Brevet FR2532366A1 — publié le 19840302

La présente invention concerne une pompe à pistons radiaux pour le transport de milieux fluides, notamment de fluides hydrau- liques, dans laquelle au moins un élément de piston porte contre une piste de came agencée excentriquement par rapport à l'axe d'un arbre d'entraînement et peut être déplacé selon un mouvement de va-et-vient dans un alésage cylindrique, cette pompe comportant, sur ses voies d'admission et de sortie, des valves de retenue qui peuvent ouvrir dans le sens du courant de fluide. Une pompe à pistons radiaux, ayant les caractéristiques pré- cédentes est connue par exemple par la demande de brevet allemand DE-AS 16 53 632 Cet ensemble connu présente u Marbre d'entraînement qui est doté d'une gorge radiale à section droite rectangulaire, gor- ge dont le centre est écarté de l'axe de l'arbre d'entraînement Le fond de cette gorge radiale de l'arbre d'entraînement reçoit une douille de glissement sur laquelle prennent appui des pistons cylin- driques qui sont mobiles de façon à pouvoir exécuter des mouvements de vaet-vient dans des alésages cylindriques Au cours de sa course, chaque piston passe, à un endroit donné, devant le bord d'une lu- mière de sorte que la face terminale de ce piston non tournée vers l'arbre d'entraînement délimite ensuite, dans l'alésage cylindrique, une chambre fermée qui est ainsi séparée du côté aspiration de la pompe Au cours de la suite de la course du piston, le volume de fluide se trouvant dans cette chambre fermée est soumis à un ac- croissement de pression et refoulé à la sortie de la pompe. Le fait que la commande de cette pompe connue 'soit faite sur une lumière,de cette manière, doit être considéré comme un in- convénient-puisqu'il en résulte un rendement volumétrique relative- ment mauvais En outre, des forces de frottement relativement impor- tantes interviennent entre piston, douille de glissement et fond de l'arbre d'entraînement, de sorte qu'il y a aussi un rendement méca- nique relativement déplorable et que, par conséquent, les forces nécessaires pour entraîner l'arbre sont relativement grandes. La présente invention a pour but de réaliser une pompe à pistons radiaux simple, du genre mentionné au début, mais ayant un meilleur rendement mécanique et volumétrique. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'ar- bre d'entraînement est doté d'une gorge périphérique refermée sur ellemême et ayant une section droite circulaire, par le fait que le centre de cette gorge est écarté de l'axe de l'arbre d'entraînement et par le fait que ledit élément de piston est constitué par une bille dont le rayon est au plus égal à celui de la section droite de la gor- ge Avec une telle configuration, on obtient notamment l'avantage que la bille roule dans la gorge périphérique de sorte que les forces de frottement correspondantes sont faibles, donc aussi le couple né- cessaire sur l'arbre d'entraînement Comme bille, on peut utiliser par exemple une bille normalisée pour roulement à billes En outre, la pompe est commandée exclusivement par valves, de sorte que le rendement volumétrique est meilleur que celui de l'ensemble connu. Le rayon de la bille est avantageusement au plus égal à celui de la section droite de la gorge Si les rayons sont égaux, le contact entre bille et contour de gorge est alors linéaire, de sorte qu'il est très probable que la bille roulera dans la gorge avec un glissement rela- tivement faible, et que, par conséquent, il ne se formera sur la bille aucun méplat dû à un glissement entre celle-ci et la gorge Si le rayon de la bille est moindre que celui de la section droite de la gorge, le contact entre bille et arbre est alors un contact ponctuel qui se caractérise par des forces de frottement très grandes garan- tissant que la bille roulera à coupsûr. La bille est maintenue dans la gorge périphérique par un ressort de compression Cela est nécessaire notamment lors de la course d'aspiration, pour maintenir la bille au contact de l'arbre d'entraînement Du fait de son dimensionnement, la bille agit dans l'alésage comme si elle était un piston de'cylindre Le rendement volumé- trique peut toutefois être avantageusement