Brevet FR2307990A1 — publié le 19761112

La présente invention a pour objet des perfectionnements aux pompes volumétriques comportant un rotor excentré et un tube souple enroulé en hélice autour dudit rotor. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des pompes et micropompes volunétriques. On connaît les pompes volumétriques composées pour l'essentiel d'un stator formé d'un corps cylindrique obturé par deux flasques, d'un rotor cylindrique entraîné en rotation l'intérieur dudit stator,autour d'un axe excentré et d'un tube souple enroulé en hélice autour du rotor dans l'espace annulaire de largeur variable délimité par la surface externe du rotor et la surface interne du stator. Le rotor est entouré d'un roulement à aiguilles coiffé d'une bague de sorte que le tube souple est écrasé entre ladite bague et le stator sans qu'il y ait glissement entre la bague et le tube. Ce type de pompe est utilisé habituellement pour constituer des micropompes doseuses travaillant sur des tubes souples de dimensions courantes ayant les diamètres nominaux intérieur et extérieur suivants, exprimés en millimètres : 1-4 ; 1,2 -5 ; 2 -6 ; 3,2 6,5, qui correspondent,lorsque le tube est aplati,aux épaisseurs de matière ci-après : 3mm ; 3,8mm ; 4m et 3,3mm. Pour une telle série, on utilise des micropompes ayant toutes le même stator et le même rotor et on adapte la pompe au tube en faisant varier ltépaisseur de la bague pour ajuster le diamètre extérieur à l'épaisseur du tube. Cet ajustement doit être fait avec une grande précision de telle sorte que le tube soit écrasé entièrement pour assurer l'étanchéité. En pratique, on choisit un diamètre externe de la bague supérieur de 1/1Omm au diamètre théoriquement nécessaire pour garantir l'étanchéité théorique du serrage. Dans la pratique courante, on rencontre certaines difficultés qui tiennent au fait que les tubes ne correspondent pas toujours aux épaisseurs théoriques. On est donc amené, pour garantir l'étanchéité en cas de réduction de l'épaisseur des tubes,à augmenter le diamètre externe de la bague de plusieurs dizièmes de millimètres. Il en résulte que les tubes dont l'épaisseur est normale et à plus forte raison les tubes dont l'épaisseur est supérieure à la valeur nominale, sont soumis à chaque tour du rotor et en chacun de leur point à un serrage qui peut atteindre 5/10mm à 6/10mm. Le taux de fatigue des tubes devient alors tel qu'ils s'usent rapidement. A l'inverse, si l'on n'augmente pas le diamètre externe de la bague, il n'y a pas d'usure prématurée des tubes mais le serrage n'est plus étanche et le débit n'est pas constant, ce qui est un défaut inadmissible pour une pompe doseuse. L'objectif de la présente invention est de procurer des perfectionnements aux pompes volumétriques de ce type permettant d'éviter l'usure rapide des tubes par suite d'un écrasement trop fort tout en assurant l'étanchéité du serrage le long de la génératrice correspondant à l'excentration maxima. Cet objectif est atteint au moyen d'au moins une garniture annulaire, déformable élastiquement,qui est intercalée entre la surface externe du rotor et le tube souple. Dans un premier mode de réalisation préférentiel, le diamètre externe du rotor est inférieur de plusieurs dizièmes de millimètres au diamètre de la cage intérieure du roulement et au moins une garniture compressible est intercalée dans l'espace annulaire entre la surface externe du rotor et la surface de la cage intérieure du roulement. Par exemple deux gorges sont creusées à la périphérie externe du rotor dans chacune desquelles est placé un anneau élastique tel qu'un joint torique. Dans un autre mode de réalisation, la bague est entourée à sa péri phérie d'un manchon élastique en un matériau compressible qui appuie sur le tuyau le long de la génératrice correspondant à l'excentration maxima. Dans un troisième mode de réalisation, la surface interne de la bague a un diamètre supérieur de plusieurs dizièmes de millimètres au diamètre de la surface externe de la cage extérieure du roulement et au moins une garniture compressible est intercalée dans le l'espace annulaire délimité par ces deux surfaces. Par exemple la bague comporte, à la périphérie interne, deux gorges contenant chacune un anneau élastique tel qu'un joint torique. Le résultat de l'invention est de nouveaux produits constitués par des pompes et micropompes volumétriques perfectionnées. Ces pompes comportent une garniture déformable entre le rotor et le tube souple qui entraîne en se comprimant une excentration plus ou moins grande, par rapport à l'axe de rotation du rotor,de la génératrice la plus excentrée qui appuie sur le tuyau pour l'écraser. Cette variation de l'excentration permet de compenser des variations de plusieurs dizièmes de millimètres de l'épaisseur des tubes et d'obtenir dans tous les cas un serrage étanche tout en limitant les contraintes de compression exercées sur le tube. Ainsi, à peu de frais,grâce à l'usinage supplémentaire de deux gorges et à l'adjonction de deux joints toriques, on obtient des pompes parfaitement volumétriques sans usure rapide des tubes même si ceux-ci présentent de légères différences d'épaisseur. