Brevet FR2403473A1 — publié le 19790413

L'invention concerne, d'une manière générale, des pompes birotatives; elle a plus particulièrement trait, mais non exclusivement, à des pompes à huile utilisables dans les systèmes de lubrification pour moteurs ou pompes à mouvement alternatif 0 L'invention couvre également les moteurs ou pompes adaptées à ces pompes birotatives, un procédé de commande de ces moteurs ou pompes, et une garniture destinée aux pompes birotatives classiques qui permet de les transformer en pompes birotatives conforme mes à l'invention0 On sait que, pour créer une pression hydraulique, on utilise des pompes à piston entraîné en mouvement alternatif par moteur électrique.Ces pompes comportent généralement un ensemble arbre coudé entraîné, tige d'accouplement et piston avec le piston d'un ensemble compresseur fixé directement sur le piston entraîné. I1 est possible d'améliorer les performances d'une telle pompe en décalant légèrement l'axe de rotation de l'arbre coudé par rapport à l'axe du piston et du cylindre, de sorte que l'angle de la tige d'accouplement est plus- faible pendant la course de compression que pendant le reste du cycle, Pour que cette disposition soit efficace, il est bien entendu nécessaire que la pompe tourne toujours dans le sens dit "corrects' qui se traduit par une réduction de l'angle de tige pendant la course de compression, une rotation dans le sens inverse ou "mauvais" sens ayant l'effet inverse d'accroître l'angle de tize au cours de la course de compression. I1 n'est pas nécessaire que le déplacement de l'arbre coudé soit important, mais ce déplacement peut néanmoins être suffisant pour donner lieu à une usure accrue et inacceptable des segments du piston et des paliers, par exemple, si la pompe est entraînée en permanence dans le mauvais sens0 Lorsque l'entraînement des pompes est électrique, il est relativement aisé d'entraîner ces dernières dans le mauvais sens, et, s'agissant de pompes à mouvement alternatif, le sens de rotation peut être difficilé à déceler une fois le pompage amorcé, I1 est en conséquence souhaitable de disposer de moyens permettant de déterminer aisément le sens de rotation0 Dans les pompes à mouvement alternatif de ce type, il est essentiel que l'huile de lubrification soit fournie aux pa liers sous toutes les conditions de fonctionnement, soit de quel que côté que la pompe tourne.Les pompes birotatives, tirant leur entrainement de l'arbre coudé de pompe principale répondront à cette exigence, ce qui signifie que, de quelque côté qu'elles tournent, elles pomperont l'huile de lubrification autour de la pompe principale dans le même sens0 On décrira maintenant un exemple de pompe à huile birotative connue et un exemple type de réalisation conforme à 1'invention en se reportant aux dessins annexés qui représentent - figure 1, une vue en plan d'une pompe birotative ouverte connue; - figure 2, une vue en plan de la pompe de la figure 1, avec deux rotors ayant été entraînés dans le sens anti-horaire; - figure 3, une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure I; - figure 4, une vue en plan d'un couvercle destiné à être fixé à l'enveloppe de la pompe illustrée sur les figures 1 à 3;; - figure 5, une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4; et - figure 6, une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 3, la pompe étant adaptée au couvercle de la figure 5. La pompe à huile comme illustrée sur les figures 1 à 3 comporte une enveloppe 10 définissant une paroi cylindrique 12 Un segment coulissant 14 à surface intérieure asymétrique est monté concentriquement à l'intérieur de la paroi 12 Le segment 14 comporte une rainure ou fente 16 de 1800 dans laquelle s'adapte un ergot 20 fixé à la surface de la paroi 12. Le segment 14 est donc libre de coulisser sur 1800 à l'intérieur de la paroi 12, son mouvement étant toutefois limité par l'ergot 20. Un rotor extérieur 22 est monté de manière à pouvoir coulisser dans le segment 14. Ce rotor présente six lobes internes venant en engagement avec au moins l'un des cinq lobes externes d'un rotor intérieur 24 monté dans le rotor extérieur 22. Le rotor intérieur 24 est entraîné par un arbre 26 accouplé directement, ou indirectement au moyen d'engrenages, au dispositif d'entraînement de la pompe principale que la pompe à huile est destinée à lubrifier. I1 est prévu une plaque frontale 30 qui, en fonctionnement, est verrouillée sur l'enveloppe 10 (voir figure 3). On remarquera que la rotation du rotor intérieur 24 entrain la rotation du rotor extérieur 22 à l'intérieur du segment 14 et que, si de l'huile est introduite en un point approprié entre les rotors, la plaque frontale 30 étant en position sur la paroi 12, une action de pompage peut etre obtennue. Une entrée d'huile