Brevet FR2497881A1 — publié le 19820716

La présente invention concerne les organes de transformation de puissance pour circuits hydrauliques ou fluides et, plus particulièrement, une pompe à éléments tournants coopérants. Parmi les grandes familles de pompes à éléments tournants on peut citer les pompes à un seul élément tournant, telles que les pompes centrifuges ou à palettes, et les pompes à deux éléments tournants coopérants, telles que les pompes du type Roots et les pompes à engrenages. Ces deux derniers types de pompe se caractérisent par des éléments coopérants à structure délicate et compliquée, nécessitant des colts de fabrication élevés tenant notamment aux tolérances à observer, sont sujettes à une usure rapide, notamment pour des vitesses de rotation élevée, limitant ainsi leurs performances et sont, en outre, non réversibles. La présente invention a pour objet de proposer un nouveau type de pompe polyvalente de structure particulièrement simple, à fonctionnement fiable et efficace,présentant des risques d'usure réduits, de couts de fabrication faibles, et susceptible d'être aisément monté en série pour constituer, le cas échéant, des installations de puissance notables. Pour ce faire, selon une caractéristique de la présente invention, la pompe, du type comprenant un carter définissant deux chambres cylindriques identiques adjacentes et intercommunicantes, un premier et un second éléments tournants coopérants, disposés respectivement dans les chambres, l'un de ces éléments étant couplé à un arbre de transmission de force, l'autre élément étant monté sur un arbre tourillonnant dans le carter, et deux conduites de circulation de fluide communiquant avec les chambres, est caractérisé en ce que les deux arbres sont couplés en rotation par deux engrenages coopérant en engrènement mutuel disposés dans des logements formés dans le carter et séparés axialement des chambres correspondantes, et en ce que les deux éléments tournants comprennent chacun un corps cylindrique sensiblement en contact tangentiel avec la périphérie de l'autre élément tournant, au moins un premier de ces éléments tournants comprenant une dent faisant saillie radialement par rapport au corps, de rayon sensiblement égal au rayon de la chambre correspondante, et s'étendant sur toute la largeur axiale de l'élément tournant, cette dent étant susceptible d'être reçue en engagement, lors de la rotation synchrone des éléments tournants, dans un évidement profilé correspondant formé dans le second élément tournant. Selon une caractéristique plus particulière de la présente invention, les deux éléments tournants comprennent chacun un corps cylindrique de même rayon, le second élément tournant comprenant également une dent, le premier élément comprenant un évidement correspondant, les conduites de circulation de fluide débouchant au droit de la zone d'intercommunication entre les deux chambres, de part et d'autre de la ligne joignant les axes des arbres. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels La figure 1 représente, en coupe longitudinale,un premier mode de réalisation d'une pompe selon l'invention; La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1i La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'une pompe selon l'invention; et La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'ensemble de pompe comprend un carter 1, définissant latéralement deux chambres cylindriques identiques 2, adjacentes et intercommunicantes suivant un plan d'intersection 3 coaxial au carter 1, ces chambres recevant respectivement un premier élément tournant 4 et un second élément tournant 5, coaxiaux aux chambres correspondantes. Le carter définit également, sur le côté opposé, deux logements cylindriques identiques et intercommunicants 6, 6', dans lesquels sont reçus des engrenages maintenus en coopëration d'engrènement 7 et 7', les chambres 2, 2' étant fermées par une première joue 8, et les chambres 6, 6' par une seconde joue 9, les joues étant fixées au carter 1 par des vis telles que 10.Le premier élément tournant 4 et l'engrenage adjacent 7' sont fixés à un arbre de transmission de puissance ll supporté par des roulements 12 et s'étendant vers l'extérieur au-delà de la joue 9, le second élément tournant 5 et l'engrenage associé 7' étant fixés à un arbre in termédiai.re 13 supporté par des roulements 14. Des moyens d'étanchéité 15, sont prévus autour des arbres 11 et 13 dans la portion de cloison du carter 1 séparant les chambres des logements. Comme on le voit vieux sur la figure 2, le second élément tournant 5 est entièrement cylindrique, de même rayon que sa chambre associée 2', et fait donc partiellement saillie d'une distance de l'ordre du quart du rayon de la chambre dans la chambre 2, du premier élément 4 qui comporte un corps cylindrique de rayon déterminé pour être sensiblement tangent à la périphérie du corps du second élément 5. Le premier élément 4 comporte une dent profilée 16, faisant saillie radialement par rapport au corps de cet élément, et destinée à être reçue,lors de la rotation synchrone des deux éléments tournants assurée par les engrenages 7 et 7', dans un éviderent profilé correspondant 17, formé dans le second élément 5.Le rayon périphérique de la dent 16 correspond au rayon de la chambre 2, cette dent s'étendant sur toute la largeur du premier élément 4, comme on le voit sur la figure 1. Dans la joue 8 sont formés deux conduits de circulation de fluide 18 et 19, débouchant respectivement par un orifice d'admission 20 et un orifice d'échappement 21 dans la chambre 2, au voisinage de la zone de raccordement 3 entre les deux chambres 2 et 2' et situés respectivement de part et d'autre de la ligne joignant les axes des arbres ll et 13. Dans cet agencement, la dent 16 , divise en permanence en coopération avec le corps du second élément 5, la chambre 2 en deux demi-espaces séparés, de sorte que la rotation de l'arbre ll réalise, dans la chambre 2, une action conjointe d'aspiration et de compression pour aspirer le fluide de la canalisation d'amenée 18 et le refouler sous pression zar la canalisation 19. