Brevet FR2491171A3 — publié le 19820402

FR 2491171 A3 19820402 FR 8118258 A 19810928 l 249117 1 La présente invention concerne un dispositif de pompage et de rotation pour supporter un élément tournant et pour entrainer un liquide ayant des propriétés lubrifiantes. Le dispositif selon l'invention comprend un corps annulaire intérieur et un corps annulaire extérieur entre lesquels est disposée au moins une rangée annulaire d'éléments de roulement et au moins un rotor de pompe, relié rigidement au corps annulaire intérieur,ledit corps annulaire intérieur étant pourvu d'un siège sur lequel ledit rotor peut être claveté,alors que le corps annulaire extérieur présente une cavité qui est excentrée par rapport à l'axe du corps annulai- re extérieur de manière à former une chambre pour ladite pompe,au moins une paire de passages étant ménagés dans lesdits corps annulaires intérieur et extérieur de façon à pouvoir placer ladite cavité en communication avec l'environnement extérieur entourant lesdits corps et à constituer des passa- ges d'admission et de décharge pour le liquide par rapport à la pompe. Comme cela sera précisé dans la suite de la description,le dispositif selon l'invention est capable de supporter n'importe quel type d'élément tournant,par exemple un arbre d'un moteur ou d'une machine,à la façon d'un palier à roulement normal et simultanément de remplir la fonction d'une véritable pompe pour débiter un liquide;le dispositif peut remplir les deux fonctions précitées d'une manière aussi satisfaisante que si elles étaient remplies par deux dispositifs entièrement séparés (palier et pompe) et il a un encombrement sensiblement égal à celui d'un ensemble de palier normal ayant la même capacité de charge; il a en outre une structure particulièrement simple et compacte. Le dispositif selon l'invention peut par consé- quent être utilisé commodément dans des moteurs et machines o les deux fonctions mentionnées ci-dessus doivent être remplies et qui comprennent par conséquent des éléments tournants supportés par des paliers et au moins une pompe. Le dispositif convient par conséquent en particti- lier pour être utilisé dans un moteur thermique ou dans une machine d'entralnement. 2 2491171 D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidencedans la suite de la descrip- tion,donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig.l est une coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention; Fig.2 est une coupe du dispositif de la figure l,faite sur la ligne II-II; Figs.3 et 4 sont des coupes semblables à celle de la figure 2 et montrant différents modes de réalisation du dispositif; Fig.5 est une coupe longitudinale d'une partie d'un dispositif pour montrer des moyens d'étanchéité différents de ceux indiqués sur la figure l;et Fig.6 est une coupe longitudinale d'une partie d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'inven- tion. Le dispositif selon l'invention comprend essen- tiellement deux corps annulaires,à savoir un corps intérieur 1 et un corps extérieur 2,entre lesquels est disposée au moins une rangée d'éléments de roulement 3;dans le cas du mode de réalisation de la figure l,il est prévu par exem- ple deux rangées annulaires d'éléments roulants qui peuvent être des billes ou des rouleaux de toute forme appropriée. Sur le corps annulaire intérieur l,il est prévu un siège 4 pour un rotor 5 de pompe;ce siège peut avoir toute forme appropriée,à condition qu'il permette la fixation du rotor sur le corps annulaire intérieur l,de préférence par emmanchement à force,bien qu'on puisse adopter une liaison d'un autre type. Ledit rotor,qui peut avoir toute structure connue,peut simplement comprendre plusieurs aubes radiales 6,comme indiqué sur la figure l,ou bien lesdites aubes peuvent être mobiles radialement à l'intérieur du moyeu du rotor lui-même,comme indiqué sur la figure 3,ou bien il peut être constitué par un simple manchon 7 sur lequel sont ménagés des passages radiaux 9 (figure 4)communiquant avec d'autres passages 8 formés dans le corps annulaire intérieur 1. 