Brevet FR2275662A1 — publié le 19760116

La présente invention est relative à des perfectionnements aux pompes hydrauliques à plateau biais c'est-à-dire aux pompes comportant une pluralité de pistons répartis en couronne, ces pistons prenant appui sur un plateau entrain par un arbre moteur, ledit plateau étant incliné par rapport audit arbre moteur de telle sorte que les pistons sont animés d'un mouvementalter- natif de va-et-vient lorsque le plateau est entrainé par l'arbre. Les perfectionnements selon la présente invention ont pour objet d'åméliorer le rendement volumétrique de la pompe en améliorant d'une part les conditions d'admission du fluide et d'autre part les conditions de sortie du fluide hors de la pompe et cela notamment pour les pompes à débits multiples. Afin d'améliorer les conditions d'alimentation de la pompe on a déjà proposé dans le brevet n 1.409.274 d'évider partiellement le plateau biais afin d'obtenir un effet de centrifugation du liquide hydraulique ce qui en accélère la circulation; puis dans le brevet nO 71.20091 on a décrit une pompe dans laquelle le liquide arrive directement au centre du plateau biais par l'intermédiaire d'un alésage pratiqué au milieu de la couronne de pistons. Ces deux dispositions combinées l'une à l'autre ont déjà permis d'obtenir une amélioration très intéressante du débit de la pompe à de grandes vitesses de rotation, mais, selon la présente invention, on obtient une amélioration encore plus considérable en utilisant un effet supplémentaire de centrifugation produit par le roulement conique placé dans la pompe pour encaisser les efforts mécaniques engendrés par la réaction des pistons sur le plateau biais rotatif. Dans ce but la pompe est constituée par un arbre rotatif dont une partie, pleine, constitue l'arbre moteur, et dont l'autre partie creuse1 constitue le conduit central d'amenée du liquide un plateau biais monté sur l'arbre à la jonction entre la partie pleine et la partie creuse, ledit plateau comportant un évidement communiquant d'une part avec ledit conduit central d'amenée du liquide et d'autre part avec une lunule de distribution du liquide aux pistons ; un ensemble de pistons de pompage disposés en couronne concentriquement à la partie pleine de l'arbreet prenant appui sur la face arrière du plateau biais ; un roulement conique monté sur la partie creuse de l'arbre et sur lequel prend appui la face avant dudit plateau biais. D'autre part la division du débit de sortie en plusieurs débits séparés est réalisée par l'intermédiaire d'un fourreau cylindrique, monté autour de la partie pleine de l'arbre ledit fourreau comportant des fraisages internes pratiqués à des niveaux différents ainsi que des sillons pratiqués sur la surface dudit fourreau pour faire communiquer entre eux certains pistons par l'in- termédiaire desdits fraisages et desdits sillons. A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention on a représenté aux dessins annexés Figure 1 une vue en coupe longitudinale de la pompe selon la présente invention Figure 2 une vue en coupe selon I-I de la figure 1 Figure 3 une vue de détail illustrant le fourreau de distribution Figure 4 une vue en coupe longitudinale du fourreau de la figure 3 Figure 5 une vue en coupe transversale selon II-II de la figure 4 Figure 6 une vue en coupe transversale selon III-III de la figure 4. En se reportant à la figure 1 on voit que la pompe est constituée par un carter 1 et une culasse 2. A l'intérieur de la culasse 2 se trouvent, disposés en couronne, une pluralité de pistons 3, qui, dans l'exemple représenté sont au nombre de douze. Ces pistons 3 reposent par des plots 4 contre la face arrière 5 d'un plateau biais 8, qui, dans Ifexemple représenté fait corps avec l'arbre de la pompe ; cet arbre étant constitué en une partie pleine 6, qui fait arbre moteur, et en une partie creuse 7 qui fait conduit d'alimentation. Les pistons 3 sont contretenus par des ressorts 3a et les cylindres dans lesquels ils se débattent sont munis de clapets anti-retour 9. Lorsque la partie pleine 6 de l'arbre est entraînée par un moteur quelconque les pistons 3 sont animés d'un mouvement alternatif de va-et-vient. Lorsque le plot 4 d'un piston passe au-dessus de la lunule 10 le liquide hydraulique est aspiré à l'intérieur du piston et ce liquide est ensuite refoulé à travers le clapet anti-retour 9. La lunule 10 communique avec un fraisage 11, creusé dans la masse du plateau biais 8, de sorte que le liquide se trouvant dans le fraisage Il est centrifugé lorsque le plateau biais 8 tourne. Le