Brevet FR2476238A1 — publié le 19810821

-24762T La présente invention concerne une roue à engrenages dans la- quelle - une roue creuse dentée intérieurement, engrène une roue in- térieure dentée extérieurement et entraînée par un arbre d'entraînement; la roue creuse dentée intérieurement est montée excentri- quement sur l'arbre et a une dent de plus que la roue intérieure; - pendant la rotation des deux roues, les dents glissent les unes sur les autres de façon étanche, et constituent des chambres d'alimentation variables; - la pompe présente, de part et d'autre d'un plan médian, une zone d'aspiration, respectivement de compression, la zone d'aspiration ayant la forme d'un rein; - l'organe d'aspiration est connecté à un canal extérieur. On connaît déjà des roues dentées à engrenages de ce type, par exemple dans la demande de brevet allemand publiée avant examen No 29 04 666, utilisées pour l'alimentation en huile de lubrification pour les boîtes de vitesse et les moteurs, ou pour l'alimentation en huile sous pression dans les installations de direction assistée hydrauliquement. Une caractéristique essentielle de ces pompes travaillant avec un organe d'aspiration et un organe de compression en forme de rein, réside dans le fait que le volume refoulé, et par conséquent, la puissance absorbée, est proportionnel à la vitesse de rotation. Le volume de fluide refoulé est pour cela dans bien dans des cas, réglé du côté de la pression par une soupape de régulation, montée dans le boîtier de la pompe, ce réglage étant effectué pour une vitesse de rotation relativement modeste; (voir par exemple le manuel de la société Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, directions ZF avec accessoires et modèles de pompes, page 27, figure 59, du mois d'août 1977). Cela signifie que les pompes à engrenages connues consomment trop d'énergie, notamment pour les vitesses de rotation élevées. Les pompes à piston radial, décrites notamment dans le bre- vet allemand 25 40 879, présentent l'avantage d'être réglables à l'aspiration, du fait que lorsque la vitesse de rotation augmente, il s'effectue un réglage sans perte de la masse de fluide évacuée, au niveau des alésages d'aspiration du piston. Les clapets anti-retour disposés-du côté compression du piston u- nique ont pour but d'éviter un retour de l'huile sous pression pendant la pha- se d'aspiration. Les pompes à piston radial présentent cependant l'inconvé- nient d'être relativement coûteuses en raison de leur complexité. Les essais effectués jusqu'à présent pour régler l'aspiration par des étranglements ménagés dans les conduits d'aspiration, dans les pompes à engrenages telles que définies précédemment ont permis d'obtenir un débit de - 2 - 2 "24762 38 fluide sensiblement constant, mais non pas engendrer une économie d'énergie sen- sible. En outre le recours à un tel dispositif peut entraîner des phénomènes de cavitation. La présente invention se propose de pallier les inconvénients sus- mentionnés, en transposant les avantages connus résultant de la mise en place d'étranglements au niveau des canaux d'aspiration, sur une pompe à engrenages basée sur le principe des rotors, en réduisant la consommation d'énergie et sans que cela entraîne des phénomènes de cavitation. Ce but est atteint par une pompe à engrenages caractérisée en ce que le canal extérieur conduisant à l'organe d'aspiration, en forme de rein, comporte un étranglement, et la zone de compression comporte une série de clapets anti-retour. Selon une forme de réalisation préférée, l'organe d'aspira- tion en forme de rein est raccordé à un canal d'aspiration comportant un étran-- glement, et connecté à un réservoir à huile. En outre, la zone de compression, ayant actuellement la forme d'un rein, comporte une série de clapets anti- retour ouverts dans la direction du dispositif à alimenter. De préférence, les clapets anti-retour se présentent sous la forme de languettes flexibles re- couvrant les alésages d'évacuation. Ces alésages d'évacuation sont ménagés dans une plaque de commande de la pompe à engrenages. Selon une autre forme de réalisation, les racines des dents de la roue dentée creuse comportent des alésages dans lesquels sont