Brevet FR2486595A1 — publié le 19820115

La présente invention se rapporte à une pompe à engrenage comprenant deux roues dentées à denture exté- rieure, en prise l'une avec l'autre, aui sont montées dans un corps, sont entourées de manière étanche sur une partie de leur périphérie comprise entre une entrée et une sortie par une surface interne du corps et tourillonnent dans des corps de paliers en contact étanche avec les faces de leurs dents. Si ces pompes à engrenages travaillent avec une forte pression de refoulement, par exemple de 150 à 300 bars, les roues s'écartent du côté de refoulement de la pompe à engrenage, par suite du jeu des paliers et/ou de la déformation élastique des arbres ou des tourillons par lesquels elles sont montées dans les corps de paliers, et les têtes de leurs dents sont pressées contre les régions de la surface interne du corps qui sont voisines du côté aspiration, de sorte qu'il peut se produire une usure ex- cessive ou même des phénomènes de grippage sur les surfaces qui sont comprimées les unes contre les autres. Ceci est particulièrement le cas lorsque le corps est réalisé en acier, en acier coulé ou en fonte à graphite sphéroldal, en raison de la forte pression de refoulement et de la sévérité correspondante des spécifications de résistance mécanique. Pour éliminer ces inconvénients, on construit surtout des pompes à engrenage dont le corps est en acier moulé et habituellement, on prévoit entre-le corps et les roues dentées un jeu suffisant pour exclure tout contact entre eux. Toutefois, ce jeu se traduit par un courant de fuite entre le côté aspiration et le côté refoulement, de sorte que le rendement volumétrique diminue dans une mesure correspondant à la valeur du jeu. On a déjà tenté d'éviter cette usure, et les dé- fauts d'étanchéité qui en résultent en limitant le contact étanche avec la périphérie des roues dentées à des bandes de tôle, cintrées avec une forme cylindrique et adaptée au contour extérieur des corps de paliers, dont les faces arrière, qui sont à l'opposé des roues dentées, sont en liaison avec le côté refoulement de la pompe (DE-OS 22 39 727). Ces bandes de tôle, qui sont soumises à la totalité du gradient de pression entre le côté refoule- ment et le côté aspiration de la pompe sur une région pé- riphérique relativement étroite des pignons, entrent mal- heureusement en vibrations et ces vibrations se propagent dans le corps de la pompe et dans le fluide à pomper, engendrent une usure considérable des bandes de tôle elles- mêmes et éventuellement des corps de paliers et se trans- mettent par l'intermédiaire du carter de la pompe et du fluide à transporter, à d'autres éléments mécaniques, sur lesquels elles exercent également des influences préju- diciables, de sorte qu'avec ces bandes de tôles l'étanchéi- té n'est pas garantie. L'invention vise à améliorer dans une pomoe à en- grenage du genre décrit au début, une pompe à haute pres- sion de refoulement et plus spécialement une pompe dont le corps et les roues dentées sont réalisés en acier, l'étan- chéité sur la périphérie des roues dentées, avec des moyens moins sujets à l'usure et aux vibrations. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que la surface interne du corps est garnie d'un métal antifriction au moins dans les régions dans lesquel- les cette surface est en contact étanche avec les roues dentées. On obtient par ce moyen que les sommets des dents des roues dentées glissent contre la surface interne du corps avec un faible frottement. Lorsque, dans le cas d'un fort gradient de pression entre le côté de refoulement et le côté d'aspiration de la pompe, les sommets des dents sont appliqués avec une plus grande pression superficielle contre la surface interne revêtue du corps par suite d'une flexion des arbres ou des tourillons des roues dentées et/ ou d'un jeu des paliers, les arêtes des sommets des dents rabotent le métal antifriction sans qu'il ne se forme de rayures dans ce métal. Il est supposé que les surfaces des sommets des dents sont rectifiées de la façon habi- tuelle. L'invention s'applique de préférence aux pompes à engrenage du genre de construction connue dans lequel le corps comporte une cavité traversante qui renferme les roues dentées et les corps de paliers. Dans ce cas, et suivant une autre caractéristique de l'invention, la sur- face interne du corps est également revêtue de métal anti- friction dans les régions dans lesquelles elle entoure les corns de paliers. Le revêtement s'étend ainsi de pré- férence sur toute la longueur axiale du corps, ce qui, d'une part, simplifie la fabrication du revêtement et. d'autre part, apporte la garantie que les corps de paliers pourront être appliqués de manière étanche contre les fa- ces radiales des roues dentées au moment de l'assemblage de la pompe à engrenage sans risquer d'être arrêtés au cours de la translation axiale nécessaire pour cet assem- blage par un épaulement éventuel du revêtement de métal antifriction. Il s'est révélé particulièrement avantageux d'uti- liser comme métal antifriction du cadmium d'une pureté d'au moins 98 %. L'épaisseur de la couche de cadmium est de préfé- rence de 0,1 à 0,4 mm. