Brevet FR2115414A1 — publié le 19720707

i 2115414 La présente invention concerne une pompe à engrenages dans laquelle, sur au moins un côté des roues dentées, est disposée, ajustée dans l'alésage de carter de pompe, une plaque d'usure, déplaçable en direction axiale, appuyée à pression et à étanchéité 5 contre la face latérale correspondante des roues dentées, constituée comme plaque d'étanchéité ou plaque de palier, pourvue de perçages pour la passage ou pour le support des tourillons des roues dentées. Dans les pompes à engrenages connues de ce genre, il est possible que, en cas d'incidents de fonctionnement, comme par exem-10 pie une obstruction de la canalisation d'aspiration ou d'un filtre prévu dans cette canalisation, la dépression sur le côté aspiration de la pompe atteigne une valeur tellement élevée que la plaque d'usure qui est ainsi aspirée vers l'intérieur, c'est-à-dire contre les roues dentées, est pressée contre les faces latérales correspon-15 dantes de celles-ci avec une force excessive et inadmissible. Il en résulte, d'une part, que le mouvement de rotation des roues dentées est freiné, et que, d'autre part, l'usure par friction des surfaces coopérantes de la plaque d'usure et des roues dentées est considérablement accrue. Etant donné, en outre, que la plaque d'usure est 20 chargée excentriquement, c'est-à-dire seulement dans la zone correspondant au côté aspiration de la pompe, avec une dépression accrue, il peut se produire une usure non uniforme et une position oblique de la plaque d'usure dans le carter de pompe, pouvant provoquer un coincement de la plaque. La position oblique de la plaque d'usure a 25 également pour conséquence un léger soulèvement de la plaque par rapport à la face latérale correspondante des roues dentées, du côté refoulement de la pompe, Ce soulèvement donne lieu à des phénomènes de cavitation et de vibration qui causent une érosion des surfaces coopérantes de la plaque d'usure et des roues dentées. 30 La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients des modes de réalisation connues, et de réaliser une pompe à engrenages du genre décrit, dans laquelle, avec des moyens techniques simples et peu coûteux, on évite avec sécurité une application à pression excessive de la plaque d'usure contre les faces latérales correspon-35 dantes des roues dentées, et -un freinage correspondant du mouvement de rotation des roues dentées. On évite ainsi une usure accrue et non uniforme des surfaces latéaLes coopérantes de la plaque d'usure et des roues dentées, qui aurait pour effet un positionnement oblique 71 42341 2 2115414 et un coincement de la plaque d'usure, ainsi qu'un endommagement de la pompe sous l'effet de la dépression accrue au delà de la valeur admissible de fonctionnement sur le côté aspiration de la pompe. La pompe à engrenages de l'invention est, dans ce but, 5 caractérisée par des moyens de butée et de poussée élastiques, . disposés sur le côté aspiration de la pompe, poussant la plaque d'usure vers l'extérieur en l'éloignant des roues dentées, ces moyens possédant une caractéristique élastique telle qu'ils s'opposent à un accroissement de la pression d'application de la plaque• 10 d'usure contre la face latérale correspondante des roues dentées, au-delà d'une valeur prédéterminée. Grâce à cette disposition, la plaque d'usure est donc appliquée contre les faces latérales en question des roues dentées à 1'encontre de la force de moyens de butée et de poussée élastiques. 15 La caractéristique élastique de ces moyens de poussée est choisie à une valeur telle, que dans des conditions normales de fonctionnement, c'est-à-dire dans le cas de dépressions normales sur le côté aspiration de la pompe, ils permettent un déplacement de la plaque d'usure aspirée' vers l'intérieur par la dépression, nécessaire à une applica-20 tion uniforme, à joint étanche, de la plaque d'usure contre la face latérale des roues dentées. Dans le cas d'un accroissement excessif de la dépression sur le côté aspiration de la pompe, c'est-à-dire d'un dépassement d'une valeur déterminée de cette dépression, par exemple en raison d'une obstruction de la canalisation d'aspiration 25 reliée à la pompe à engrenages, la résistance opposée par les moyens de poussée élastiques, est cependant assez grande pour qu'elle s'oppose à un accroissement de la pression d'application de la plaque d'usure contre la face latérale correspondante des roues dentées au-delà d'un ordre de grandeur maximal admissible.. 