ménagés des clapets anti-retour à bille. Ces alésages se trouvent en communication avec un canal de pression en forme de demi-cercle, ménagé dans le bottier de la pompe, et connecté-avec un dispositif destiné à être alimenté en huile sous pression. Grâce aux clapets anti-retour selon l'invention, on évite que l'huile sous pression se trouvant dans un canal d'évacuation connecté à l'organe de pression, puisse être refoulée dans les chambres d'alimentation partiellement remplies par le dispositif de régulation de l'aspiration, pour être réutilisée ultérieurement lorsque la pompe est utilisée sous son régime normal. Grâce à cela, cette régulation permet d'aboutir à une économie d'é- nergie. L'utilisation d'un dispositif de réglage-à l'aspiration permet d'at- teindre les mêmes rendements que les pompes connues sans augmentation de vo- lume et pour des modifications constructives modestes. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus en détail en référence à la description d'exemples de réalisation et des des- sins annexés dans-lesquels la figure 1 réprésente une pompe à engrenages comportant des clapets anti-retour disposés dans le zone de compression, la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale d'une pompe à engrenages selon la figure 1, -- 3 - 24762-30 la figure 3 représente une vue de dessus partielle d'un cla- pet anti-retour d'une pompe à engrenages dont le couvercle a été retiré; la figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une autre forme de réalisation d'une pompe à engrenages comportant des clapets anti-retour ménagés dans les racines des dents de la roue creuse, et la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale de la pompe de la figure 4. En référence aux figures 1 à 3, la pome à engrenages repré- sentée comporte un boîtier 1, une roue dentée intérieure 3 entraînée par un ar- bre d'entraînement 2, et une roue dentée creuse 4 qui engrène la roue dentée 3. La roue dentée creuse 4 possède plusieurs dents intérieures 5. La roue dentée intérieure 3 comporte une dent 6 en moins que la roue dentée creuse 4 et se trouve montée excentriquement dans l'espace delimité par la roue dentée creuse 4. Les roues 3 et 4 tournent entre le boîtier 1 et une plaque de commande 7. La plaque de commande est fixée au boîtier 1 par un couvercle 8. Lors de la ro- tation des roues 3 et 4, les dents 5 et 6 constituent des chambres d'alimenta- tion 10 fermées, dont le volume croit puis décroît alternativement. Les cham- bres d'alimentation dont le volume est croissant se déplacent le long d'une zone d'aspiration se présentant sous la forme d'un rein ou organe d'aspiration 11. Le rein 11 est ménagé dans la plaque de commande 7 et relié par l'inter- médiaire d'un étranglement 9 et d'un canal 12 à un réservoir à huile (non re- présenté) raccordé à un orifice d'aspiration 13. Le raccord d'aspiration 13 est ménagé dans le couvercle 8. Les chambres d'alimentation 10 dont le volume diminue, se déplacent le long de la zone disposée à gauche d'un plan médian L, définissant la zone de compression. Selon l'invention, une série de clapets anti-retour 14 sont disposés dans la zone de compression, ménagée dans la pla- que de commande 7. Ces clapets anti-retour permettent d'assurer la liaison de la zone de compression avec un raccord de refoulement 15 ménagé dans le cou- vercle 8. Le raccord de refoulement 15 est connecté au dispositif non représenté destiné à être alimenté par la pome. Les clapets anti-retour 14 se composent d'alésages d'évacuation 16, recouverts par des languettes flexibles 17, s'ou- vrant du côté de l'orifice d'évaucation 15. L'ouverture des languettes 17 est limitée par une butée 18. La butée 18 se présente sous la forme d'un segment vouté, en demi-cercle, réalisé en tôle emboutie. Les languettes 17 sont disposées de la même façon dans un collier20 en forme de demicercle. La butée 18 et le collier 20 sont montés dans un canal collecteur 21 de la plaque de commande 7. L'écart entre les alésages 16 doit être déterminé de telle façon que les dents 6 de la roue dentée intérieurement 3,recouvrent entiè- rement ces alésages. De ce fait un couktcircuit entre deux chambres d'alimen- tation est absolument