Brevet FR2027192A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne les pompes a' engrenage haute pression et elle a.pour but de créer une pompe à engrenage haute pression à auto-rodage créant un positionnement étanche amélioré, pouvant être fabriquée à un faible prix de revient et combinant des dimensions moyennes avec une étanchéité de très bonne qualité sur les crêtes des dents des pignons0 Le terme "pompe à engrenage" utilisé ici couvre, à moins que le contexte ne spécifie le contraire, une utilisation ou une possibilité d'utilisation quelconque de la machine, afin qu'elle puisse travailler comme pompe ou comme moteur. Lors de la fabrication des pompes à engrenage, il est connu de produire une étanchéité de très bonne qualité entre les pignons de la pompe et le carter en montant les pignons dans un carter en un matériau ayant une résistance à l'usure nettement plus faible que celle des pignons, par exemple dans un carter en alliage d'aluminium dans le cas de pignons en acier, et en réalisant la pompe, par exemple en tirant parti de l'élasticité des arbres portant les pignons et (ou) en étudiant les paliers prévus dans les flasques ou plateaux de telle sort. qu'ils punissent se déplacer selon une légère amplitude trans versaleient aux axes des pignons, de façon à permettre à la pression de refoulement de la pompe agissant sur la plus grande partie de la circonférence de chaque pignon d'amener ces pignons en contact mécanique avec la paroi du carter du côté basse pression de la chambre de pompe dans laquelle les pignons sont montés, afin que lesdits pignons exercent en fait une action d'usinage sur les zones considérées de la paroi du carter, la profondeur de pénétration des pignons étant limitée par la mobilité transversale admise.Cette pénétration par "rodage" des pignons dans le carter fournit un contact d"étanchéité intime entre ces pignons et ce carter dans une zone voisine de la lumière basse pression de la pompe, et les pompes à engrenage présentant une telle étanchéité seront dénommées ci-après pompes à auto-rodage"; afin d'obtenir avec certitude une distribution bien définie de la pression sur la circonférence des pignons dans ces pompes à auto-rodage, on a proposé de décaler la paroi circonférentielle du carter vers l'arrière, sauf dans une zone prédéterminée, voisine du c8té basse pression de la zone d'engrènement des pignons, dans laquelle l'attaque de la paroi du carter par les pignons doit avoir lieu. Un des buts de l'invention est de créer une pompe à engrenage à auto-rodage perfectionnée réalisée de cette manière, capable de supporter des pressions élevées dépassant par exel- ple 210 kg/cm2 sans que le carter de la pompe doive recevoir des dimensions inadmissibles. Suivant l'invention, les dimensions d'un carter de pompe à engrenage à auto-rodage destinée à travailler à haute pression sont maintenues dans des limites modérées en réalisant ce carter en un matériau ayant une résistance lui permettant de supporter des pressions élevées et en munissant la paroi pFri- phérique de la chambre de pompage ménagée dans le carter, au moins dans une zone prédéterminée voisine du caté basse-pros- sion de la zone d'engrènement et prévue à la circonférence a. chaque pignon, d'un garnissage en un matériau pouvant Strie découpé aisément et convenant à un auto-rodage, ce garnissage étant solidaire du matériau à haute résistance constituant le carter, la paroi circonférentielle dudit carter étant déealée vers 1 arrière par rapport à la circonférence des pignons sauf dans cette zone prédéterminée. Lorsque le garnissage se é- tend ainsi sur la totalité de la circonférence, son épaisseur dans la zone prédéterminée précitée dépasse la distance dont le reste de sa circonférence doit Entre décalé vers l'arrière, ce qui évite la nécessité d'usiner le matériau å haute résistance formant le carter pour obtenir l'intervalle désiré, tandis qw'- un garnissage limité à cette zone peut avoir si désiré une épaisseur ne dépassant pas 0,025 à 0s075 mm. Le matériau particulier utilisé pour former le garnissage peut varier par exen- ple selon des considérations de poids ou bien de compatibilité avec le matériau à haute résistance forant le carter, et on peut utiliser, par exemple, du régule ou un alliage d'aluminium. On peut l'appliquer par diverses méthodes,- par exemple par moulage in situ, projection, dépit électrolytique et une autre technique, l'adhérence sur le métal à haute résistance formant le carter pouvant être améliorée par exemple en prévoyant une surface rugueuse sur ce dernier, à l'endroit où le garnissage doit être appliqué, et dans certains cas, si cela est désirable, en utilisant des rainures en queue d'aronde et (ou) par l'interposition d'une couche intercalaire améliorant la liaison. En outre, bien que la couche subissant l'attaque des pignons pour l'auto-rodage puisse être limitée aux parties sus-mentionnées de la circonférence du carter, elle peut s'étendre sur la totalité de cette circonférence. Dans chaque cas, la surface du carter peut être décalée vers l'arrière sauf dans les zones mentionnées précédemment, pour éviter tout contact avec les pignons. La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La figure unique est une vue d'extrémité d'un mode de réalisation de pompe à engrenage