30 Les dépressions élevées, maximales sur le côté aspiration de la pompe ne peuvent pas en conséquence freiner le mouvement de rotation des roues dentées, ni permettre l'usure des surfaces latérales coopérantes de la plaque d'usure et des roues dentées au-delà d'un degré prédéterminé. Etant donné, en outre, que les moyens de 35 poussée et de butée élastiques sont disposés dans le domaine du côté aspiration de la pompe à engrenages, c'est-à-dire dans la partie de la plaque d'usure chargée par la dépression, ils s'opposent également à une mise en position oblique et un coincement de la pla 71 42341 3 2115414 que d'usure sous l'influence d'une dépression particulièrement accrue» On obtient ainsi une usure uniforme de la plaque d'usure, et sont exclus un soulèvement de la plaque au-dessus de la face latérale des roues dentées sur le côté refoulement de la pompe, ainsi que les phénomènes de cavitation et de vibration qui en résulteraient « Dans une forme particulièrement avantageuse de l'invention, les moyens de butée et de poussée élastiques se composent d'au moins un ressort à expansion. Ce ressort à expansion peut être tendu entre la plaque d'usure et le carter de pompe. Dans ce cas, il est particulièrement avantageux de prévoir, comme ressort de ce genre, un ressort en fil d'acier courbé en forme de Z, qui s'appuie, par une branche, contre le carter de pompe, et, avec l'autre branche, contre la plaque d'usure. Dans le cas de pompes à engrenages ayant des plaques d'usure disposées de chaque côté des roues dentées, on peut affecter à chaque plaque d'usure au moins un ressort à expansion séparé, tendu entre le carter de pompe et la plaque d'usure en question. Une construction particulièrement simple, dans le cas de pompes à engrenages avec plaques d'usure disposées sur chaque côté des roues dentées, est obtenue en prévoyant qu'au moins l'un des ressorts à expansion est tendu entre les deux plaques d'usure. Dans ce cas, il est favorable de constituer ce ressort par un ressort en fil d'acier recourbé en forme de U, qui s'applique, avec une branche contre une des plaques d'usure et, avec l'autre branche, contre l'autre plaque d'usure. Comme ressorts à expansion en forme de Z ou de ÏÏ, on utilis de préférence des ressorts de fil d'acier à double tige, en une seul pièce qui sont disposés symétriquement par rapport au plan médian de la pompe, parallèle aux axes les roues dentées et passant à travers le canal d'aspiration du carter de pompe» Dans ce cas, les deux tiges, parallèles entre elles, de ces ressorts en fil acier peuven' n'être reliées entre elles qu'à l'une des extrémités des c rancîtes ou à chaque extrémité » Dans le premier cas, les extrémités des deux tiges de fil d'acier s'étendent, à l'extrémité ouverte des branches de ressort, sous la forme de dents de fourche rectilignes parallèles entre elles, ou recourbées vers l'intérieur l'une vers l'autre. ha description ci-après se rapporte à divers modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et 71 42341 4 2115414 expliqués avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une pompe à engrenages avec des plaques d'usure, disposées de chaque côté des roues dentées, constituées comme plaques de palier pour les tourillons des roues dentées, pressées 5 vers l'extérieur chacune par un ressort d'expansion en forme de Z, dans une vue en coupe transversale et à l'état terminé de montage ; la figure 2 montre la pompe à engrenages de la figure 1, avec couvercles de carter de pompe enlevés ; la figure 3 est une vue en coupe par la ligne III-III de la figure 1 ; 10 la figure 4 est une vue en perspective d'un ressort d'expansion utilisé dans la pompe des figures 1 à 3 ; la figure 5 est une vue en coupe transversale, à l'état terminé de montage, d'une pompe à engrenages avec des plaques d'usure disposées de chaque côté des roues dentées, constituées comme plaques de 15 palier pour les tourillons des roues dentées, pressées vers l'extérieur par un ressort à expansion commun ; la figure 6 est une vue de la pompe à engrenages de la figure 5 avec les couvercles de carter de pompe enlevés ; la figure 7 est une vue en coupe par la ligne VII-VTI de la figure 5; 20 la figure 8 est une représentation en perspective du ressort à expansion utilisé dans la pompe suivant les figures 5 à 7, et la figure 9 est