Brevet FR2489894A1 — publié le 19820312

Perfectionnements aux pompes hydrauliques à engrenage intérieur. La présente invention concerne des perfectionnements aux pompes hydrauliques comportant un engrenage intérieur formé d'un rotor à dentelure intérieure, entraîné par l'axe de la pompe, dans lequel s'engrène un pignon monté fou ; le rotor et le pignon sont insérés dans un boîtier comportant des conduites d'entrée et de sortie de fluide et un organe d'é tanchéité à profil en croissant logé entre le rotor et le pignon. Ces pompes à engrenage intérieur sont communément appelées pompes à profil EATON. Ces pompes à engrenage intérieur sont utilisées depuis de longues années. Elles comportent un rotor muni d'un nombre de dents supérieur au pignon. Pour faciliter la fabrication, on a généralement choisi un nombre de dents de pignon faible, généralement sept dents, et un rotor comportant 9 dents. Néanmoins, la fabrication de ces dents est une opération coû- teuse et longue, réalisée par les techniques classiques de taillage d'engrenage. La présente invention a notamment pour objet de réaliser une telle pompe à engrenage intérieur dont la fabrication soit particulièrement aisée et peu onéreuse en simplifiant considérablement les opérations de taillage du rotor. Un autre objet de la présente invention est de réaliser de telles pompes produisant un débit et une pression nettement supérieurs aux pompes connues de même type et à volume égal. Pour ce faire, et selon une caractéristique de l'invention, le pignon comporte 7 dents et le rotor comporte 10 dents les dents du rotor ont des flancs plans, un flanc d'une pre mièvre dent étant parallèle avec le flanc en regard d'une troisième dent et étant aligné avec le flanc opposé d'une huitième dent, de sorte que les flancs sont alignés par groupe de deux et parallèles par groupe de quatre ; il est ainsi possible de réduire sensiblement les colts de fabrication du rotor en usinant les flancs des dents par groupes de quatre. Selon une autre caractéristique de l'invention, les dents du pignon ont des flancs à profil en développante pour coo péter avec les dents du rotor à flancs plans ; les dents du pignon ont une épaisseur moyenne sensiblement égale aux 2/3 de leur hauteur et le rapport entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du pignon est sensiblement égal à 0,4. On réalise ainsi des dents de pignon plus longues que dans les dispositifs connus, de sorte que le débit de la pompe est sensiblement augmenté. Selon une autre caractéristique de l'invention, les dents du rotor définissent un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du pignon, la hauteur des dents du rotor étant sensiblement égale à leur épaisseur moyenne et étant légèrement inférieure à la hauteur des dents du pignon. Cette disposition permet notamment de réaliser une pompe robuste qui fournisse une pression élevée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface intérieure du bottier comporte une gorge radiale disposée entre l'axe de rotation du pignon et l'organe d'étanchéTté à profil en croissant ; le pignon comprend un alésage central dans lequel est emmanchée une bague en bronze pour tourner librement et avec peu de frottement sur l'axe du pignon. La vitesse de rotation et le débit de la pompe peuvent ainsi être sensiblement augmentés sans risques de grippage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront compris à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles - La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'une pompe selon la présente invention - La figure 2 représente une vue de côté du rotor selon 1'in- vention - La figure 3 représente une vue en coupe longitudinale du corps de bottier selon l'invention - La figure 4 représente une vue de face du couvercle de bot- tier selon l'invention ; et - La figure 5 représente une vue en coupe du couvercle de boîtier selon l'invention. Comme le représente en coupe la figure 1, la pompe comprend un boîtier 7 comportant un alésage intérieur dans lequel sont disposés les organes mobiles, une conduite entrée de fluide 2, une conduite de sortie de fluide 3, un axe 4 sur lequel est monté un pignon fou 5, et un organe d'étanchéité fixe 6 à profil en croissant. L'axe 4 du pignon est décentré par rapport à l'alésage du boîtier, de sorte que le pignon s'engrène dans un