et une sortie d'huile sont formées par des orifices en forme de rognon 32 et 34 dans lequel et duquel l'huile est entraînée par l'intermédiaire de conduits appropriés (non représentés). Lorsque le rotor intérieur 24 tourne dans le sens horaire comme représenté figure 1, l'huile est aspirée par l'orifice 32, tourne autour du rotor 24 entre ce rotor et le rotor 22/est rejetée par l'orifice 34 Une inversion du sens de rotation du rotor 24, soit l'entraînement de ce rotor dans le sens anti-horaire, (voir figure 2), se traduira initialement par un glissement du segment 14 dans le sens anti-horaire, vers la position illustrée figure 2 sur laquelle ce segment est arrê- té par l'ergot 20. La position du rotor 22 par rapport aux orifices 32 et 34 a donc été-modifiée, de sorte que la rotation du rotor 24 en se poursuivant provoque touhours le pompage de l'huile de l'orifice 32 à l'orifice 34, ce qui signifie que le sens de pompage est le même de quelque côté que le rotor 24 tourne. Une nouvelle inversion ramène le rotor 22 dans la position illustrée figure 1, et ainsi de suite. Sous l'un des aspects de l'invention, une pompe birotative comporte des moyens pour mesurer ou déceler la pression de fluide en une position de la pompe sur laquelle, en fonctionnement, -la pression de fluide varie en fonction du sens de rotation de la pompe. Sous un autre aspect de l'invention, une pompe birotative comporte des moyens pour mesurer ou déceler la pression de fluide en une position de la pompe qui, en fonctionnement, est plus près du trajet principal de circulation du fluide à l'intérieur de la pompe tournant dans un sens que du trajet principal de circulation du fluide à l'intérieur de la pompe tournant dans le sens oppose. Sous un autre aspect de l'invention, une pompe birotative comporte des moyens pour mesurer ou déceler la pression de fluide en une-position de la pompe éloigne des orifices d'entrée et de sortie de fluide, laquelle position se trouve sur le trajet de circulation du fluide lorsque la pompe tourne dans un sens, ou plus près de ce trajet que du trajet de circulation du fluide lorsque la pompe tourne dans le sens opposé. Sous un autre aspect de l'invention, on prévoit une plaque de recouvrement ou couvercle pour une pompe à huile du type précédemment décrit, lequel couvercle comporte un alésage au niveau de la position évoquée. L'alésage peut être associé à une jauge de pression, à un commutateur de pression ou à un transducteur. La pompe birotative conforme à l'invention est, de préférence, une pompe à huile appropriée à une cristallisation dans le système de lubrification d'une pompe à mouvement alternatif utilisé pour créer une pression hydraulique pour étais de mine et analogue. La pompe à huile peut être du type décrit dans ce qui précède et les moyens évoqués comportent un orifice de détecteur prévu dans l'enveloppe de la pompe à huile, auquel est raccordée une jauge de pression d'huile, ou un commutateur de pression ou un transducteur de pression. L'orifice est de préférence en communication avec une enceinte définie, en raison des tolérances de fabrication normales, entre l'enveloppe de pompe et les faces radiales des rotors de pompe opposées aux orifices d'entrée et de sortie d'huile. L'orifice peut être prévu dans la plaque de recouvrement de pompe ou couvercle. Lorsque l'orifice se trouve formé dans la plaque de recouvrement de pompe ou couvercle, on trouve qu'un emplacement convenable de cet orifice peut conduire à des rapports de pression de 5/1 pour les deux sens de rotation de la pompe à huile.On fait donc usage de variations de trajets de circulation et de zones-de pression dans la pompe. Sous un autre de ses aspects, l'invention concerne une pompe ou moteur avec système de lubrification comportant une pompe à huile birotative conforme à l'invention0 Sous un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de commande d'une pompe telle que précédemment définie, lequel procédé consiste à arrêter la pompe ou le moteur lorsqu'est décelée, au niveau des moyens de la pompe à huile précédemment définis, une pression d'huile qui diffère de la pression obtenue lorsque la pompe principale tourne dans le sens correct, La pression d'huile au niveau de l'orifice de détecteur de la pompe à huile fonctionnant dans le sens correct peut être utilisée pour fermer un circuit électrique dont dépend l'alimen- tation en énergie électrique de la pompe principale.La rotation de la pompe dans le sens opposé provoquera soit une augmentation soit une réduction de la pression d'huile au niveau de l'orifice de détecteur, et cette variation peut être utilisée pour ouvrir le circuit électrique précité et couper ainsi l'alimentation de la pompe principale. Etant donné que la pompe à huile est birotative, la fourniture