales distances de la ligne médiane ou ligne neutre de la pompe, 25 Des pompes à engrenage de ce genre présentent fréquemment, lorsqu'elles ont été en service pendant assez longtemps, une forte usure des extrémités de dents. Cette usure ne peut s'expliquer par des conditions d'usure mécanique normales, du fait qu'on ne peut mettre en évidence une usure correspondante d'autres parties, en-30 trant en contact nrutuel, des dents en particulier de leurs flancs. l'invention a pour but de diminuer ou même de supprimer totalement cette usure élevée des extrémités de dents. Ce problème est résolu,conformément à l'invention, par le fait que, dans la région où les chambres de pompe sont les plus 35 grandes, l'extrémité de la rainure de refoulement est située plus loin, circonférentiellement, de la ligne médiane que l'extrémité de la rainure d'aspiration et qu'un conduit d'étranglement situé du côté de refoulement de la pompe et débouchant dans la région de sa ligne médiane se raccorde à cette extrémité de la rainure de refou-40 lement et est en communication avec les chambres situées entre la 69 23850 2 2012893 ligne médiane et la rainure de refoulement. l'expérience a montré que l'usure élevée des extrémités de dents devait être attribuée à une force de pression qui, dans la région où les chambres ont le volume le plus grand, appuie avec une 5 force accrue les extrémités de dents l'une contre l'autre. Cette force de pression provient manifestement du fait que de faibles quantités de liquide mis en circulation, par exemple de l'huile, demeurent emprisonnées dans les chambres de pompe à leur passage du côté de refoulement au côté d'aspiration et produisent cette force 10 de pression lorsque le volume des chambres diminue. Avec le mode de • construction conforme à l'invention, cette force de pression est éliminée totalement ou partiellement par une contre-pression qui se produit dans la région où les chambres ont leur plus grand volume, la rainure de refoulement est suffisamment éloignée de la ligne mé-15 diane pour qu'une chambre qui, avec son volume maximal, a franchi la ligne médiane, ait déjà réduit de volume,dans une certaine proportion, avant d'atteindre la rainure de refoulement. Mais, du fait que le liquide mis en circulation n'est normalement que très peu compressible, des réductions très faibles de volume des chanbres 20 conduisent déjà à des pressions d'une grandeur inadmissible. Pour cette raison, la rainure de refoulement est prolongée, du côté de refoulement, par un conduit d'étranglement, par l'intermédiaire duquel cette pression de grandeur inadmissible est ramenée à une valeur utilisable. 25 le conduit d'étranglement situé du côté de refoulement entraîne aussi une diminution des bruits de pompe. Si, en effet, au passage du côté d'aspiration au côté de refoulement, ' une chambre n'est pas complètement remplie, lorsqu'elle atteint la rainure de refoulement, du liquide pénètre par à-coup dans la chambre, les 30 bruits liés à ce phénomène sont évités avec le mode de construction conforme à l'invention, du fait que le remplissage des chambres s'effectue à travers le conduit d'étranglement situé du côté de refoulement et qu'ainsi il s'effectue progressivement* Il est particulièrement judicieux que le conduit d'étran-35 glement situé du côté de refoulement soit oriaité tangentiellement de manière que la surface de recouvrement qui existe entre lui et la chambre croisse plus que proportionnellement à l'angle de rotation. le très faible recouvrement initial agit en tant qu'étranglement supplémentaire qui empêche que la pression à l'intérieur de la 40 chambre,dont le volume est en train de diminuer, ne diminue pas trop 69 23850 3 2012893 "brusquement. Cet étranglement supplémentaire empêche aussi un remplissage trop "brusque dans le cas où la chambre est incomplètement remplie. D'autre part, il est avantageux, dans la région où les 5 chambres ont le volume le plus faible, que l'extrémité de la rainure d'aspiration soit plus éloignée, circonférentiellement, de la ligne médiane que l'extrémité de la rainure de refoulement et qu'à cette extrémité de la rainure d'aspiration se raccorde un conduit d'étranglement s*étendant du côté d'aspiration, en direction de la li-10 gne médiane et communiquant avec les chambres situées entre la ligne médiane et la rainure d'aspiration. Ce conduit d'étranglement situé du côté d'aspiration permet un écoulement très précoce des petites quantités de liquide, qui sont emprisonnées à l'intérieur des chambres de plus faibles volumes. Il en résulte que la pression 15 responsable de l'usure des extrémités des dents, se trouve diminuée. D'autre part, ce conduit d'étranglement a pour rôle d'empêcher les minuscules bulles d'air, qui sont transportées du côté