3 2491171 Le corps annulaire extérieur 2 comporte,en corres- pondance au rotor 5,une cavité 10 de forme appropriée,destinée à constituer la chambre d'une pompe dont le rotor est formé précisément par l'élément 5;cette cavité peut être simplement cylindrique et disposée excentriquement par rapport aux axes des corps annulaires I et 2,comme dans les modes de réalisation des figures 1, 3 et 4. Dans les corps annulaires 1 et 2,il est prévu au moins deux passages destinés à mettre en communication la cavité 10 avec l'environnement extérieur entourant lesdits corps annulaires et à constituer des passages d'admission et de décharge de liquide pour la pompe;lesdits passages sont situés l'un par rapport à l'autre de manière qu'au moins une partie de la cavité annulaire 15 existant entre les deux corps annulaires 1 et 2 soit située entre eux de telle manière que l'écoulement de liquide produit par la pompe s'écoule sur les éléments de roulement 3. Une disposition de ces passages qui satisfait à cette condition a été mise en évidence sur la figure l,o les passages,désignés par 13 et 14,sont formés sur le corps annu- laire extérieur et sur un côté des deux rangées annulaires d'éléments de roulement 3;de cette manière,on peut produire un écoulement de liquide qui,en pénétrant par le passage 134cons- titu ait par conséquent le passage d'admission)et en sortant par le passage 14(constitu ait par conséquent le passage de décharge)s'écoule sur les éléments de roulement 3. Lesdits passages peuvent être formés de manière qu'un passage soit placé sur le corps annulaire intérieur et l'autre sur le corps annulaire extérieur,comme dans le cas par exemple duode de réalisation de la figure 4 o les passages d'admission sont constitués par les trous 8 ménagés dans le corps annulaire intérieur l;il va de soi qu'on peut adopter d'autres solutions dans lesquelles les passages d'admission et les passages de décharge sont placés sur le corps annulaire intérieur. La cavité annulaire 15 existant entre les deux corps annulaires 1 et 2 est isolée de l'extérieur par des moyens d'étanchéité qui peuvent être de tout type approprié 2 2491171 et qui servent à empêcher la sortie du liquide hors de la cavité. De tels moyens peuvent comprendre des éléments annulaires d'étanchéité 16,comme dans le cas de la figure lou bien,dans des cas o l'élément tournant sur lequel le corps annulaire intérieur 1 est fixé ne doit pas dépasser d'un côté par rapport à lui,par un couvercle de fermeture 17 (figure 5);il est évident qu'on peut prévoir des moyens d'é- tanchéité différents de ceux décrits ci-dessus. Les corps annulaires 1 et 2 peuvent avantageuse- ment être pourvus de rainures annulaires 18 disposées de cha- que coté de chacun des passages d'admission et de décharge 13 et 14 (figure 1) de manière à recevoir une bague d'étanchéité correspondante (non représentée)qui est destinée à coopérer avec des surfaces portantes correspondantes du dispositif en vue de remplir une fonction de joint d'étanchéité pour le liquide qui est canalisé et déchargé par lesdits passages. Le mode de réalisation de la figure 6 diffère des modes de réalisation précédemment décrits en ce que la pompe est constituée par deux roues dentées 19,20 dont l'une est reliée rigidement d'une manière appropriée au corps annulaire intérieur 1 du palier,tandis que.l'autre est montée folle sur une broche 21 portée par le couvercle d'extrémité 17;il est évident que dans ce cas la cavité 10 formée Dans le corps annulaire intérieur 1 est profilée de manière qu'elle puisse contenir les deux roues dentées. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Ce dispositif est monté sur un siège cylindrique approprié,à la façon d'un roulement à rouleaux normal,par liaison de la surface extérieure du corps annulaire extérieur 2 avec la surface du siègeproprementdit;dans ce siège,il est prévu des passages appropriés pour établir une liaison avec le passage d'admission 13 et le passage de décharge 14 du dispositif; l'étanchéité au liquide est assurée par les bagues qui sont logées dans les gorges 18. Un élément tournant de la machine ou appareil sur lequel le dispositif est monté est supporté à rotation par le corps annulaire intérieur l,par exemple par liaison de cet élément avec un trou ménagé dans ce corps annulaire. En conséquence,le dispositif peut à la fois supporter ledit élément en rotation à la façon d'un palier normal,et remplir simultanément la fonction d'une pompe puisque la rotation du corps annulaire intérieur 1 dans le dispositif fait en sorte que le rotor 5 (ou bien les deux roues dentées 19 et 20)tourne en produisant ainsi une action de pompage qui a tendance à aspirer du liquide au travers de la cavité 15 existant entre les corps annulaires (figure 1), 1o ou bien