Brevet FR2145741A1 — publié le 19730223

La présente invention concerne un système destiné à maintenir un niveau d 'huile dans un carter notamment un carter de pompe ou moteur hydrau lique à un ou plusieurs barillets rotatifs. Dans les pompes et les moteurs hydrauliques à pistons comprenant un ou plusieurs barillets en rotation dans un carter, il se produit des pertes d'huile au niveau des barillets, huile qui tombe au fond du carter et sert de lubrifiant à divers organes, en particulier aux pignons montés directement sur les arbores ou sur les barillets et engrenant entre eux pour en assurer I'entrarnement.les pertes de puissance par frottement visqueux de ces pignons dans l'huile du carter s'ajoutent aux pertes dues au brassage du fluide par les pistons, au barillet et aux divers roulements et contribuent à affecter le rendement de l'appareil. I1 s'agit donc de réduire ces pertes au maximum en limitant la zone de frottement visqueux existant entre Les pignons d'en traItement et l'huile du carter tout en préservant un bain d'huile nécessaire à une bonne lubrification. A cet effet, l'invention propose un système destiné à maintenir dans un carter,un certain niveau d'huile provenant notamment de fuites existant aux joints de dispositifs hydrauliques en mouvement dans ce carter et alimentés en fluide par un réservoir surélevé par rapport audit carter, cette suré lévation étant prévue pour créer dans le cas de pompes hydrauliques une charge naturelle à l'aspiration du fluide. Selon l'invention, ledit système est constitué par au moins une roue dentée, partiellement immergée dans l'huile et susceptible d'être animée en rotation, et par un élément, attelé au fond dudit carter qui présente en regard de la roue une rainure de largeur légèrement supérieure à l'épaisseur de ladite roue dont les flancs et une partie première du fond constituent un passage à faible jeu pour la position immergée de ladite roue, l'autre partie du fond étant décrochée par rapport à la première de manière à délimiter dans l'élément, avec les flancs de la rainure et la périphérie de la roue, une cavité dont la partie inférieure est munie d'un orifice en communication par un conduit avec le réservoir surélevé susdit. Avantageusement les flancs de la rainure susdite s'étendent au-delà du in de denture de la portion de roue immergée. Dans un mode de réalisation de l'invention, les dispositifs hydrau liques susdits comportent des pignons d'entraînement engrenant les uns dans les autres, l'un de ces pignons constituant la roue dentée susdite. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ciaprès à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif, qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. I1 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 sont deux vues schématiques d'un même dispositif hydraulique équipé du système selon l'invention, la figure 2 étant une coupe II-II de la figure 1. En se reportant à ces figures, on voit un dispositif hydraulique composé classiáement de deux pompes 1 et 2 à barillet enfermées dans un carter 3 sur lequel elles sont montées à rotation. La pompe 2 est munie d'un arbre d'entraînement 4 (figure 1) susceptible d'être attelé à un organe moteur non représenté. Deux pignons 5 et 6 sont immobilisés sur chacun des barillets la et 2a -es pompes susdites de manière à engrener l'un dans l'autre. Un élément 7 est attelé au carter 3 en regard du pignon 6. I1 comporte une rainure 8 de Largeur légèrement supérieure à l'épaisseur du pignon 6 déterminant ainsi deux flancs 7a et 7b entre lesquels le pignon 6 est susceptible de tourner.Le fond de la rainure 8 comporte une première partie 9 conformée en une portion de cylindre concentrique au pignon 6 de rayon légèrement supérieur à celui dudit pignon. La deuxième partie 10 dudit fond est décrochée par rapport à la partie 9 de manière à délimiter avec le pignon 6 et les flancs 7a et 7b une cavité 11. Cette dernière est munie d'un orifice 12 en communication par un conduit 13 avec un réservoir 14 surélevé de manière connueen soi par rapport au dispositif hydraulique qui -n'est autre, dans ce cas, que le réservoir d'alimentation du dispositif. Le décrochement de la partie 10 par rapport à la partie 9 du fond de la rainure 8 se matérialise par l'existence d'une paroi sensiblement verticale 15 à la Jonction des deux parties susdites. L'existence au fond du carter 3 d'une certaine quantité d'huile 16 provient de fuites de fluide se produisant au niveau des barillets et symbolisées par les flèches A. Sur la figure 2,des flèches B indiquent le sens de rotation des pignons 5 et 6, et une mise à l'air libre de l'intérieur du carter est symbolisée par le conduit 17. La limitation du niveau d'huile 16 dans le carter 3 s'opère avec le système selon l'invention par refoulement forcé d'une partie de cette huile vers le réservoir 14 par le conduit 13. Or le réservoir 14 se situe à une altitude plus élevée que celle du fond du carter 3 pour des raisons de