une vue en coupe transversale, à l'état terminé de montage, d'une pompe à engrenages avec des plaques d'usure disposées de chaque côté des roues dentées, constituées comme plaques d'étan-25 chéité, et pressées vers l'extérieur par des ressorts à expansion. La pompe à engrenages représentée dans les figures 1 à 3 se compose d'un carter de pompe 1 qui reçoit les deux roues dentées 2 engrenant entre elles, avec, dans la zone des roues dentées, un canal d'aspiration 2 e"t canal de refoulement 4 coaxial lui faisant 30 face. Le carter de pompe J_ est fermé hermétiquement sur chaque face frontale par un couvercle 5. et 6. Ces couvercles 5 et 6 sont assemblés au carter de pompe J_ par des boulons parallèles à l'axe des roues, non représentés, qui passent à travers des perçages appropriés, 1° 35 Sur chaque côté des roues dentées 2, est disposée dans le carter de pompe J_, une plaque d'usure 8 qui est engagée avec précision dans l'alésage 101 du carter 1_ et est coulissable en direction axiale. 71 42341 5 2115414 L'alésage 101 du carter de pompe 1_ et les plaques d'usure 8 ont sensiblement line forme en huit, comme le montre plus particulièrement la figure 3» Dans l'exemple de réalisation représenté, les plaques d'usure 8 sont constituées comme des plaques de paliers pour 5 les roues dentées et elles présentent dans ce but des perçages, dans lesquels les tourillons de bout d'arbre 102 des roues dentées 2 sont supportés à rotation. Un tourillon 102 de l'une des roues dentées 2 est prolongé, à travers la plaque d'usure 8 qui lui correspond et à travers le couvercle _6 correspondant, jusqu'à l'extérieur du carter 10 de pompe et est relié, d'une manière non représentée, à un arbre d'entraînement. Chaque plaque d'usure 8 présente, sur le côté aspiration de la pompe, un évidement découpé dans son bord 9 disposé symétriquement par rapport au plan médian M de la pompe, s'étendant à travers le 15 canal d'aspiration 2 e"t parallèlement aux tourillons de roues dentées 102. comme le montre plus particulièrement la figure 3. Dans cet évidement de bord 9 est disposé un ressort expansible _1_0 en forme de Z, qui s'appuie, par une de ses branches 110 contre le carter de pompe 1_, et, par l'autre branche 210. contre la plaque d'usure 8, en 20 question, de manière à pousser celle-ci vers l'extérieur, c'est-à-dire à l'éloigner des roues dentées 2. Le ressort à expansion _1_0 est constitué comme un ressort en fil d'acier recourbé en forme de Z, en une seule pièce avec deux brins, comme le montre la figure 4. Les extrémités des deux brins parallèles entre eux de ce ressort 1_0 en 25 forme de Z ne sont reliées entre elles qu'à l'extrémité de la branche 210 qui coopère avec la plaque d'usure 8. Cette branche 210 du ressort 10 en forme de Z s'engage dans un évidement _1_1_ qui est prévu dans la face latérale de la plaque d'usure 8, qui est tournée vers les roues dentées. A l'extrémité de l'autre branche 110 du ressort en Z qui est 30 appliquée contre le carter de pompe, les deux "brins parallèles entre eux du ressort ne sont pas reliés l'un à l'autre. Cette branche 110 du ressort J_0 présente, en conséquence, une forme de fourche. Les extrémités libres des deux brins de ressort s'engager.-" chacune dans un perçage prévu dans le carter de pompe J_, comme le montrent plus 35 particulièrement les figures 1 et 2. Les deux brins du ressort en fil d'acier à deux brins en forme de Z sont situés symétriquement sur des côtés opposés du plan médian M, qui passe à travers le canal d'aspiration 2» 71 42341 6 2115414 les deux plaques d'usure 8 sont pressées, contre la force des ressorts à expansion _10 disposés sur le côté aspiration de la pompe, contre les faces latérales correspondantes des roues dentées _2» Ceci est confirmé, par exemple, par le fait que, si l'on enlève les 5 couvercles §. carter de pompe les plaques d'usure 8, sous l'action des ressorts d'expansion J_0 sont éloignées des roues dentées, c'est-à-dire repoussées vers l'extérieur, et font alors un peu saillie hors du carter de pompe, comme le montre la figure 2« La caractéristique élastique des ressorts à expansion J_0 est choisie de 10 telle sorte que ceux-ci, dans des conditions de fonctionnement normal, c'est-à-dire pour une dépression normale dans le canal d'aspiration 2. de la pompe, permettent le déplacement axial des plaques, aspirées vers l'intérieur par la dépression, ce déplacement étant nécessaire