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, l'agencement général est sensiblement le même et les éléments identiques ou analogues portent les mêmes chiffres de référence. Dans ce mode de réalisation, toutefois, le premier élément tournant 4' et le second élément tournant 5' comportent tous dieux un corps cylindrique de msme rayon, ces corps étant sensiblement tangents l'un à l'autre. A partir de chaque corps fait saillie une dent 16, 160, de rayon périphérique identique à celui des chambres 2,2', le premier élément 4' comportant en conséquence, à son tour, un évidement 170 pour re- cevoir la dent 160. Typiquement, comme représenté sur la figure 4, le premier élément 4' comporte deux dents diamétralement opposées 16, 16' et deux évidements opposés 170, le second élément 5' comportant, similairement deux dents diamétralement opposées 160' et deux évidements diamétralement opposés 17, 17'. De préférence, comme on le voit sur la figure 4,les évidements 170, 170' du premier élément tournant 4' sont situés immédiatement dans le prolongement de la face aval des dents 16, les évidements 17, 17' du second élément tournant 5' se situant corrélativement dans le prolongement de 1 face aval des dents 16G, 160'. Dans ce mode de réalisation, les orifices d'amenée 20' et de sortie 21' du fluide se situent exactement au droit de la zone de raccordement 3 entre les deux chambres 2 et 2'. Le mode de réalisation des figures 3 et 4 réalise un agencement préférentiel équilibre et à fonctionnement sans & coups. On notera, dans le même esprit, en relation avec la figure 2, que dans le premier mode de réalisation le premier élément 4 peut également comporter deux dents diamétralement opposées 16 et 16', le second élément tournant 5 comportant deux évidements diamétralement opposés 17 et 17'. Dans ces modes de réalisation, l'ensemble de pompe est réversible et peut fonctionner, par exemple, comme moteur hydraulique. On notera, d'autre part, en relation avec le mode de réalisation des figures 3 et 4, que sur de mêmes arbres 11 et 13, tournant en synchronisme par l'intermédiaire des engrenages 7 et 7', on peut monter en série plusieurs équipages adjacents d'éléments tournants 4' et 5', des passages de fluides, agencés comme les conduits 18 et 19, mettant en communication les chambres successives, et que dans ce cas, selon le calage retenu pour les dents 16 et 160, on peut même s'affranchir des engrenages 7 et 7'. Les ensembles de pompe peuvent être réalisés en métal ou, au moins pour les éléments tournants, en un matériau plastique tel que du polytétrafluoroéthylène ou 1 'acrylonitrile-butadiène-styrène. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers,elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Pompe comprenant : un carter définissant deux chambres cylindriques adjacentes et intercommunicantes, un premier et un second éléments tournants coopérants disposés respectivement dans les logements, l'un de ces éléments étant couplé à un arbre de transmission de force, l'autre élément étant fixé à un arbre tourillonnant dans le carter, et deux conduites de circulation de fluide communiquant avec les chambres, caractérisée en ce que les deux arbres (11, 13) sont couplés en rotation par deux engrenages (7, 7') coopérant en engrènement mutuel, disposés dans des logements (6, 6') du carteriséparés axialement des chambres cylindriques correspondantes (2, 2'), et en ce que les deux éléments tournants (4, 5; 4',5') comprennent chacun un corps cylindrique en contact tangentiel avec la périphérie de l'autre élément tournant, au moins un premier (4, 4') de ces éléments tournants comprenant une dent (16, 16') faisant saillie radialement par rapport au corps, de fayon périphérique sensiblement égal au rayon de la chambre correspondante (2) et s'étendant sur toute la largeur axiale du premier élément , cette dent étant reçue en engagement, lors de la rotation tmchrone des éléments tournants, dans un évidement profilé (17, 17') correspondant formé dans le second élément tournant (5, 5'). 2 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second élément tournant (5) a un contour cylindrique de rayon égal à celui de la chambre correspondante (2'), les conduites (18, 19) débouchant (20,21) dans la chambre (2) du premier élément tournant (4) au voisinage de la zone de raccordement (3) entre les deux chambres, de part et d'autre de la ligne joignant les axes des arbres (11, 13). 3 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier élément (4) comprend deux dents (16, 16') diamétralement opposés,le second élément tournant (5) comprenant deux évidements diamétralement opposés (17, 17'). 4 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux éléments tournants (4', 5') ont un corps de même rayon, le second élément (5') comprenant également une dent (160), le premier élément (4') comprenant un logement correspondant (170), les conduites débouchant (20', 21') au droit de la zone de raccordement (3) entre les deux chambres (2, 2') de part et d'autre de la ligne joignant les axes des deux arbres (11, 13). 5 - Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'évidement (170) du premier élément (4') est situé dans le prolongement de la face aval de la dent (16) de cet élément, l'évidement (17) du second élément tournant (5') étant formé dans le prolongement de la face amont de la dent (160) de cet élément. 6 - Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque élément (4', 5') comprend deux dents diamétralement opposées (16, 16'; 160, 160'). 7 - Pompe selon l'une des revendications 5 ou 6, carats térisée en ce qu'elle comprend plusieurs ensembles appariés d'éléments tournants (4',5') montés en série sur les arbres (11, 13), des passages de fluide, agencés comme les conduites (18, 19), mettant en communication les chambres successives.