dans le passage axial 21 du corps annulaire intérieur (figure 4),et à le refouler sous pression dans le passage de décharge 14;il s'établit ainsi un écoulement de liquide entre le passage d'admission 13 et le passage de décharge 14, de cet écoulement passant sur les éléments/roulement 3 et sur les voies associées des corps annulaires et assurant un effet de lubrification efficace sur ceux-ci. En conséquence,avec le dispositif selon l'inven- tion,il est possible de faire passer un liquide sous pression dans la machine ou appareil dans lequel le dispositif est monté,tout en remplissant également deux fonctions différentes, à savoir une fonction de palier et une fonction de pompe. L'encombrement du dispositif est très réduit et il correspond approximativement à celui du ou des paliers qui serait autrement nécessaire pour supporter à rota- tion ledit élément tournant. En outre,ce dispositif est d'une construction très simple,et par conséquent d'un coût très réduit. Il est par conséquent possible de monter un dispositif de ce type dans un moteur thermique pour qu'il remplisse une fonction de palier pour un élément tournant et pour qu'il serve simultanément de pompe pour refouler de l'hui- le ou du carburant;on peut également l'installer sur une ma- chine d'actionnement de manière qu'il supporte un élément tournant et qu'il remplisse la fonction d'une pompe dans un but approprié. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes-de réalisation décrits ci-dessus,qui peuvent faire l'ob- jet de nombreuses variantes. 6 2491171 REVENDICATIONS 1. Dispositif intégré fonctionnant de manière à supporter un élément tournant et à débiter un liquide ayant des propriétés lubrifiantes, caractérisé en ce qu'il comprend un corps annulaire-intérieur (1) et un corps annulaire exté- rieur (2) entre lesquels est disposée au moins une rangée annulaire d'éléments de roulement (3),et au moins un rotor (5),d'une pompe accouplée rigidement audit corps annulaire intérieur,ledit corps annulaire intérieur (1) étant pourvu d'un siège (4) sur lequel ledit rotor peut être fixé,et ledit corps annulaire extérieur (2)présentant une cavité (10) qui est excentrée par rapport à l'axe du corps annulaire intérieur (l)et qui peut constituer une chambre pour ladite pompe,en ce qu'il est prévu dans le corps annulaire intérieur et/ou le corps annulaire extérieur au moins une paire de passa- ges (13,14,21)servant à mettre ladite cavité en communication avec l'environnement extérieur entourant lesdits corps annu- laires et à constituer les passages d'admission et de décharge du liquide de la pompe. 2.Dispositif selon la revendication l,caractérisé en ce que lesdits passages sont positionnés l'un par rapport à l'autre de manière qu'au moins une partie de la cavité (15) qui est située entre lesdits corps annulaires (1,2)et dans laquelle lesdits éléments de roulement (3) sont logés est pla- cée entre ces corps annulaires de telle manière que l'écoule- ment de liquide produit par la pompe passe sur lesdits élé- ments de roulement (3). 3.Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite cavité (15)qui est située entre lesdits corps annulaires est séparée de l'environnement extérieur par des moyens d'étanchéité (16,17)au liquide. 4. Dispositif selon la revendication 3,caractéri- sé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent un élé- ment annulaire d'étanchéité (16). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4,caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité compren- nent un couvercle (17)d'obturation de ladite cavité. 7 2491171 6.Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations I à 5,caractérisé en ce que ledit rotor (5) est un rotor centrifuge comportant des aubes (6) essentielle- ment radiales. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit rotor est un rotor centrifuge pourvu d'aubes (6) qui sont mobiles dans des rainures radiales ménagées dans le rotor proprement dit. 8.Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7,caractérisé en ce que ledit rotor comprend des passages radiaux (9) en communication avec les passages ra- diaux (8)ménagés dans ledit corps annulaire intérieur (1). 9.Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8 caractérisé en ce que ledit rotor est consti- tué par une roue (19)pourvue de dents qui peuvent engrener avec des dents prévues sur une autre roue (20)montée folle sur un couvercle (17).