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront d'ailleurs au cours de la descrintion qui va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple - la figure 1 représente une pompe à engrenage, en coupe transversale suivant la ligne I-I de la figure 2 et la figure 2 représente la pompe à engrenage en couie longitudinale suivant la ligne II-II de la figu- re 1. La pompe à engrenage représentée comprend un corps 12, en acier coulé, qui est fermé hermétiquement sur ses deux côtés frontaux par deux flasques vissés, 14 et 16 respectivement. A l'intérieur du corps 12, sont montées deux roues dentées 18 et 20, à denture extérieure, qui engrènent l'une avec l'autre, et dont l'une, la roue 18, est calée sur un arbre d'entrée 22 ou est d'une seule pièce avec cet arbre. L'arbre d'entrée 22 traverse le flasque 16 et se termine par un bout d'arbre 24 sur le- quel on peut fixer une roue non représentée, ou un élé- ment d'accouplement pour l'entrainement de la pompe. Le pignon 20 comprend deux tourillons 26. L'arbre 22 et les tourillons 26 sont montés, de part et d'autre des pignons 18 et 20, dans des paliers 28 en métal antifriction. L'é- tanchéité entre le palier 28 dans lecfuel tourillonne la partie de l'arbre 22 qui traverse le flasque 16, et cet arbre 22 ainsi qu'entre ce palier et le flasque 16 est assurée au moyen d'une garniture d'étanchéité 30. La tra- versée du flasque 16 par l'arbre 22 est par ailleurs ren- due étanche par une garniture d'étanchéité à lèvre 32 qui est montée sur leur face externe. Le corps 12 est revêtu d'un métal antifriction 36 dans les régions 34 de sa face interne qui entourent les roues dentées 18 et 20. L'épaisseur de la couche du métal antifriction 36 est fortement exagérée sur les fi- gures 1 et 2; en réalité, elle est d'environ 0,2 mm et elle est choisie de telle manière que les roues dentées 18 et 20, dont les surfaces des sommets des dents sont rectifiées, sont montées dans le corps 12 de la pompe avec un ajustement qui correspond à un ajustement glis- sant, c'est-à-dire pratiquement sans jeu. Le revêtement de métal antifriction 36 s'étend sur toute la longueur axiale du corps 12 et, par conséquent, également dans les régions 38 dans lesquelles ce corps 12 entoure les paliers 28. Les corps de paliers 28 sont montés dans le revêtement en métal antifriction 36 avec un ajustement glissant sans jeu ou avec un ajustement à léger serrage. Le corps 12 est muni de deux raccords 40 et 42 destinés à recevoir des conduits, non représentés, qui sont diamétralement opposés entre eux, dans le plan de symétrie entre les deux roues dentées 18 et 20. Lors de la rotation des roues 18 et 20 dans le sens indiqué par les flèches sur la figure 1, le raccord 40 constitue le raccord d'aspiration et le raccord 42 constitue le raccord de refoulement. En raison de la présence des raccords 40 et 42 et de l'engrènement des roues 18 et 20, le corps 12 laisse ces roues 18 et 20 dégagées sur des zones angulai- res d'environ 1200 Pour chacun; les régions 34 dans les- quelles la surface interne du corps 12 qui est revêtue du métal antifriction 36 sont en contact étanche avec les roues 18 et 20, s'étendent donc sur un angle d'environ 2400 pour chacune. Pour assurer une étanchéité axiale entre les roues 18, 20 et les paliers 28, ces paliers peuvent être appliqués contre les roues par une pression de fluide ou par des ressorts. REVENDICATIONS 1. Pompe.à engrenage comprenant deux roues den- tées à denture extérieure en prise l'une avec l'autre, qui sont montées dans un corps, sont en contact étanche avec une surface interne de ce corps sur une partie de leur circonférence qui est comprise entre une entrée et une sortie, et tourillonnent dans des paliers qui sont appliqués de manière étanche contre leurs faces radiales, caractérisée en ce que la surface interne du corps (12) est revêtue d'un métal antifriction (36) au moins dans les régions (34) dans lesquelles elle est en contact étan- che avec les roues (18, 20). 2. Pompe à engrenage suivant la revendication 1, dont le corps comporte un évidement traversant qui ren- ferme les roues et les paliers, caractérisée en ce que la surface interne du corps (12) est également revêtue du métal antifriction (36) dans les régions (38) dans les- quelles cette surface entoure les paliers (28). 3. Pompe à engrenage suivant l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que le métal antifric- tion (36) est du cadmium d'une pureté d'au moins 98 %. 4. Pompe à engrenage suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche du cadmium est de 0,1 à 0,4 mm.