pour que les plaques s'appliquent uniformément et de manière étanche 15 contre les faces latérales correspondantes des roues dentéeso Dans le cas d'une dépression excessive dans le canal d'aspiration ^ ^e la pompe, c'est-à-dire lorsqu'est atteinte une valeur maximale prédéterminée de cette dépression, par exemple en raison d'une obturation de la canalisation d'aspiration non représentée, reliée au 20 canal 2» la résistance fournie par les ressorts à expansion 8 devient suffisamment grande pour qu'elle s'oppose à un nouvel accroissement de la pression d'application des plaques d'usure contre les faces latérales des roues dentées. La pompe à engrenages représentée dans les figures 5 à 7 25 correspond à la pompe représentée dans les figures 1 à 3, et les mêmes chiffres de référence ont été utilisés pour désigner les pièces identiques. Cependant, tandis que, dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, les plaques d'usure 8 sont poussées chacune vers l'extérieur par un ressort à expansion J_0 en forme de Z affecté à 30 chaque plaque, il est prévu, dans l'exemple de réalisation suivant les figures 5 à 8, un seul ressort à expansion _1_2, commun aux deux plaques d'usure 8, qui est monté entre les deux plaques d'usure 8 pour pousser celles-ci simultanément vers l'extérieur» Ce ressort à expansion J_2 présente une forme de U et il est disposé dans des 35 évidements de bord alignés entre eux 9 des plaques d'usure 8 sur le côté aspiration de la pompe» Les deux brins 112 du ressort à expansion 12 en forme de U s'engagent dans les évidements JJ., qui sont prévus dans les faces latérales des plaques d'usure 8 tournées vers les 71 42341 7 2115414 roues dentées 2. Dans ce cas également, le ressort à expansion J_2 en forme de U est constitué avec un fil d'acier à deux brins, en une seule pièce, comme il ressort notamment de la figure 8» les deux brins parallèles entre eux de ce ressort en fil d'acier 1_2 en force de U sont reliés entre eux à l'extrémité de l'une des branches de ressort 112. et, à l'extrémité de l'autre branche ouverte du ressort 112 sont recourbés l'un vers l'autre vers l'intérieur. Sn outre, dans ce cas également, les évidements de bord 9 des deux plaques d'usure sur les faces tournées vers les roues dentées, s'étendent sur le côté aspiration de la pompe, symétriquement par rapport au plan médian M de la pompe qui s'étend à travers le canal d'aspiration 2 du carter de pompe, parallèlement aux axes des roues dentées 102. de sorte que les deux brins du ressort du fil d'acier à deux brins 12 en forme de U, se trouvent sur les côtés opposés du plan mentionné M et sont également symétriques à celui-ci, comme le montre plus particulièrement la figure 7. les deux brins 112 du ressort à expansion en forme de U \2 sont, à l'état non chargé, inclinés un peu vers l'extérieur, comme représenté, avec les couvercles de carter 5, §. enlevés, et en conséquence avec les plaques d'usure 8 légèrement en saillie vers l'extérieur, dans la figure 6. Dans les exemples de réalisation représentés dans les figures I à 3 et 5 à 7, les plaques d'usure 8 sont également pourvues, sur le côté refoulement de la pompe, d'évidements de bord _9 et de découpages II sur le côté intérieur, bien que sur ce côté de pompe, il n'y ait pas de ressorts à expansion J_0 ou J_2. la disposition sur les deux côtés d'évidements de bord et de découpages a seulement le but de permettre la fabrication d'un modèle unique de plaque d'usure 8 pouvant être employé au choix, par simple rotation de 1802, pour les deux faces latérales des roues dentées 2. La figure 9 montre une pompe à engrenages, dans laquelle les plaques d'usure 8 disposées de chaque côté des roues dentées 2, sont constituées comme plaques d1étanchéité qui présentent des perçages 108 pour le passage des tourillons -102 des roues dentées. Les tourillons 102 des roues dentées 2 sont supportés au moyen de roulements j_3 dans les couvercles 5 et 6 du carter de pompe de m&nière à pouvoir tourner. Egalement dans ce mode de réalisation de pompe, les plaques d'usure 8 sont poussées vers l'extérieur, comme dans les figures 1 à 4, au moyen de ressorts à expansion en forme de Z K) disposés sur le 71 42341 8 2115414 côté aspiration de la pompe. Bien entendu, les ressorts à expansion 10 en forme de Z affectés chacun à une plaque d'usure 8, peuvent également dans ce cas être remplacés par un ressort unique en forme de U J_2, commun aux deux plaques d'usure, comme dans l'exemple repré-5 senté aux figures 5 à 8. