Brevet FR2543229A1 — publié le 19840928

La présente invention concerne les pompes ou mo- teurs à engrenages dont les pignons portés par des arbres sont disposés entre deux coussinets qui sont appliqués sous pression contre les faces latérales des pignons. La technique antérieure a enseigné de nombreux moyens pour appliquer sur les coussinets des forces dites de compensation et le plus souvent la technique antérieure prévoit de délimiter des chambres de compensation entre les coussinets et des couvercles fermant le corps de pompe ou de moteur sur ses côtés latéraux. Dans certaines publications, par exemple dans le brevet USA 3 473 476, des chambres de compensation sont dé- limitées par des cloisons mises en place dans des rainures, ces cloisons formant en quelque sorte joints entre les cous- sinets et les couvercles Il en est de même dans le brevet français 1 598 392 qui met en oeuvre des joints disposés dans des rainures du corps de pompe ou de moteur, ces joints délimitant des chambres de forme complexe dans lesquelles du liquide est amené à une pression qui correspond à celle qui s'exerce sur la face opposée du coussinet, c'est-à-dire celle tournée vers les pignons. D'autres publications montrent encore des joints et chambres analogues C'est le cas, en particulier, des brevets USA 3 482 524 et 3 142 260. La Demanderesse a elle-même enseigné, en particu- lier dans son brevet français 73 02257, une disposition analogue dans laquelle un joint est prévu soit dans les coussinets, soit dans le couvercle pour délimiter des cham- bres de compensation. Les dispositions ci-dessus donnent généralement satisfaction mais se sont révélées imparfaites pour des pom- pes ou moteurs hydrauliques travaillant sous très haute pression En effet, les joints et les cloisons pour les maintenir constituent des ensembles généralement fragiles. De plus, lorsque des cloisons sont prévues, cela limite la surface sur laquelle peut s'exercer la pression de compen- sation. L'invention résout ce problème en permettant d'exercer des pressions de compensation sur toute la sur- face utile des coussinets d'une pompe ou d'un moteur et cela quel que soit le sens de rotation des pignons. Conformément à l'invention, le dispositif pour la compensation hydrostatique de pompes et moteurs hydrauli- ques du type à engrenages dans lesquels deux pignons en prise sont montés sur des arbres qui sont supportés par des coussinets ou paliers pouvant coulisser à l'intérieur de la cavité d'un corps de pompe ou de moteur fermé sur ses côtés latéraux par des couvercles, des chambres de compensation étant prévues entre les coussinets et les couvercles, est caractérisé en ce que lesdites chambres sont délimitées par des rainures respectivement pratiquées dans les faces en regard des coussinets et couvercles D une partie d'un Côté des rainures prévues dans les paliers étant alignée avec un côté des rainures prévues dans le couvercle correspon- dant et des joints d'étanchéité déformable étant disposés dans lesdites rainures. Divperses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig 1 est une coupe transversale d'une pom- pe ou moteur hydraulique à engrenages d'un type faisant ap- plication de l'invention. La fig 2 est une coupe vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig 1. La fige 3 est une coupe partielle, en partie schématique, vue sensiblement suivant la ligne III-III de la fig 2. La fig 4 est une coupe très agrandie d'un dé- tail de la fig 3. La fig 5 est une élévation d'un des couvercles que comporte la pompe ou moteur des figures précédentes. La fig 6 est une coupe vue suivant la ligne VI-VI de la fig 5. La description qui suit se réfère à une pompe hy- draulique à engrenages qui est constituée pour pouvoir fonc- tionner dans l'un et l'autre des deux sens de rotation pos- sibles Tout ce qui suit s'applique de la même façon à un moteur hydraulique et, le cas échéant, à une pompe ou à un moteur hydraulique destiné à fonctionner seulement dans un seul sens de rotation La seule différence existant avec la pompe décrite réside dans la conformation différente que présenteraient alors les chambres ou espaces dits de com- pensation, cette conformation des chambres ou espaces de compensation propres à un moteur ou une pompe tournant dans un seul sens de rotation étant décrite dans de nombreux documents de la technique. La pompe comporte un corps 1 délimitant une ca- vité 2 de forme ovoïde. Le corps 1 est fermé sur chacun de ses deux cô- tés par des couvercles 3, 4 qui sont reliés au corps 1 par des pions de centrage 5 La cavité 2 contient des coussinets ou paliers 6, 7 pouvant coulisser dans la ca- vité 2 à frottement doux Les coussinets 6, 7 suppor- tent des arbres 8 et 9 sur lesquels sont calés des pignons et 11. Dans le cas de la pompe décrite, l'arbre 8 cons- titue l'arbre menant et fait saillie du couvercle 3 tandis que l'arbre 9 est complètement inclus à l'intérieur de la pompe Un joint d'étanchéité l Oa est prévu sur l'arbre 8 pour éviter toute fuite de liquide de travail. Pour que les coussinets 6, 7 soient toujours maintenus appliqués contre les faces latérales des pignons , 11 de la pompe, des conduits 12 traversent les cous- sinets pour mettre en communication les entredents des pi- gnons 10, 11 avec l'espace de très faible épaisseur qui sépare l'autre face des coussinets des couvercles De même, si l'on considère le sens de circulation du liquide de tra- vail illustré par la flèche fi de la fig 2, les conduits d'admission 12 a et de refoulement 12 b sont également mis en communication avec l'espace compris entre les cou- vercles et les paliers. Chaque espace compris entre chaque coussinet et chaque