fraisage 11 communique avec l'alésage 12 qui est creusé dans la partie 7 de l'arbre, cet alésage constituant un conduit d'amenée du liquide. Sur la partie 7 de l'arbre et venant en butée contre la face avant 14 du plateau 8 est placé un roulement conique 13, qui a pour rôle d'encaisser la réaction produite par les pistons 3 lors de leur course de refoulement. La lunule 10 est percée de part en part à travers le plateau biais dont la face avant 14 comporte une ouverture 10a. Le liquide hydraulique pénètre par l'orifice 15 ménagé dans le carter 1, puis est amené par le conduit 12 jusqu'au fraisage 11 où il est accéléré par la force centrifuge et de là, à travers la lunule 10 il pénètre dans les pistons 3 au fur et à mesure que leur plots 4 passent au-dessus de ladite lunule (flèches f1). Cependant une portion non négligeable du liquide arrivant en 15 passe à travers le roulement conique 13, qui agit d'une façon analogue à une pompe centrifuge, ce qui augmente la pression d'alimentation du liquide (flèches f2). Afin de faciliter le passage du liquide hydraulique, suivant le parcours indiqué par les flèches f2, on a perce une lunule îOa en face de la lunule 10. Cette disposition présente plusieurs avantages : tout d'abord dans les pompes précédemment décrites, comportant un conduit central permettant d'amener le liquide directement au centre du plateau, d'où il pouvait être centrifugé par le mouvement rotatif du plateau biais et le fraisage qui y était ménagé, le liquide était pompé par les pistons en direction opposée de sa direction d'arrivée sur le plateau, c'est-à-dire qu'il lui fallait effectuer un changement d'orientation de 180 ce qui provoquait des pertes de charge. D'autre part cette nouvelle disposition permet d'employer lteffet de pompe centrifuge provoqué par le roulement conique ce qui accélère le liquide arrivant dans la canalisation 12 et met en légère pression la chambre dans laquelle se débat le plateau biais. On obtient ainsi une amélioration notable du rendement de la pompe à des vitesses de rotation de l'arbre 6 supérieures à 2.500 t/m alors que dans les pompes usuelles on constate au contraire une chute sensible du rendement au-delà d'un seuil se trouvent aux alentours de cette vitesse de rotation. La pompe représentée aux figures 1 et 2 est, comme cela a été précisée une pompe à plusieurs débits, dans l'exemple représenté : à quatre débits. Cela signifie que les débits des pistons 3 sont groupés trois par trois et dirigés vers des sorties indépendantes telles que 16 ou 17. Ce groupage et cette répartition des débits est obtenue au moyen d'un fourreau cylindrique 20. En se reportant aux figures 3 à 6 on voit que le fourreau 20 est creux son alésage interne 21 étant traversé par l'arbre 6 et comportant un épaulement cylindrique 22 destiné à permettre de loger un roulement 23 pour ledit arbre et un joint tournant 24. Sur la paroi externe du fourreau 20 sont gravés douze sillons 26 à 37 correspondant chacun à un piston 3 et communiquant avec ce piston au moyen d'une canalisation 25,provenant du clapet anti-retour 9 correspondant. Les sillons 26, 30 et 34 sont reliés entre eux par deux canalisations 38 creusées dans la masse du fourreau 20 ; les sillons 28, 32, et 36 sont reliés entre eux par deux canalisations 39 ; les sillons 27, 31, et 35 sont reliés entre eux par deux canalisations 40 ; les sillons 29, 33 et 37 sont reliés entre eux par deux canalisations 41. Les canalisations 38, 39, 40 et 41 sont à des niveaux différents et il en résulte que les sillons sont également de longueurs différentes, les sillons 26, 30 et 34 étant les plus courts, les sillons 28, 32 et 36 étant un peu plus longs, les sillons 27, 31 et 35 étant encore un peu plus longs, et les sillons 29, 33 et 37 étant les plus longs. Ainsi, le liquide refoulé par le piston 3 se trouvant en haut de la figure 1, soulève le clapet anti-retour 9 et emprunte la canalisation de sortie 17 tandis que, tour à tour, les deux autres pistons situés à 12oxo de part et d'autre du piston 3 sur la couronne formant barillet, refoulent le liquide, après avoir soulevé leur propre clapet anti-retour, en empruntant un canal type 25, le sillon 30 et 34, le double canal 38, le sillon 26, le canal 25 et, passant autour du bouchon 9a le refoulement 17. De même, le liquide refoulé par le piston 3 se trouvant au bas de la figure 1 sera refoulé par la canalisation de sortir 16 après avoir repoussé le clapet anti-retour 9, et le liquide refoulé par les pistons situés à 120- de part et d'autre de ce dernier empruntera