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Dans le cadre de l'invention, diverses modifications restent possibles, notamment du point de vue de la construction des moyens de poussée, tels que les ressorts à 10 expansion, agissant sur les plaques d'usure. C'est ainsi, par exemple, que les ressorts à expansion peuvent être constitués comme des ressorts à lame, ou comme ressorts simples à un seul brin de fil d'acier. 71 42341 s 2115414 « -EEÏEHDICATIOlfS- 1. Pompe à engrenages, du type dans lequel, sur au moins un côté des roues dentées, est disposée, ajustée dans l'alésage du carter de pompe, une plaque d'usure, déplaçable en direction axiale, 5 appuyée à pression contre la face latérale correspondante des roues dentées, constituée comme plaque d'étanchéité ou plaque de palier, pourvue de perçages pour la traversée et le support des tourillons des roues dentées, pompe caractérisée par des moyens de butée et de poussée élastiques, disposés sur le côté aspiration de la pompe, qui 10 poussent la plaque d'usure-vers l'extérieur en l'éloignant des roues dentées, ces moyens possédant une caractéristique élastique telle qu'ils s'opposent à un accroissement de la pression d'application de la plaque d'usure contre la face latérale correspondante des roues dentées, au-delà d'une valeur prédéterminée. 15 2. Pompe à engrenages suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de poussée élastiques sont constitués par au moins un ressort à expansion. 3. Pompe à engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le ressort à expansion est mon- 20 té entre la plaque d'usure et le carter de pompe. 4. Pompe à engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, comme ressort à expansion, est prévu un ressort en fil d'acier recourbé en forme de Z, qui s'appuie, avec une branche contre le carter de pompe et, avec l'autre branche, 25 contre la plaque d'usure. 5. Pompe à engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, avec deux plaques d'usure disposées de chaque côté des roues dentées, caractérisée en ce aue^chacune des plaques d'usure est affecté au moins un ressort à expansion séparé, monté entre le 30 carter de pompe et la plaque d'usure en question. 6. Pompe à engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, avec une plaque d'usure disposée de chaque côté des roues dentées, caractérisée en ce qu'au moins un ressort à expansion est monté entre les deux plaques d'usure» 35 7o Pompe à engrenages suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le ressort à expansion est un ressort à fil d'acier recourbé en forme de U qui s'appuie par chacune de ses branches sur une plaque d'usure. 71 42341 10 2115414 S. Pompe â engrenages suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les ressorts à expansion en forme de Z ou de U, sont constitués par des ressorts en une pièce à double brin de fil d'acier, et sont disposés symétriquement par 5 rapport au plan médian passant à travers le canal d'aspiration du carter de pompe et parallèle aux axes des roues dentées. 9« Pompe à engrenages suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les deux brins parallèles entre eux du ressort à fil d'acier à double brin en forme de Z ou de U, sont réunis entre 10 eux seulement à l'extrémité de l'une des branches du ressort, tandis qu'à l'autre extrémité, les extrémités des brins de la branche de ressort ouverte, s'étendent en forme de dents de fourche rectilignes parallèles entre elles. 10. Pompe à engrenages suivant la revendication 8, caracté-15 risée en ce que les deux brins parallèles entre eux du ressort en fil d'acier à double brin recourbé en forme de Z ou de IJ, sont recourbés l'un vers l'autre, et vers l'intérieur à l'extrémité de la branche ouverte du ressort. 11. Pompe à engrenages suivant l'une quelconque des reven-20 dications1 à 10, caractérisée en ce que le ressort à expansion est disposé dans un évidement correspondant de la plaque d'usure ou des plaques d'usure, sur le côté aspiration de la pompe. 12. Pompe à engrenages suivant la revendication 11, caractérisée par une forme de plaque d'usure, utilisable au choix 25 sur chaque côté de la pompe, cette plaque étant pourvue, aussi bien sur le côté aspiration que sur le côté refoulement de la pompe, d'un évidement de bord destiné à recevoir un ressort à expansion.