en huile de lubrification vers les paliers et autres organes de la pompe principale est assurée jusqu'à la coupure d'alimentation. L'invention peut être mise en oeuvre de di.verses fa çons, et on décrira maintenant un exemple type de réalisation conforme à l'invention en se reportant aux figs. 4 à 6. La forme et les dimensions du couvercle 30' des figures 4 et 5 permettent à ce dernier d'être adapté à la place de la plaque 30 de la figure 30 Le couvercle 30' est percé pour former un alésage ou orifice 40. On voit sur la figure 6 que l'orifice 40 communique avec une enceinte 45 formée entre le couvercle et les faces radiales supérieures du segment 14 et des rotors 22 et 24. La hauteur de l'enceinte 45 est quelque peu exagérée sur le dessin, étant, en pratique, de 2 millièmes environ0 On estime que la modification du trajet de circulation d'huile dans la pompe, due à une inversion du sens de rotation de l'entraînement de pompe, provoque le mouvement de zones de pression d'huile dans l'intervalle 45. L'alésage 40 est raccordé à des moyens sensibles à la pression (non représentés) tels qu'une jauge de pression, un commutateur de pression ou un transducteur de pression, grâce aux quels le sens de rotation de la pompe peut être décelé et une action appropriée, telle que l'arrêt de la pompe principale, peut être commandée, soit manuellement, soit automatiquement. Une pompe principale comportant essentiellement le bloc d'un moteur 2 litres de véhicule a été adaptée à une pompe birotative de ce type0 La pompe à huile était entraînée par l'intermédiaire d'un train d'engrenages à environ 760 tours par minute lorsque l'arbre coudé de la pompe principale tournait à 500 tours par minute. La pression d'huile de lubrification de la pompe à huile représentée était d'environ 4,5 à 5,2 kg/cm2; la variation de pression au niveau de l'alésage 40 était d'environ 5,6 kg/cm2 dans le sens correct et d'environ 1,4 kg/cm2 dans le mauvais sens. REVENDICATIONS 1) Pompe birotative caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mesurer ou déceler la pression de fluide en une position de la pompe au niveau de laquelle, en fonctionnement, la pression de fluide varie en fonction du sens de rotation de la pompe. 2) Pompe birotative caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mesurer ou déceler la pression de fluide en une position de la pompe qui, en fonctionnement, est plus près du trajet principal de circulation de fluide à l'intérieur de la pompe tournant dans un sens que du trajet principal de circulation de fluide à l'intérieur de la pompe tournant dans le sens opposé. 3) Pompe birotative caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mesurer ou déceler la pression de fluide en une position de la pompe éloignée des orifices d'entrée et de sortie de fluide et sur le trajet de circulation du fluide lorsque la pompe tourne dans un sens, ou plus proche de ce trajet que du trajet de circulation du fluide lorsque la pompe tourne dans le sens opposé. 4) Pompe selon l'une des revendications 1 à 32 caractérisée en ce qu'elle est du type à rotor intérieur et rotor extérieur à lobes, entraînés à rotation à l'intérieur d'un segment pouvant tourner sur 180 de manière à ne pas modifier le sens du pompage quel que soit le sens de rotation des rotors. 5) Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une pompe à huile 6) Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisée en ce que les moyens précités se composent d'un orifice de détecteur formé dans la pompe et associé à une jauge de pression, à un commutateur de pression ou à un transducteur de pression0 7) Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'orifice de détecteur est pratiqué dans l'enveloppe de pompe, 8) Pompe selon les revendications 4 et 7, caractérisée en ce que l'orifice de détecteur est pratiqué dans la plaque de recouvrement ou couvercle de la pompe. 9) Plaque de recouvrement ou couvercle pour pompe à huile selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un alésage ou orifice au niveau de la position sur laquelle est mesurée ou décelée la pression de fluide. 10) Plaque de recouvrement ou couvercle selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'alésage ou orifice est associé à une jauge de pression, à un commutateur de pression ou à un transducteur de pression. 11) - Pompe ou moteur à système de lubrification, caractérisé(e) en ce qutelle(il) est associé(e) à une pompe birotative selon l'une des revendications 1 à 8 12) Procédé de commande d'une pompe ou d'un moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il consiste à arrêter la pompe ou le moteur lorsque les moyens que comporte la pompe birotative associée décèlent une pression d'huile différente de celle mesurée lorsque la pompe tourne dans le sens correct.