Brevet FR2536116A1 — publié le 19840518

Turbine de pompe à eau en alliage fritté L'invention concerne une turbine pour une pompe qui sert à véhiculer le fluide de refroidissement d'un moteur à combustion interne, préférentiellement une pompe à eau. On sait que les pompes à eau affectes à cet usage posent un problème d'étanchéité relatif à la protection du roulement qui porte l'arbre d'entraînement de la pompe. En général l'étanchéité est réalisée par un joint comprenant une bague sollicitée par des moyens élastiques et qui frotte sur une surface d'appui solidaire de la turbine. Cette surface d'appui se compose, soit d'un revêtement antifriction appliqué à l'extrémité du moyeu de la turbine, soit d'une contre-bague rapportée solidaire de la turbine en rotation. L'invention concerne une turbine de pompe à eau du type précédemment décrit, caractérisée par le fait qu'elle comprend un moyeu, un corps de turbine, des aubes et une contre-bague d'étanchéité constitués en une seule pièce réalisée en fritté bimétallique. Elle se caractérise aussi par le fait que la contre-bague est composée d'un premier constituant qui est de l'acier inoxydable à forte teneur en chrome et que le moyeu, le corps de turbine et les aubes se composent d'un deuxième constituant qui est un acier au cuivre. Elle se caractérise aussi par le fait que le premier et le deuxiè- me constituant sont réalisés à partir de mélanges homogènes de poudres en proportions convenables ayant une granulométrie appropriée. Elle se caractérise aussi par le fait que la turbine est réalisée par un frittage au four en atmosphère réductrice selon un cycle de température convenable d'un comprimé mis en forme à la presse ; ledit comprimé étant obtenu à partir de deux mélanges homogènes de poudres superposés dans la matrice flottante de la presse La Fiv. l représente une vue en élévation de la turbine. La Fig.2 représente une vue de dessus. On voit sur la Fig.l le corps de turbine 1, le moyeu 2, les aubes 3 et la contre-bague 4, I'ensemble étant constitué d'une seule pièce en fritté bimétallique. On voit en 5 I'alésage central permettant le passage de l'arbre d'entraînement. Pour réaliser cette turbine on procède de la manière suivante - On prépare un premier constituant en mélangeant de façon homogène des poudres en proportions convenables de fer, de carbone, et de chrome et on ajoute un lubrifiant. Ce mélange qui comporte environ 95 % de fer est rendu homogène à l'aide d'un mélangeur où il est traité pendant environ 20 minutes. - On prépare un deuxième constituant de la meme manière avec des poudres de fer, de carbone et de cuivre. Les poudres ont une granulométrie d'environ 70 microns elles sont obtenues par oxydoréduction. - On dispose d'une presse à matrice flottante dont la matrice est placée à hauteur convenable i on verse le premier constituant et on vient araser avec une raclette. On descend la matrice de manière à libérer un volume correspondant au deuxième constituant. On superpose le deuxième constituant au-dessus du premier et on vient araser comme précédemment. On applique le poinçon, et on exerce un effort de 5 t/cm2 environ. On obtient ainsi un comprimé à la forme. Il va de soi que la turbine doit entre conçue de telle sorte que la mise en forme soit possible. Ainsi les aubes sont à parois quasi-verticales avec une dépouille permettant le dégagement du poinçon ; elles ont une épaisseur suffisante pour que le comprimé présente la cohésion nécessaire. - Les comprimés sont traités au four en atmosphère réductrice avec un cycle de température admettant un palier de 20 minutes à 11200c. La pièce ainsi obtenue doit etre calibrée pour que sa face d'appui sur la bague du joint présente la tolérance admissible. On obtient ce résultat par traitement à la presse où on retasse de quelques pour cent en réduisant la porosité résiduelle. Eventuelloment on peut également prévoir une opération d'imprégnation. L'invention est applicable aux turbines de pompe à eau qui équipent les circuits de refroidissement des moteurs à combustion interne. R E: V E N D I (: A T I O N S 1. Turbine de pompe à eau comprenant un moyeu, un corps dè turbtne des aubes et une contre-bague sur laquelle frotte pendant la rotation dè le turbine, une bague d'étanchéité sollicitée par des moyens élastiques, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une seule pièce (1, 2, 3 et 4) frittée bimétal lique. 2. Turbine de pompe à eau selon la revendication l caractérisée en ce qu'elle se compose d'un premier constituant en acier au chrome pour la contre-bague (4) et d'un deuxième constituant en-acier au cuivre pour le corps de turbine (l), le moyeu (2) et les aubes (3). 3. Turbine de pompe à eau selon la revendication 2 caractérisée en ce que son premier constituant, destiné à la contre-bague (4), est obtenu à partir d'un mélange homogène de poudres de fer de carbone et de chrome et son deuxième constituant, destiné au corps de turbine (1), au moyeu (2) et aux aubes (3), à partir d'un mélange homogène de poudres de fer de carbone et de cuivre, les différentes poudres étant composées de grains d'environ 70 microns obtenus par oxydoréduction. 4. Turbine de pompe à eau selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle est réalisée par une opération de frittage au four en atmosphère réductrice d'un comprimé mis en forme à la presse, ledit comprimé étant obtenu à partir de deux mélanges homogènes de poudres superposés dans la matrice flottante de la presse, un premier mélange pour la contrebague (4) et un deuxième mélange pour le corps de turbine (1) le moyeu (2) et les aubes (3). 5. Turbine de pompe à eau selon la revendication l caractérisée en ce que le calibrage à la tolérance de la surface frottante de la contrebague (4) est obtenue par retassage à la presse en réduisant la porosité résiduelle.