rotor à denture intérieure 7 tournant autour de son axe 8. L'organe d'étanchéSté 6 est logé dans l'espace disponible entre le rotor et le pignon, pour empêcher le fluide de passer directement de la conduite d'entrée 2 à la conduite de sortie 3. Le pignon 5 comporte 7 dents dont les flancs tels que 9 ont un profil en développante pour améliorer l'étanchéité entre le pignon et le rotor. Ces dents ont une épaisseur moyenne sensiblement égale aux 2/3 de leur hauteur ; le rapport entre le diamètre intérieur ou diamètre de pied de dent et le diamètre extérieur ou diamètre de tête de dent est sensiblement égal à 0,4 de façon à réaliser un pignon ayant des dents suffisamment longues. La longueur de ces dents, associée au profil en développante des flancs 9, permet de réaliser une pompe ayant un débit important pour un volume de pompe donné, et à vitesse de rotation donnée. Pour améliorer les performances de la pompe, et notamment augmenter son débit, le pignon comporte une bague centrale 10 en bronze pour coopérer avec l'axe 4. Cette bague, emmanchée dans l'alésage central du pignon, permet de diminuer le frottement sur l'axe 4 généralement en acier, de sorte que la vitesse de rotation du pignon et du rotor peut être augmentée pour assurer le passage d'un débit important. Le rotor 7 comprend 10 dents régulièrement espacées, à profil sensiblement trapézoidal. Les flancs des dents du rotor 7 sont plans pour en faciliter l'usinage. Les faces planes coopèrent de façon efficace avec les faces à profil en développante du pignon 5. Comme le représente en vue de côté la figure 2, le rotor comprend un axe d'entraînement e en bout duquel est monté un cylindre à alésage borgne 21 muni de fentes longitudinales telles que 22 pour former les dents du rotor. Sur la figure 1 on a représenté la disposition relative des dents du rotor 7.Selon une caractéristique par ticulière de l'invention, les flancs sont parallèles ou alignés par groupe de quatre : si l'on considère un premier flanc 11 d'une première dent 12, ce flanc est aligné avec le flanc opposé 13 de la huitième dent 14, et parallèle au flanc opposé 15 de la troisième dent 16, ce flanc 15 étant lui-même aligné avec le flanc opposé 17 de la sizième dent 18. Cette propriété d'alignement et de parallèlisme se retrouve pour tous les flancs du rotor. Les dimensions relatives des dents du rotor sont en outre choisies de façon que ces dents définissent un diamètre intérieur du rotor sensiblement égal au diamètre extérieur du pignon. La hauteur des dents du rotor est sensiblement égale à l'épaisseur moyenne de ces dents et est légèrement inférieure à la hauteur des dents du pignon.De cette façon, les dents du pignon et du rotor sont relativement résistantes et s'engrènent facilement, de sorte que la pompe peut avoir un débit important et produire une pression élevée dans la conduite de sortie 3. Le boîtier 1 comprend un corps de boîtier, représenté en coupe en figure 3, sur lequel s'adapte un couvercle de boi- tier représenté sur les figures 4 et 5. Le corps de boîtier 30 comporte un alésage longitudinal 31 pour le passage de l'axe 20 du rotor et un alésage de diamètre supérieur 32 pour l'insertion du cylindre 21 du rotor. La conduite de sortie 3 relie l'alésage 32 à l'extérieur du boîtier. Sur la figure 4 on a représenté en vue de face le couvercle du boi- tier s'adaptant sur l'ouverture de l'alésage 32 du couvercle de boîtier. Le couvercle 40 supporte l'axe de rotation4 du pignon et l'organe d'étanchéité à profil en croissant 6. Des évidements latéraux 41 et 42 sont ménagés de part et d'au-tre de l'axe 4 pour permettre le passage du fluide entre les conduites d'entrée et de sortie et l'engrenage formé par le rotor et le pignon. La pompe selon la présente invention est prévue pour fournir un débit et une pression élevés. Pour cela, il est prévu d'imprimeur à la pompe une vitesse de rotation élevée. Dans les dispositifs connus, cette vitesse de rotation élevée produit rapidement un grippage du pignon 5 qui frotte contre la face interne du couvercle 40. il est prévu dans la présente invention de ménager une gorge 43 sur la face interne de ce couvercle, pour améliorer la lubrification du pignon. Cette gorge pourra par exemple être disposée, comme le représente la figure, entre l'axe du pignon et l'organe d'étanchéité 6.Notamment, en disposant