Brevet FR2206615A1 — publié le 19740607

La présente invention concerne un axe creux pour le rotor d'un moteur à manchon d'entrefer relié à la roue de pompe comportant un tronçon de fixation destiné à être disposé dans une bride de fixation du bdti de moteur et un tronçon d'appui pour le coussinet de rotation. C'est un but de l'invention de fournir un axe creux de ce genre constitué d'une façon très simple permettant d'adapter dans les meilleures conditions possibles chacun des tronçons à son rôle propre. Ce résultat est obtenu par l'invention avec un axe creux du genre décrit ci-dessus gracie au fait que le tronçon de fixation et le tronçon d'appui sont formés par deux axes partiels en matériau différent reliés l'un à l'autre par leurs extrémités qui se font face de façon à résister à la torsion. De cette façon, il est également possible de fabriquer l'axe creux à un prix de revient relativement bas parce que le tronçon de fixation peut être fait en matériau bon marché, par exemple en acier de construction ordinaire tandis que le tronçon d'appui est fait avantageusement en matériau de qualité, par exemple en acier inoxydable. Selon un autre point remarquable de l'invention, il est prévu au moins à l'une des extrémités se faisant face réciproquement des deux axes partiels, et notamment aux deux extrémités, un épaulement annulaire auquel est fixé l'autre axe partiel de sorte qu'on obtient des surfaces de fixation relativement grandes. Le passage du fluide de pompage dans l'axe creux n'est nullement gêné de ce fait si l'épaulement annulaire fait saillie au-delà de la périphérie extérieure du tronçon d'appui et/ou du tronçon de fixation. Selon un mode de réalisation simple, présentant des dimensions réduites, l'épaulement annulaire est en forme de disque annulaire. On obtient une très bonne fixation des deux axes partiels entre eux lorsque les deux épaulements annulaires présentent les mêmes diamètres extérieurs. Le résultat obtenu est encore meilleur si les deux épaulements annulaires sont fixés l'un à l'autre juxtaposés par leurs faces frontales tournées l'une vers l'autre. Pour obtenir une très bonne étanchéité à l'emplacement de jonction entre les deux axes partiels il est prévu, suivant un développement avantageux de l'invention, que les deux axes partiels sont réunis l'un à l'autre par un joint de soudure, notamment un joint de soudure effectué sous enveloppe de gaz. Le joint de soudure peut être réalisé d'une façon simple sur la périphérie extérieure de l'épaulement ou des épaulements annulaires. Pour simplifier encore plus la structure de l'axe creux, les deux axes partiels possèdent le même diamètre extérieur et également le même diamètre intérieur de sorte que l'écoulement du fluide à l'intérieur de l'axe creux s'effectue d'une façon particulièrement favorable. L'épaulement annulaire du tronçon de fixation et/ou du tron çon d'appui peut être formé par une déformation de l'extrémité du tube, notamment par rabattement ou bridage de façon à assurer à l'axe creux une solidité élevée avec des dimensions réduites. Mais il est également possible de réaliser le tronçon de fixation avec son épaulement annulaire sous forme de pièce tournée qui est obtenue en façonnant au tour un élément tubulaire dont les parois ont une épaisseur appropriée. Suivant un développement particulièrement avantageux de l'invention, la face frontale d'épaulement annulaire, notamment de l'épaulement annulaire du tronçon d'appui, qui est située du côté du rotor se présente sous forme de surface de glissement de palier de butée pour un coussinet du rotor de sorte que celui-ci est fixé avec précision d'une façon simple dans sa position axiale. Selon un autre point remarquable de l'invention, la face frontale de l'épaulement annulaire et particulièrement de l'épaulement annulaire du tronçon de fixation, qui est opposée au rotor, est réalisée sous forme de surface d'appui pour réaliser l'appui sur la face frontale intérieure de la bride de fixation, et de préférence sous forme de surface de serrage pour un collet de fixation du manchon d'entrefer entourant l'axe creux entre cet axe et la bride de fixation, de sorte que l'axe creux est très facile à monter et à démonter et qu'il est maintenu de façon sure. Le résultat est encore meilleur lorsque le tronçon de fixation se présente sous forme d'un axe enfichable engagé dans la bride de fixation prévue sur une face frontale du bdti du moteur et s'il prend appui contre les deux faces frontales de ladite bride de fixation au moyen de deux collets dont au moins un est un élément de serrage axial déblocable et dont l'un est de préférence formé par l'épaulement annulaire. On obtient ainsi une construction très simple de la pompe, permettant de la fabriquer de façon rationnelle et sans problème, cette pompe étant facile à monter et le rem placement de ses pièces détériorées pouvant s'effectuer très simplement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé représentant en coupe axiale et approximativement en grandeur réelle les pièces essentielles pour l'invention formant une partie d'une pompe à moteur à manchon d'entrefer. Comme le montre