d'aspiration au côté de refoulement de la pompe, de se détendre brusquement en produisant du bruit, mais, au contraire, de les faire passer pro-20 gressivement du côté d'aspiration de la pompe à travers le conduit d'étranglement. le conduit d'étranglement, situé du côté d'aspiration de la pompe, devrait avoir une longueur moindre que le conduit d'étranglement situé du côté de refoulement de la pompe, afin que l'extré-25 mité correspondante de la rainure de refoulement s'approche le plus près possible de la ligne médiane et qu'ainsi, l'emprisonnement de liquide à l'intérieur des chambres de plus faible volume soit, autant qu'il est possible, empêché. Dans tous les cas, il est possible de disposer 1'extrémité de la rainure de refoulement dans la 30 région où les chambres ont le plus petit volume à une plus faible distance, circonférentiellement, de la ligne médiaie que l'extrémité de la rainure d'aspiration dans la région où les chambres ont le volume le plus grand. l'invention est décrite plus en détail ci-après à l'aide 35 d'un exemple, non limitatif, de réalisation, se référant aux dessins annexés dans lesquels, - la figure 1 est une vue latérale d'une pompe à engrenage conforme à l'invention, en coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 2, 40 - la figure 2 est une vue en plan des éléments dentés 69 23850 4 2012893 suivant la ligne B-B de la figure 1, - la figure 3 est une coupe, à échelle agrandie, de la rainure de refoulement et - la figure 4, enfin, est une coupe, à échelle agrandie, 5 du conduit d'étranglement situé du côté de refoulement de la pompe, La pompe représentée par la figure 1 comporte un carter 1 dans lequel est monté un arbre d'entraînement 2, un bâti annulaire 3 et un couvercle de carter 4, qui sont assemblés par des vis 5. L'arbre 2 entraîne une roue dentée extérieurement 6, Dans 10 le bâti annulaire 3 est prévu un évidement circulaire 7 dans lequel tourne une couronne dentée intérieurement 8 qui, avec la roue dentée 6, forme des chambres de pompe 9. L'axe 10 de 1'évidement 7 et de la couronne dentée 8 est décalé par rapport à celui 11 de la roue dentée 6 et par rapport à l'arbre 2» Dans le couvercle 4 sont 15 prévues une rainure d'aspiration 12 et une rainure de refoulement 13. L'ensemble de la pompe est recouvert par un capuchon 14, Si on imagine les axes 10 et 11 reliés par une ligne médiane 15, lorsqu'on fait tourner l'arbre 2 dans le sens de la flèche 16, le côté d'aspiration de la pompe se trouve à droite de la 20 ligne médiane 15 et le côté de refoulement à gauche. Les chambres 9 situées entre les dents augmentent de volume du côté d'aspiration et, ce faisant, prélèvent du liquide dans la rainure d'aspiration 12. Elles franchissent, avec leur volume maximal, la ligne médiane et envoient le liquide au fur et à mesure de leur diminution de 25 volume, dans la rainure de refoulement 13, jusqu'à ce qu'elles franchissent de nouveau la ligne médiane 15 avec un volume ou nul. De cette manière, un volume constant de liquide est mis en circulation et'du côté de refoulement de la pompe s'établit une pression de régime qui est fonction de la résistance offerte par le 30 système monté à la suite de la pompe0 Lorsque, dans une chambre 9, située dans la région où le volume des chambres devient m3.-n1.mal., du liquide se trouve emprisonné et que le volume de la chambre continue à diminuer, on obtient une pression dirigée vers le haut qui appuie l'une contre l'autre 35 les extrémités 18 des dents de la roue dentée 6 et 19 des dents de la couronne dentée 8 dans la région 20 où. le volume des chambres est le plus grand et ces dents subissent, de ce fait, une forte usure. Pour y obvier, l'extrémité 21, située au voisinage de la région 20, de la rainure de refoulement est disposée à une plus 40 grande distance circonférentiellement de la ligne médiane 15 que 69 23850 5 2012893 l'extrémité correspondante 22 de la rainure d'aspiration. Il en résulte que la rainure de refoulement 21 n'est atteinte que lorsque la chambre 9, après avoir franchi la ligne médiane 15, a déjà recommencé à diminuer de volume. Il se produit ainsi une contre-5 pression dans la région de la chambre 9a. Afin que cette pression ne devienne pas trop élevée, l'extrémité 21 est raccordée à un conduit dT étranglement situé du côté de refoulement, lequel s'étend à peu près tangentiellement et jusque dans la région de la ligne médiane 15, dans l'exemple de réalisation représenté, même un 10 peu au-delà. le conduit d'étranglement 23 présente, comme on le voit sur la figure 4, une section extrêmement faible, de sorte que la pression régnant à l'intérieur de la chambre 9a est "bien maintenue mais ne peut prendre une valeur exagérée. Du fait de la position tangentielle du conduit d'étranglement, il