les canaux 25, les sillons 28 et 36 puis l'une et l'autre des canalisations 39 pour atteindre le sillon 32 et, de là, la sortie 16. De préférence et comme cela est représenté à la figure 1 on laisse un jeu non négligeable entre la paroi de l'arbre 6 et la paroi interne du fourreau 20 de sorte que le liquide hydraulique qui se trouve dans l'espace dans lequel se débat le plateau biais 8 puisse, du fait qu'il est légèrement sous pression, circuler dans l'espace cylindrique ainsi ménagé et allé ainsi lubrifier le roulement 23. L'arbre 6 comporte une canalisation axiale 42 communiquant par une canalisation 43 avec l'espace dans lequel est placé le roulement 23. La canalisation 42 débouchant dans le conduit 12 au centre du plateau 8, le liquide se trouvant dans ladite canalisation 43 est aspiré par l'effet de centrifugation dû au mouvement du plateau 8. Il en résulte que la circulation du liquide entre l'arbre 6 et le fourreau 20, puis à travers le roulement 23 se fait régulièrement et sans difficultée. On a pu constater au cours d'essais comparatifs qu'en combinant l'effet de centrifugation produit par le plateau biais, l'effet de pompage par centrifugation produit par le roulement conique et l'alimentation centrale du liquide selon l'axe dudit roulement et dudit plateau on obtenait une amélioration considérable du fonctionnement de la pompe aux grandes vitesses de rotation. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1.- Pompe à plateau oscillant dans laquelle une pluralité de pistons prenant appui sur ledit plateau oscillant sont animés d'un mouvement alternatif de va-et-vient lorsque ledit plateau est entrainé en rotation par un arbre,caractérisée par le fait qu'elle est constituée par : un arbre rotatif, dont une partie, pleine, constitue l'arbre moteur et dont l'autre partie, creuse, constitue un conduit axial d'amenée du liquide hydraulique ; un plateau biais, monté sur l'arbre à la jonction entre la partie pleine et la partie creuse, ledit plateau comportant un évidement communiquant d'une part avec ledit conduit axial d'amenée du liquide et une lunule de distribution du liquide aux pistons, gravée sur la face arrière du plateau biais ; une pluralité de pistons, disposés en couronne, concentriquement à la partie pleine de l'arbre et prenant appui sur la face arrière dudit plateau biais ; un roulement conique, monté sur la partie creuse de l'arbre et contre lequel prend appui la face avant dudit plateau biais. 2.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le plateau biais est percé sur sa face avant d'une lunule correspondant à la lunule de distribution de sa face arrière de façon que le liquide centrifugé par le roulement conique traverse de part en part ledit plateau. 3.- Pompe à plateau oscillant dans laquelle une pluralité de pistons, prenant appui sur ledit plateau oscillant sont animés d'un mouvement alternatif de va-et-vient lorsque ledit plateau est entrai né en rotation par un arbre et dans laquelle les débits de refoulement desdits pistons sont groupés en groupes séparés de façon que la pompe ait plusieurs débits de sortie indépendants, caractérisée par le fait que ce groupage des débits de refoulement des pistons est réalisé par l'intermédiaire d'un fourreau cylindrique, entourant la partie pleine do l'arbre ledit fourreau comportant des canalisations internes pratiquées dans des plans séparés, perpendiculaire à l'axe du fourreau et comportant des sillons pratiqués sur la surface extérieure du fourreau le long de génératrices de ce dernier; ces canalisations et ces sillons faisant communiquer entre eux et avec un orifice de sortie certains débits de refoulement. 4.- Pompe selon la revendication 3, dans laquelle le fourreau comporte autant de sillons superficiels que de pistons de pompage, les sillons d'un même groupe ayant une même longueur et cette longueur étant égale à la distance séparant la canalisation de sortie du plan contenant les canalisation internes correspondantes. 5.- Pompe selon les revendications 1 et 3 dans laquelle la partie pleine de l'arbre moteur est tenue par un roulement caractérisée par le fait que ladite partie pleine de l'arbre moteur comporte un alésage axial débouchant au centre du conduit central d'alimentation, ledit alésage communiquant avec un espace cylindrique ménagé entre ledit arbre moteur et le fourreau entourant cet arbre au moyen d'une canalisation fixée à travers ledit arbre, le roulement de l'arbre étant placé entre cette canalisation et l'espace cylindrique afin d'être traversé par l'huile en circulation.