couvercle correspondant est délimité par des joints pour correspondre aux zones de pressions différentes. La fig 2 montre un joint annulaire 13 as- surant-l'étanchéité entre le couvercle 4 et le corps 1 du joint 14, 14 a pour des chambres de compensation su- périeure et inférieure 15, respectivement i 5 a, un joint médian 16 correspondant à la partie d'engrènement des pignons et deux joints 17, 17 a bilatéraux qui délimitent des zones de compensation, d'admission et de refoulement. Dans le mode de réalisation représenté, le joint annulaire 13 est disposé dans une rainure 13, (fig 5) pratiquée dans chaque couvercle qui présente également des rainures 141, 14 a 1 pour les joints 14, 14 a. Des rainures 171, respectivement 17 a,(fig 2), sont prévues dans la face de chaque coussinet 6, 7 tourné vers le couvercle correspondant, l'un des bords des rainu- res 17 a 1 étant aligné avec des bords des rainures 141, 14 A 1 et avec des bords de la rainure 161 contenant le joint médian 16. Cette disposition apparaît particulièrement à la fig 4 qui montre, à titre d'exemple et pour illustrer la disposition des différents joints décrits, deux rainures A et B contenant chacune un joint A 1 respectivement B 1, ces rainures étant prévues l'une dans un couvercle C, l'autre dans un coussinet D. On voit à la fig 4 que les côtés A', B' des rainures pratiquées dans le couvercle et dans le coussinet sont rigoureusement alignés. La fig 4 montre, aussi, que les rainures peu- vent être à angle vif car il est avantageux, selon l'inven- tion, que la pression qui s'exerce dans l'espace séparant le couvercle du coussinet s'exerce même à l'intérieur des rainures et, par conséquent, tende à appliquer le joint contenu dans chaque rainure sur la face de l'élément opposé, c'est-à-dire que le joint appliqué contre le coussinet est serré, voire déformé, dans la rainure du couvercle qui le contient et réciproquement Les parties des joints A 1 et B 1 contiennent chacune une garniture latérale A", respec- tivement B", par exemple fabriquée en polyamide, lorsque les joints sont en élastomère Il est important, de toute façon, que les garnitures ci-dessus soient en une matière plus dure que celle des joints mais présentant un faible coefficient de friction afin que lesdites garnitures ne puissent pas subir un effet d'extrusion dû à la pression qui s'exerce sur les joints. Coamme cela ressort de ce qui précède, en fonction- nement, des pressions différentielles sont développées de façon connue dans les différentes chambres de compensation, et ces pressions s'exercent sur toute la surface des par- ties des couvercles et coussinets se faisant face sans qu'il y ait aucune interruption dans les forces de compensation développées Par ailleurs, les joints étant disposés dans des rainures complémentaires prévues respectivement dans les couvercles et les coussinets, il en résulte un bon maintien des joints sans aucun risque que les pressions développées dans les chambres de compensation puissent endommager des parties fragiles puisque toute cloison est supprimée, l'iso- lation entre les chambres de compensation contiguës se fai- sant seulement par les joints. Il est avantageux que les rainures 171, 17 ai con- tenant les joints 17, 17 a soient effacées à leurs extré- mités comme montré en 18 à la fig 2 et que la partie en élastomère A 1 forme un talon 18, pour faire en sorte que les pressions qui s'exercent dans les chambres de com- pensation, d'admission et de refoulement tendent toujours à maintenir la garniture A" contre le bord externe de la rainure tandis que le talon 181 est lui-même appliqué con- tre la paroi interne de la cavité ovoide 2. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réa- lisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre En particulier, la conformation des chambres de compensation peut être quelconque de même que leur nombre. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour la compensation hydrostati- que de pompes et de moteurs hydrauliques du type à engre- nages dans lesquels deux pignons en prise sont montés sur des arbres qui sont supportés par des coussinets ou paliers pouvant coulisser à l'intérieur de la cavité d'un corps de pompe ou de moteur fermé sur ses côtés latéraux par des cou- vercles, des chambres de compensation étant prévues entre les coussinets et les couvercles, caractérisé en ce que les- dites chambres sont délimitées par des rainures (A, B), res- pectivement pratiquées dans les faces en regard de coussi- nets (D) et couvercles (C), une partie d'un côté des rainu- res prévues dans les coussinets étant alignée avec un côté des rainures prévues dans le couvercle correspondant et des joints d'étanchéité déformables (A 1, B 1) étant disposés dans lesdites rainures. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les rainures sont à angle vif de façon que les pressions s'exerçant dans les chambres de compensation délimitées par les joints s'appliquent à l'intérieur des rainures sur lesdits côtés. 3 Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le côté des joints prenant-appui sur le côté aligné des rainures est muni de garnitures in- déformables. 4 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que celle des rainures ( 17, 18) qui ouvre jusqu'à la paroi de la cavité du corps de pompe ou de moteur présente une embouchure évasée ( 18) tandis que le joint présente, à ce niveau, un talon ( 18 î). Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les chambres délimitées par les rainures à bord aligné communiquent respectivement par des canaux traversant les coussinets avec les entredents des pignons ainsi qu'avec les conduits d'admission et de re- foulement.