cette rainure de façon symétrique entre les deux évidements 41 et 42, le pignon pourra être correctement lubrifié pour les deux sens de rotation de la pompes Comme le représente en coupe la figure 5, le couvercle comprend une partie cylindrique 50 pour s'emboîter partiellement dans l'extrémité de l'alésage 32 du corps de boîtier. Le couvercle est fixé au corps de boîtier par boulonnage. Pour abaisser les coûts de fabrication de la pompe, la présente invention prévoit un rotor 7 comprenant 10 dents dont les faces soient alignées ou parallèles par groupe de quatre. Dans le cas d'un rotor à dix dents et plus généralement dans le cas dtun rotor comportant un nombre pair de dents, la présente invention prévoit un procédé de fabrication permettant de diminuer le nombre des opérations d'usinage pour réaliser les dents du rotor. Selon ce procédé, une première étape consiste à réaliser un rotor comportant un axe de rotation tel que 20 et, monté en bout d'axe, un cylindre 21 comportant un alésage axial borgne ouvert à l'opposé de l'axe. L'usinage du cylindre pour former les dents du rotor est effectué par l'action d'un ensemble de deux fraises parallèles et couplées, d'axe perpendiculaire à l'axe du rotor et disposées de fa çon symétrique par rapport à cet axe ; chaque passage en bout de rotor de l'ensemble des fraises permet d'usiner quatre faces de dents. On effectue donc des passages de l'ensemble des fraises, le rotor étant tourné d'un angle égal au pas du rotor entre deux passages des fraises. Ainsi, par exemple pour un rotor à dix dents, l'usinage pourra être réalisé en cinq passages des fraises. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle comprend diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Pompe à engrenage intérieur comprenant un rotor (7) à denture intérieure entraîné par l'axe de la pompe et dans lequel s'engrène un pignon fou (5), le rotor et le pignon étant insérés dans un boîtier (i) comportant des conduites d'entrée et de sortie de fluide et un organe d'étan chéité (6) à profil en croissant logé entre le rotor et le pignon, caractérisée en ce que le pignon comporte sept dents et en ce que le rotor comporte dix dents. 2 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents du rotor ont des flancs plans, un flanc (11) d'une première dent (12) étant parallèle avec le flanc (15) en regard d'une troisidme dent (16) et étant aligné avec le flanc opposé (13) d'une huitième dent (14), de sorte que les flancs sont alignés par groupes de deux et parallèles par groupes de quatre. 3 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dents du pignon ont des flancs à profil en développante pour coopérer avec les dents du rotor à flancs plans. 4 - Pompe selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les dents du pignon ont une épaisseur moyenne sensiblement égale aux 2/3 de leur hauteur et sont telles que le rapport entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du pignon soit sensiblement égal à 0,4. S - Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que les dents du rotor définissent un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du pignon, la hauteur de ces dents étant sensiblement égale à leur épaisseur moyenne et étant légèrement inférieure à la hauteur des dents du pignon. 6 - Pompe selon l'une quelconque des 'revendications 1 à 5, caractrisée en ce que la surface intérieure du boîtier comporte une gorge radiale (43) disposée entre l'axe de rotation (4) du pignon et l'organe d'étanchéité (63 à profil en croissant. 7 - Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le pignon comprend un alésage central dans lequel est emmanchée une bague en bronze (10) pour tourner librement sur l'axe du pignon. 8 - Procédé de fabrication d'un rotor de pompe à engrenage intérieur dont le rotor comprend un nombre pair de dents, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - réaliser un cylindre solidaire d'un axe de rotation et comportant, opposé à l'axe, un alésage borgne - usiner le cylindre pour former les dents par l'action d'un ensemble de deux fraises parallèles couplées, d'axe per pendiculaire à l'axe du rotor et disposées de façon symé trique par rapport à cet axe, chaque passage de l'ensemble des fraises formant quatre faces de dents et le rotor étant tourné d'un pas pour le passage suivant des fraises.