dont les plateaux terminaux du carter ont été enlevés, selon un mode de réalisation de l'invention. Si l'on se reporte au dessin, on voit que la pompe à engrenage comprend un carter comportant un plateau médian 1 en acier ou autre matériau à haute résistance, qui est placé en sandwich entre deux plateaux terminaux formés par le même matériau et ayant le même contour, les plateaux étant maintenus assemblés par un certain nombre de boulons 2. Le plateau médian présente un orifice 3 déterminant la circonférence d'une chambre prévue dans le carter pour recevoir deux pignons de pompage en-prise désignés respectivement par les références 4 et 5.Les faces latérales de ces pignons coopèrent de façon étanche avec les parois latérales 6 du carter, qui peuvent etre constituées par les surfaces internes des plateaux extérieurs de ce carter, ou bien de préférence avec des plaques latérales "flottantes" qui sont déplaçables axialement dans la chambre 3 du carter de la pompe et qui sont appliquées contre les faces latérales des pignons par admission de la pression depuis le côté haute pression de la pompe. I1 est prévu dans l'une des parois terminales, sur les côtés opposés de la zone 7 d'engrènement des deux pignons, une lumière haute pression 8 et une lumière basse pression 9. Des alésages de portée 10 destinée aux tourillons de la pompe sont prévus dans chacun des plateaux terminaux du carter ou des plateaux latéraux flottants, l'agencement étant étudié de façon à permettre aux pignons de subir, au moment de la mise en service de la pompe, un léger déplacement à partir de leur position initiale, sous l'effet de la pression de travail du fluide de pompage, en direction du c8té correspondant à la lumière basse pression 9. La paroi circonférentielle de la chambre 3 du carter est munie d'un garnissage 11 en métal pouvant être attaqué ou usé facilement, par exemple en régule, qui peut titre coulé dans le plateau médian 1 du carter, son maintient en-place pouvant être facilité de n'importe quelle manière convenable, par exemple d'une façon bien connue dans la fabrication des paliers lisses, au moyen de rainures en queue d'aronde 12 ménagées dans le corps du carter.Du fait de la présence de ce garnissage pouvant s'user aisément, les dents de chaque pignon de la pompe vont, lors de la mise en service de cette pompe avec un liquide convenable, attaquer par usure une partie de la surface du garnissage 11 dans une zone en arc de cercle 13 voisine du c8té basse pression de la zone d'engrènement 7 des pignons, jusqu'8 ce que le mouvement des pignons sous l'effet de la pression by draulique soit interrompu par la résistance à la flexion de. arbres portant ces pignons et (ou) par la limitation de mouve- ment des plateaux terminaux dans lesquels les alésages de porté. 10 sont ménagés. Afin de pouvoir prédéterminer l'arc couvert par l'opération d'auto-rodage et la distribution de pression autour des pignons, la surface circonférentielle de la chambre 3 est décalée vers l'arrière sauf dans la zone 13 qui correspond au c6té basse pression de chaque pignon, comme indiqué en 15; cet agencement permet à la surface des parties ainsi décalées Ters l'arrière de rester relativement rugueuse. Bien que la présence d'un garnissage s'étendant sur toute la surface circonférentielle de la chambre 3 du carter semble d'une façon générale judicieuse, au moins dans le cas d'un garnissage moulé in situ, l'invention n'est pas limitée i un tel agencement et elle peut, par exemple, autre modifiée en utilisant un garnissage s'détendant simplement depuis la zone d'engrènement des pignons jusqu'en un point 14 voisin de l'extrémité de l'arc d'étanchéité, le garnissage représenté étant remplacé par le matériau du carter sur le reste de la circonférence de chaque chambre destinée à un pignon. Ainsi, une mince couche (ayant une épaisseur allant par exemple de 0,025 à 0,075 mm) de matériau pouvant être attaqué aisément peut autre déposée par voie électrolytique ou bien par projection de métal simplement sur les zones 13 d'un corps de carter en métal à haute résistance. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1, Pompe à engrenage à auto-rodage créant un positionnement étanche, dans laquelle les pignons peuvent subir un mouvement transversal suffisant, sous l'effet de la distribution de pression circonférentielle, pour assurer la pénétration par rodage des pignons dans le carter de la pompe, caractérisée en ce que ce carter est en un matériau ayant une haute résistance à la pression, la paroi périphérique de la chambre ménagée dans le carter étant munie, au moins dans une zone prédéterminée voisine du coté basse pression de la zone d'engrènement, d'un garnissage en un matériau pouvant eAtre attaqué aisément pour permettre 1'auto-rodage, ce garnissage étant rendu solidaire du matériau à haute résistance du carter, la paroi circonf*- rentielle de ce carter étant reportée vers l'arrière par rapport à la circonférence des pignons, sauf dans cette zone prédé- terminée. 2. Pompe à engrenage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le garnissage s'étend sur la totalité de la circonférence de la chambre, ltépaisseur dudit garnissage dans cette zone prédéterminée dépassant la distance dont le reste de la circonférence est reportée vers l'arrière.