ne se produit 15 initialement qu'un très faible recouvrement entre la chambre 9a et le conduit d'étranglement 23 situé du côté de refoulement, ce qui entraîne un effet d'étranglement supplémentaire. Dans la région où le volume des chambres est le plus petit, l'extrémité 24 de la rainure d'aspiration est disposée à une 20 plus grande distance, circonférentiellement, de la ligne médiane 15 que l'extrémité 25 de la rainure de refoulement 13. En conservant un écartement suffisant pour assurer l1 étanchéité entre les deux rainures, la rainure de refoulement est amenée relativement près de la ligne médiane 15, de sorte que les chambres 9, avant de 25 passer du côté d'aspiration,peuvent largement se vider, la rainure d'aspiration est prolongée par un conduit d'étranglement 26, situé du côté d'aspiration, lequel met en communication les chambres dont le volume est en train de croître, dans la région où les volumes des chambres sont les plus faibles, avec la rainure d'aspiration 12 30 par l'intermédiaire d'une résistance d'étranglement. A travers ce conduit d'étranglement pouvent éventuellement encore s'éliminer rapidement les pressions relativement élevées pouvant s'établir dans les chambres et les minuscules bulles d'air éventuellement véhiculées peuvent se détendre peu à peu. La section du conduit d'étran-35 glement situé du côté d'aspiration peut être égale à celle du conduit d'étranglement situé du côté de refoulement, comme sur la figure 4. Le liquide est amené à la rainure d'aspiration 12 à travers, un conduit d'entrée 27. L'évacuation s'effectue à partir de 40 la rainure de refoulement 13 à travers une sortie 28» Les tubulu 69 23850 6 2012893 res raccordées à ces endroits n'ont pas été représentées sur les figures. On peut aussi prévoir des conduits d'étranglement et des rainures du genre décrit ci-dessus et représenté sur les figures des deux côtés des éléments dentés. Les conduits d'étrangement 5 23 et 26 sont réalisés de préférence en creusant légèrement la surface correspondante. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de 10 ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en ombrasse, au contraire, toutes les variantes» 69 23850 7 2012893 KETMDIOAIEIONS 1 • Pompe à engrenage comportant une roue dentée extérieure ment et une couronne dentée intérieurement, laquelle est guidée à l'intérieur d'un évidement cylindrique d'un "bâti annulaire, soli-5 daire du carter, qui tournent toutes deux autour de leurs axes propres, décalés l'un par rapport à l'autre, et sont recouvertes de chaque côté par des parois de chant, une au moins de ces parois de chant portant des rainures, en forme d'arcs de cercle, pour le refoulement et pour l'aspiration, disposées de part et d'autre de la 10 ligne médiane joignant les deux axes, laquelle pompe à engrenage est caractérisée en ce que, dans la région où les chambres de pompe sont les plus grandes, l'extrémité de la rainure de refoulement est située plus loin, circonférentiellement, de la ligne médiane que l'extrémité de la rainure d'aspiration et qu'un conduit d'étran-15 glement, situé du côté de refoulement de la pompe et débouchant dans la région de sa ligne médiane, se raccorde à cette extrémité de la rainure de refoulement et est en communication avec les chambres situées entre la ligne médiane et la rainure de refoulement. 2; Pompe à engrenage selon la revendication 1, caractérisée 20 en ce que le conduit d'étranglement situé du côté de refoulement de la pompe est orienté tangentiellement de manière que la surface de recouvrement qui existe entre lui et la chambre croisse plus que proportionnellement à l'angle de rotation. 3. Pompe à engrenage selon la revendication 1 ou 2, caracté-25 risée en ce que, dans la région où les chambres ont le volume le plus faible, l'extrémité de la rainure d'aspiration est plus éloignée, circonférentiellement, de la ligne médiane que l'extrémité de la rainure de refoulement et qu'à cette extrémité de la rainure d'aspiration se raccorde un conduit d'étranglement s'étendant du 30 côté d'aspiration en direction de la ligne médiane et communiquant avec les chambres situées entre la ligne médiane et la rainure d'aspiration. 4. Pompe à engrenage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le conduit d'étranglement situé du côté d'aspiration de 35 la pompe a une longueur moindre que celui situé du côté de refoulement. 5. Pompe à engrenage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'extrémité de la rainure de refoulement, dans la région où les chambres ont le volume le plus faible, est 40 disposée à une plus faible distance, circonférentiellement, de la 69 23850 s 2012893 ligne médiane que l'extrémité de la rainure d'aspiration dans la région où les chambres ont le volume le plus grand;