le dessin, il est prévu dans une pompe suivant l'invention un corps de pompe 1 sensiblement cylindrique, dont on n'a montré qu'une partie de sa paroi frontale 3 côté moteur. Dans le corps de pompe 1 est disposé coaxialement un moteur à manchon d'entrefer dont le stator est fixé sur la surface périphérique intérieure de l'enveloppe du corps de pompe et dont seul le rotor 22 a été représenté. La paroi frontale 3 du corps de pompe 1 comporte une bride de fixation 13 en forme de manchon, placée dans l'axe de la pompe, qui est venue d'une pièce avec la paroi frontale 3 et qui s'étend sur la plus grande partie de sa longueur à l'intérieur du corps de pompe 1. Dans l'alésage 14 de la bride de fixation 13 est engagé un axe creux 15 en forme de manchon, réalisé sous forme d'axe enfichable et de tube de circulation, qui se compose de deux axes partiels 16 et 20 placés axialement l'un derrière l'autre, assemblés l'un à l'autre de façon indémontable. L'un des axes partiels 16 qui est fait par exemple en acier ordinaire est disposé avec ajustement dans l'alésage 14 de la bride de fixation 13 par sa surface~péri- phérique extérieure. Cet axe partiel 16 comporte un tronçon à filetage extérieur 17 dont le diamètre extérieur n'est que très légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 14 de sorte que l'axe creux 15 peut être engagé depuis l'intérieur du corps de pompe dans la bride de fixation 13 de façon que le tronçon à filetage extérieur 17 dépasse la face extérieure de la paroi frontale 3 du corps 1. Dans la zone des extrémités se faisant face des deux axes partiels 16 et 20, l'axe creux 15 comporte un collet annulaire 19 faisant saillie par rapport à sa périphérie extérieure qui est formé par un épaulement annulaire 28 de l'axe partiel 16 et par un épaulement annulaire 29 de l'axe partiel 20. Les axes partiels 16 et 20 ont les mimes diamètres intérieurs et les mimes diamètres extérieurs, et leurs épaulements annulaires 28 et 29 ont les memes diamètres extérieurs.Les deux axes partiels 16 et 20 sont en contact l'un contre l'autre par les faces frontales 37,38 de leurs épaulements annulaires 28,29 se faisant face réciproquement et ils sont assemblés ensemble par un joint de soudure annulaire 39 qui est prévu sur la circonférence extérieure du collet annulaire 19 à l'intérieur de l'intervalle entre les épaulements annulaires 28 et 29. L'axe partiel 20 se trouvant contre la face intérieure de la bride de fixation 13, qui est sensiblement plus eourt que l'axe partiel 16 (par exemple d'une longueur inférieure à la moitié de ce dernier) forme un tronçon d'appui qui dépasse librement à l'intérieur du corps de pompe 1. Sur l'axe partiel 20 est monté rotatif un coussinet 21 s'étendant sur toute la longueur de cet axe partiel, et ce coussinet 21 est emmanché dans le rotor 22 du moteur à manchon d'entrefer formé par exemple par des lamelles. La face frontale du coussinet 21 située à l'opposé de l'axe partiel 16 se trouve dans le plan de la face frontale intérieure de l'axe creux 15 formée par la face terminale libre de l'axe partiel 20.Sur la face frontale appropriée du rotor 22 est fixée une roue de pompe 24 placée dans l'axe de ce rotor et qui est disposée immédiatement contigüe à l'extrémité intérieure de l'axe creux 15, entre celui-ci et le couvercle du corps de pompe situé en face et non représenté. La face frontale 4 de l'épaulement annulaire 29 de l'axe partiel 20 située à l'opposé de l'axe partiel 20 sert de surface de glissement pour l'appui par glissement de la face frontale correspondante du coussinet 21, ce coussinet 21 étant serré contre cette surface de glissement lorsque la pompe fonctionne par la pression du liquide agissant depuis la roue de pompe 24. La chambre 6 du corps de pompe I dans laquelle sont logés le rotor 22 et la roue de pompe 24 est séparée de façon étanche de la chambre servant de logement au stator et aux bobinages correspondants par un manchon d'entrefer 31 placé concentriquement à l'axe de la pompe, dont l'enveloppe cylindrique 32 extrêmement mince entoure le rotor 22 et la roue de pompe 24 et peut par exemple s'appliquer contre la surface intérieure du stator.Le manchon d'entrefer 31 comporte à une extrémité une première bride 33 en forme de disque annulaire tandis qu'à l'autre-extrémité il est prévu une bride en forme de manchon non représentée, La bride 33 en forme de disque annulaire qui est formée par la zone intérieure dans le sens radial d'une paroi frontale 35 en forme de tronc de cône du manchon d'entrefer 31 est appliquée par sa face frontale extérieure contre la face fron tale intérieure de la bride de fixation 13 et peut prendre appui et être centrée par sa face intérieure contre la surface latérale de l'axe partiel 16. Contre la face frontale de la première bride 33 située à l'opposé de la bride de fixation 13 est appliqué un joint d'étanchéité 36 en forme de disque annulaire dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à celui du collet annulaire 19.La bride 33 et le joint 36 sont serrés entre le collet annulaire 19 ou la face frontale 5 de l'épaulement annulaire 28 de l'axe partiel 16 situé à l'opposé de