encore amélioré si l'on prévoit, agencé entre la bille et le ressort de compression, un piston sensi- blement cylindrique L'effet d'étanchéité contre la paroi de l'alé- sage cylindrique se trouve ainsi amélioré de façon décisive, puisque le pistol touche, par la totalité de la surface de son pourtour, la paroi de l'alésage cylindrique Il est avantageux qu'il y ait une communication hydraulique entre les faces extrêmes du piston cylin- drique La matière du piston est avantageusement une matière plastique du genre élastomère ayant de bonnes caractéristiques de glissement. L'effet d'étanchéité du piston peut encore être amélioré par une lèvre d'étanchéité périphérique élastique sur la surface du piston éloignée de la bille. Dans un avantageux développement de l'objet de l'invention, l'arbre d'entraînement est mobile axialement et la Dosition axiale de cet arbre est donnée par la conjugaison de formes entre bille et gorge Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'imposer des tolérances étroites à l'arbre-d'entraînement puisque celui-ci se cen- tre lui-'même pendant le fonctionnement de la pompe Dans ce contexte, il est en outre avantageux que l'arbre d'entraînement soit en deux parties, la première portant la gorge périphérique et s'engageant, avec accouplement en rotation, dans la deuxième partie d'arbre qui lui fournit directement le couple d'entraînement Avec une telle for- me de réalisation, on peut admettre des tolérances plus importantes pour ce qui est de l'assemblage du carter de la pompe du module d'en- trainement De plus, les dilatations thermiques des parties de l'arbre peuvent être sans effet si, de façon avantageuse la première partie d'arbre est mobile axialement par rapport à la deuxième partie d'arbre, cela tout en restant accouplée en rotation; Il est en outre avantageux que le carter de pompe recevant l'alésage cylindrique soit supporté, par l'intermédiaire d'anneaux d'étanchéité, dans un corps cylindrique creux Ainsi, k bruit produit par la pompe est très fortement réduit De p 1 us, comme l'expérience l'a montré, la réduction des vibrations accroît aussi la longévité de la pompe. La chambre de pression de la pompe est fermée avec étan- chéité par un autre anneau d'étanchéité ce qui donnesd'une part, une construction simplifiée et, d'autre part, un amortissement dès pulsations de pression dans la chambre Les pointes de pression dans la chambre de pression sont d'autant plus fortement atténuées que l'élasticité de l'anneau d'étanchéité est plus grande Des résultats particulièrement bons peuvent donc -tre obtenus si l'anneau d'étan- chéité est creux Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront main- tenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure unique annexée qui représente une vue en coupe partielle d'une pompe selon l'inven- tion. Sur le dessin, la référence 1 désigne un raccord d'aspira- tion par lequel est aspiré du fluide provenant d'un réservoir non représenté Le fluide aspiré parvient, via un canal d'aspiration 2, dans une chambre annulaire 3 qui est formée par la carter de pompe 4 et par un corps cylindrique principal 5 qui reçoit le carter de pompe 4, en combinaison avec des anneaux d'étanchéité-6 et 7 Le carter de pompe 4 est en outre muni d'un raccord de pression 8 o, lors du fonc- tionnement de la pompe, le fluide hydraulique mis sous pression est disponible. Le carter de pompe dispose en outre d'un trou borgne axial 9 dans lequel une première partie 10 d'un arbre d'entrainement est montée à rotation Sur l'extrémité de la première partie d'arbre 10, du côté non en regard du fond du trou borgne 9, est formé un tenon Il qui s'engage dans une mortaise 12 d'une deuxième partie d'arbre 13, en établissant ainsi une liaison de solidarisation en rotation entre les parties d'arbre 10 et 13 La partie d'arbre 13 est par exemple l'arbre d'un moteur électrique 14. La partie d'arbre 10 comporte une gorge périphérique 15 de section circulaire Le centre de cette gorge périphérique 15 est dé- calé par rapport à l'axe de la première partie d'arbre 10 Ainsi est formé une piste de came excentrique ayant une section droite circu- laire, dans laquelle est engagée une