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent des exemples de réalisation sans aucun caractère limitatif. La figure 1 est une coupe axiale d'une pompe volumétrique connue. La figure 2 est une coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'une pompe selon l'invention. Les figures 3 et 4 sont des portions de coupe d'autres modes de réalisation. La figure 1 représente une pompe volumétrique connue composée d'un rotor 1, d'un stator formé d'un corps cylindrique 2 et de deux flasques 3a et 3b. Le rotor 1 est monté sur deux roulements 4 et 4a et entraÎné en rotation autour d'un axe xxi qui est excentré par rapport à l'axe yyl du rotor. Le rotor 4 est entouré d'un roulement à aiguilleS 5, lequel est luimême entouré d'une bague 6. Des gorges concentriques à l'axe xxl sont creusées sur les faces internes des flasques 3a et 3b et contiennent chacune une bague en polytétra fluoréthylène 7a, 7b ou tout autre matériau analogue, lesquelles ont pour effet de maintenir le rotor centré et d'éviter qu'il ne frotte contre les flasques. Un tube souple 8 est enroulé en hélice autour du rotor 1 et fait un tour complet autour du rotor. La figure 1 représente,dans la partie inférieure, le tube non écrasé et,dans la partie supérieure,le tube aplati entre la génératrice 9 la plus excentrée et la surface interne du corps 2. Pour une gamme de tubes dont les diamètres intérieurs varient de Imm à 3,2in et dont les épaisseurs varient de 1,5 à 2mai, on utilise des stators, des rotors et des roulements identiques et on ajuste le diamètre exté- rieur de la bague 6 en jouant sur l'épaisseur de celle-ci. La figure 2 représente une première pompe selon l'invention. Les parties homologues sont désignées par les mêmes repères. Le diamètre extérieur du rotor 1 est usiné à une cote inférieure de plusieurs dizieses de millimètre à celle de la cage interne 5a du roulement 5. Deux gorges 10a, 10b sont usinées à la périphérie du rotor 1 et dans chacune d'elles est placé un joint torique lia, ilb. Le roulement 5 est ensuite placé autour du rotor de sorte que normalement le roulement est centré par rapport à l'axe yy1 et que les joints 111 et 11b sont comprimés suffisamment pour que la pression exercée par la génératrice 9 sur le tube 8 écrase complètement celui-ci. On peut dans ce cas prendre une marge par excès de plusieurs dizièmes de millimètre pour le diamètre externe de la bague 6 pour garantir le serrage étanche. Si le tube 8 se trouve être plus épais qu'il ne devrait l'être, la réaction exercée par le tube sur la génératrice 9 provoque l'écrasement des joints lia et iib dans la partie supérieure et la bague 6 s'excentre légèrement vers le bas par rapport à l'axe yyl. La figure 3 représente, toujours avec les mêmes repères, un autre mode de réalisation. Dans celui-ci le diamètre externe du rotor 1 correspond au diamètre interne du roulement 5. Par contre, la bague 6 est usinée avec un diamètre externe réduit et est entourée d'un manchon élastique 12 en un matériau compressible, par vexez ple en caoutchouc naturel ou synthétique. Dans ce cas, ce sont les variations de compression de la bague qui compensent les différences d'épaisseur du tube 8 La figure 4 représente, avec les mêmes repères, un autre mode de réalisation dans lequel la surface interne de la bague 6 est usinée suivant un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la cage externe 5b du roulement 5. Deux gorges 13a et 13b sont creusées à la périphérie interne de la bague 6 dans chacune desquelles est placé un joint torique 14a, 14b ou tout autre anneau compressible équivalent. Les joints 14a, 14b remplissent la même fonction que les joints 11a et 11b de la figure 2. Bien entendu, les éléments constitutifs des pompes qui viennent d'ê- tre décrites à titre d'exemple pourraient être remplacées par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions. Notamment, les joints 11a, 11b ou 14a, 14b pourraient être remplacés par d'autres garnitures compressibles placées dans l'espace annulaire séparant le rotor du roulement 5 ou le roulement 5 de la bague 6. REVENDICATIONS 1 - Pompe volumétrique composée d'un stator cylindrique, d'un rotor cylindrique qui est entraîné en rotation à l'intérieur dudit stator autour d'un axe excentré par rapport au centre dudit rotor et qui est entouré d'un roule ment à aiguilleslui-même entouré d'une bague et d'au moins un tube souple enroulé en hélice autour dudit rotor, caractérisé en ce que au moins une garniture annulaire,déformable élastiquement,est intercalée entre la sur face externe dudit rotor et ledit tube souple. 2 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre externe dudit rotor est inférieur de plusieurs dizièmes de millimètre au diamè tre de la cage intérieure dudit roulement et au moins une garniture conr pressible est intercalée dans l'espace annulaire entre la surface externe du rotor et la surface de la cage intérieure du roulement. 3 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que deux gorges sont creusées à la périphérie externe du rotor dans chacune desquelles est pla cé un anneau élastique. 4 - Pompe selon la revendication 1,caractérisée en ce que ladite bague est en tourée extérieurement d'un manchon élastique en un matériau compressible. 5 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface interne de ladite bague a un diamètre supérieur de plusieurs dixièmes de millimètre au diamètre de la surface de la cage extérieure dudit roulement et au moins une garniture compressible est intercalée dans l'espace annulaire compris entre ces deux surfaces. 6 - Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite bague cour porte sur sa périphérie interne deux gorges dans chacune desquelles est placé un anneau élastique.