l'axe partiel 20 et la face frontale intérieure de la bride de fixation 13 de sorte qu'on réalise une étanchéité efficace. La paroi frontale 35 et la bride 33 du manchon d'entrefer 31 maintenues serrées ont une épaisseur notablement plus grande que l'épaisseur de la chemise 32. Sur une partie 40 du filetage extérieur du tronçon à filetage extérieur 17 de l'axe creux 15 est vissé un écrou formant collerette 41 qui peut être vissé à fond contre la face frontale extérieure de forme annulaire de la bride de fixation 13. A l'aide de cet écrou, l'axe creux est serré et bloqué et la première bride 33 avec son joint d'étanchéité annulaire 36 est serrée entre le collet annulaire 19 et la bride de fixation 13. Le tronçon 42 de l'élément à filetage extérieur 17 de l'axe creux 15 qui fait saillie au-delà de la face frontale extérieure de l'écrou 41 forme un bourrelet de raccordement concentrique à l'axe, permettant de raccorder une conduite tubulaire, ledit bourrelet de raccordement étant également formé par l'axe partiel 16. L'axe partiel 20 est avantageusement fait en acier inoxydable, par exem plue en acier au chrome tandis que la roue de pompe 24 peut être faite en matière plastique. REVENDICATIONS à manchon d'entrefer 1. Axe creux pour le rotor d'un moteur/relié à la roue de pompe, comportant un tronçon de fixation destiné à être disposé dans une bride de fixation du bdti du moteur et un tronçon d'appui destiné à supporter le rotor pour lui permettre de tourner, caractérisé en ce que le tronçon de fixation (16) et le tronçon d'appui (20) sont formés par deux axes partiels séparés, faits de matériaux différents, assemblés à leurs extrémités situées l'une en face de l'autre de façon à résister à la torsion. 2. Axe creux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins à l'une des extrémités des deux axes partiels (16,20) situées l'une en face de l'autre, et notamment aux deux extrémités, il est prévu un épaulement annulaire (28,29) auquel est fixé l'autre axe partiel (20,16), l'Opaulement annulaire (28,29) faisant saillie au-delà de la périphérie extérieure du tronçon de fixation (16) et/ou du tronçon d'appui (20). 3. Axe creux selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaulement annulaire (28,29) est en forme de disque annulaire. 4. Axe creux selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les deux épaulements annulaires (28,29) ont le même diamètre extérieur et en ce que lesdits épaulements (28,29) sont appliqués l'un contre l'autre par leurs faces frontales (37,38) situées l'une en face de l'autre. 5. Axe creux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux axes partiels (16,20) sont assemblés l'un à l'autre par un joint de soudure, notamment un joint de soudure réalisé sous enveloppe de gaz, ledit joint étant prévu sur la périphérie extérieure de l'épaulement ou des épaulements annulaires (28,29). 6. Axe creux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux axes partiels (16,20) ont le même diamètre intérieur et/ou le même diamètre extérieur. 7. Axe creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'épaulement annulaire (28) du tronçon de fixation (16) et/ou l'épaulement annulaire e9)du tronçon d'appui (20) sont formés par une déformation de l'extrémité du tube, notamment par rabattement. 8. Axe creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tronçon de fixation (16) avec l'épaulement annulaire (28) correspondant est réalisé sous forme de pièce tournée. 9, Axe creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la face frontale (4) de l'épaulement annulaire située du côté du rotor (22) notamment celle de l'épaulement annulaire (29) du tronçon d'appui (20), forme surface de glissement de palier de butée pour un coussinet (21) du rotor (22). 10. Axe creux selon l'une quelconque des revendications précédentes; caractérisé en ce que le tronçon d'appui (20) présente sensiblement la même longueur que le rotor (22) et est de préférence plus court que le tronçon de fixation (16). 11. Axe creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la face frontale (5) de l'épaulement annulaire située à l'opposé du rotor (22), notamment celle de l'épaulement annulaire (28) du tronçon de fixation (16) est prévue pour servir de surface d'appui contre la face frontale intérieure de la bride de fixation (13) et de préférence pour servir de surface de serrage pour une bride de fixation (33) du manchon d'entrefer (31) entourant l'axe creux (15) entre ce dernier et la bride de fixation (13). 12. Axe creux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon de fixation (16) est formé d'un axe enfichable s'engageant dans la brie de fixation (13) prévue sur une face frontale du corps de moteur (1) et prendappui contre les deux faces frontales de la bride de fixation (13) au moyen de deux collets dont au moins un se présente sous la forme d'un élément de serrage axial (41) desserrable et l'autre est formé de préférence par l'épaulement annulaire (28). 13. Axe creux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon d'appui (20) est fait en acier inoxydable et/ou le tronçon de fixation (16) en acier de construction.