bille 16. Au-dessus de -la bille 16 (en considérant la figure), est disposé un piston 17 sensiblement cylindrique qui, au moyen d'un ressort de compression 18, est maintenu au contact de la bille 16 Au-dessus du piston cylindrique 17, se trouve une valve de retenue 19, 20 par laquelle le fluide est aspiré Partant d'une chambre 21 dans l'alésage 22, un canal 23 va, par l'intermédiaire d'une autre valve de retenue 24, 25, à une chambre de pression 26 dont l'étan- chéité est assurée par un anneau d'étanchéité élastique 28. Pendant le fonctionnement de la pompe à piston radial, la $ bille 16 accomplit, avec le piston 17, des mouvements axiaux dans l'alésage cylindrique 22 Dans la phase de mouvement comprise entre le point mort supérieur et le point mort inférieur, la valve de rete- nue 19, 20 est ouverte, de sorte que du fluide peut s'écouler du rac- cord d'aspiration 1, via la chambre annulaire 3, à la chambre 21 dont le volume augmente pendant cette phase Après franchissement du point mort inférieur, la valve de retenue 19, 20 se ferme sous l'effet de la force du ressort de compression 18, la force de fermeture étant ren- forcée par la pression qui s'établit alors dans la chambre 21 Le fluide dans la chambre 21 dont le volume diminue parvient, par le canal 23, à la valve de retenue 24, 25 qui s'ouvre alors et établit une communication entre le canal 23 et la chambre de pression 26 de la pompe Le fluide transporté parvient, par un autre canal 27 au raccord de pression 8 de la pompe. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Pompe à pistons radiaux pour le transport de milieux fluides, notamment de fluides hydrauliques, dans laquelle au moins un élément de piston porte contre une came dont la piste est agencée excentrique- ment par rapport à l'axe d'un arbre d'entraînement et peut -tre dépla- cé pour accomplir des mouvements de va-et-vient dans un alésage cy- lindrique, cette pompe comportant, sur ses voies d'admission et de sortie, des valves de retenue qui peuvent ouvrir dans le sens du cou- rant de fluide, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement ( 10, 13) est doté d'une gorge périphérique ( 15) refermée sur elle-meme et ayant une section droite circulaire, en ce que le centre de cette gorge ( 15) est écartée de l'axe d'entraînement ( 10), et en ce que ledit élément de piston est constitué par une bille ( 16) dont le rayon est au plus égal au rayon de la section droite de la gorge. 2 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bille ( 16) est maintenue dans la gorge ( 15) par un ressort de com- pression ( 18). 3 Pompe selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un piston sensiblement cylindrique ( 17) est agencé dans l'alé- sage cylindrique ( 22), entre la bille ( 16) et le ressort de compres- sion ( 18). 4 Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'il est prévu une communication hydraulique entre les faces extrêmes du piston ( 17). 5 Pompe selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement ( 10, 13) est mobile axialement et en ce que la position axiale de cet arbre ( 10) est déterminée par la conjugaison de formes entre la bille ( 16) et la gorge ( 15). 6 Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement ( 10, 13) est en deux parties dont lapremière ( 10) porte ladite gorge périphérique ( 15) et s'engage, avec solida- risation en rotation, dans la deuxième partie ( 13) qui est celle o le couple d'entraînement est fourni. 7 Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première partie d'arbre ( 10) est mobile axialement par rapport à la deuxième partie d'arbre ( 13), cela tout en lui restant solidarisée en rotation. 8 Pompe selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que le carter de pompe ( 4) recevant l'alésage cylindrique ( 22) est supporteé par l'intermédiaire d'anneaux d'étanchéité ( 6, 7), dans un corps cylindrique creux ( 5). 9, Pompe selon une ou plusieurs des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la chambre de pression ( 26) est fermée par un anneau d'étanchéité élastique ( 28). Pompe selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'anneau d'étanchéité ( 28) est un anneau torique creux.