impossible. Cette condition peut également être remplie _ 4 2476230 lorsque le diamètre des alésages 16 est davantage décalé vers l'extérieur, de sorte que les dents 5 de la roue dentée creuse 4 recouvrent entièrement les alé- sages 16. Grâce au recours à des clapets anti-retour 14 selon l'inven- tion, l'huile se trouvant dans les chambres d'alimentation 10 dont le volume se rétrécit, est tirée de telle-manière qu'au début de la phase de compression, les chambres d'alimentation entièrement remplies (voir la position de la chambre de compression 10), la totalité du trajet suivi par l'huile sous pression dans le secteur des clapets anti-retour 14, est utilisée. Si les chambres d'alimen- tation 10, ne sont que partiellement remplies lorsque la pompe tourne à grande vitesse, en raison de l'existence de l'étranglement 9, l'émission d'huile se fait lorsque le volume rétréci des chambres correspond au remplissage partiel. L'émission d'huile se décale par conséquent vers la zone supérieure de la section de compression telle que représentée par la figure 1. Grâce aux clapets anti- retour 14, on évite ainsi que lorsque la pompe tourne à grande vitesse, les chambres d'alimentation qui ne sont que partiellement remplies ne rappellent de l'huile sous pression vers la zone de compression à partir du canal collecteur 21. La réalisation représentée par les figurE 4 et 5 se distingue de celles décrites précédemment en ce que les clapets anti-retour 22 sont ména- gés dans chaque dent 23 de la roue creuse 24. Ces clapets anti-retour 22 sont logés dans un alésage radial 25, qui communique avec le canal de pression 28 ménagé dans le couvercle 27 et ayant une forme semi-circulaire, par l'inter- médiaire d'un alésage d'évacuation 26 axial. Le canal de pression 28 est con- necté au raccord d'évacuation 30. Dans cette forme de réalisation, les clapets anti-retour disposés à gauche du plan médian L participent à l'émission d'huile. Les clapets anti-retour 22 qui se trouvent du côté de la zone d'aspiration 11, sont constamment fermés en raison de la pression d'aspiration régnant dans les chambres d'alimentation 10 dont le volume est croissant. Par ailleurs, la pompe travaille de la même manière que celle décrite en référence aux figures 1 à 3. La pompe représentée par les figures 4 et 5 présente l'avantage d'être plus 32 courte dans le sens de l'axe. REVENDICATIONS 1. Pompe à engrenages dans laquelle: - une roue creuse dentée intérieurement, engrène une roue in- térieure dentée extérieurement et entraînée par un arbre d'entraînement; - la roue creuse dentée intérieurement est montée excentri- quement sur l'arbre et a une dent de plus que la roue intérieure; pendant la rotation des deux roues, les dents glissent les unes sur les autres de façon étanche, et constituent des chambres d'alimentation variables; - la pompe présente, de part et d'autre d'un plan médian, une zone.d'aspiration, respectivement de compression, la zone d'aspiration ayant la forme d'un rein; - l'organe d'aspiration est connecté à un canal extérieur; caractérisée en ce que: - le canal extérieur 12 conduisant à l'organe d'aspiration 11, en forme de rein, comporte un étranglement 9; et - le zone de compression comporte une série de clapets anti- retour 14. 2. Pompe à-engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que les clapets anti-retour 14 sont montés sur une plaque de commande 7; - les clapets anti-retour 14 sont constitués par des languet- tes 17 flexibles recouvrant des alésages d'écoulement 16; - les languettes 17 sont disposées contre un collier 20 sen- siblement semi-circulaire; - -l'ouverture des languettes 17 est limitée par une butée 18. 3. Pompe à engrenages selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les dents 6 de la roue dentée intérieurement 3 recouvrent les alésages d'écoulement 16 des clapets anti-retour 14. 4. Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que: - dans chaque racine de dent 23 de la roue dentée rotative creu- se 24 est ménagé un clapet anti-retour 22 avec un alésage d'écoulement 26; et - les alésages d'écoulement 26 sont en communication avec un canal de pression 28, sensiblement de forme semi-circulaire, et ménagé dans le couvercle 27.