charge naturelle à créer dans le conduit d'aspiration d'une pompe. I1 faut donc que l'huile 16 qui doit retourner au réservoir 14 soit capable de vaincre l'effet de cette différence d'altitude ainsi que l'effet des pertes de charges existant dans le conduit 13. Pour ce foire, on utilise une partie de l'énergie cinétique de l'huile 16 transformée en énergie de pression au moyen de l'élément 7. En effet, lors du fontionnement des deux pompes représentées sur les figures, l'arbre 4,entraîné en rotation communique son mouvement au barillet 2a.Le pignon 6 calé sur le barillet 2a est donc aussi entraîné en rotation et devient le pignon menant du pignon mené 7 qui fait tourner le barillet la de la pompe 1 sur lequel il est calé. Par ailleurs, comme le pignon 6 est partiellement immergé dans l'huile 16, il communique par frottement visqueux, une énergie cinétique aux particules d'huile cí se trouvent en 'son voisinage. Ces particules sont entraînées par la denture du pignon 6 à l'intérieur de la rainure 8 de l'élément 7 dans le sens des flèches B (figure 2).Les jeux existant entre les flancs sa et o, la partie 9 du fond de la rainure 8 l'une part et le pignon 6 d'autre part ne permettent qu'à une partie seulement de ces particules de fluide de poursuivre leur mouvement, partie constituée par les particules situées entre les dents du pignon 6 et par les particules situées dans les jeux su4it-3. Le reste des particules en mouvement se trouve brutalement stoppé au niveau de la paroi verticale 15 résultant du décrochement entre les deux parties 9 et 10 du fond de la rainure 8. I1 se produit donc à cet endroit, c'est-à-dire dans la cavité 11 que forme la rainure 8, une transformation de l'énergie cinétique du fluide en mouvement en énergie de pression.La seule issue possible alors pour le fluide ainsi mis sous pression est de s'écouler dans l'orifice 12 de de gagner par le conduit 13 le réservoir 14. On a obtenu ainsi l'évacuation d'une certaine quantité du fluide 16 stagnant au fond du carter 3. Le réglage du niveau du fluide qui ne regagnera pas le réservoir 14 s'opère en fixant les dimensions géornétriques de l'élément 7. Les flancs 7a et 7b de celui-ci s'étendront avantageusement au-delà du fond de la denture du pignon 6 afin d'assurer une transformation aussi bonne que possible de l'énergie cinétique du fluide en énergie de pression en limitant les fuites de fluide soumis à cette transformation par le fond de denture. Le niveau de fluide 16 ainsi stabilisé permet de réduire les frottements visqueux existant au niveau de la partie immergée du pignon 6, tout en laissant un barbotage suffisant pour permettre la lubrification des organes en mouvement par la formation d'un brouillard d'huile à l'intérieur du carter 3. L'exemple de réalisation présenté ci-dessus du système selon l'ñvention est appliqué à une installation de pompes hydrauliques. Il est bien certain que l'invention s' applique aussi à une installation de moteurs Ou à tout autre organe tournant dans un carter et lubrifié par bain d'huile. On peut imaginer également, sans sortir du cadre de l'invention, l'existence d'une roue dentée animée d'un mouvement de rotation, destinée au seul refoulement du fluide en excès dans le carter. Lwinvention trouve une application intéressante dans le domaine de la construction mécanique. Elle n'est pas limitée à la descrition qui vient d'en être donnée mais couvre as -- REVENDICATIONS 1. Système destiné à maintenir,dans un carter,un certain niveau d'huile provenant notamment de fuites existant aux joints de dispositifs hydrauliques en mouvement dans ce carter, alimentés en fluide par un réservoir surélevé par rapport audit carter, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins une roue dentée partiellement immergée dans l'huile et susceptible d'être animée en rotation, et par un élément attelé au fond dudit carter, qui présente en regard de la roue une rainure de largeur légèrement supérieure à l'épaisseur de ladite roue dont les flancs et une première partie du fond constituent un passage à faible jeu pour la portion immergée de ladite roue, l'autre partie du fond étant brusquement décrochée par rapport a la première dc manière à délimiter, avec les flancs de la rainure et la périphérie de la ro}eJlme cavité dont la partie inférieure est munie d'un orifice en communication par un conduit avec le réservoir surélevé susdit. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en co qu'une dent quelconque de la roue susdite, lors de sarotationtraverse l'élément dans la rainure,de de la cavité vers le passage susdit. 3. Système selon l'une quelconque des revendications préédentes, caractérisé en ce que les flancs de la rainure susdite s'étendent au-delà du fond de denture de la portion de roue immergée. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dispositifs hydrauliques susdits comportent des pignons d'entraînement engrenant les uns dans les autres, l'un de ces pignons constituant la roue dentée susdite.