Brevet FR2562959A1 — publié le 19851018

POMPE HYDRAULIQUE A ENGRENAGE INTERIEUR. La présente invention concerne les pompes hydrauliques à engrenage intérieur, et par exemples les pompes décrites dans le brevet FR 955 626. L'invention s'applique à des pompes à nombre quelconque de dents, comprenant un rotor à denture intérieure entratné par l'arbre de la pompe et dans lequel s'engrène un pignon fou excentré. Le pignon et le rotor sont insérés dans un carter comportant un logement principal cylindrique limité par une paroi latérale cylindrique et par une première et une seconde parois transversales planes.Le carter comporte des conduites d'entrée et de sortie de fluide, un alésage traversant la première paroi transversale pour le passage de l'arbre, un organe d'étanchéité à profil en croissant logé entre le rotor et le pignon, et un arbre secondaire pour le pignon. te rotor comporte une face transversale externe portant avec un faible jeu contre la première paroi transversale du carter, une face transversale interne repoussant le pignon avec un faible jeu contre la seconde paroi transversale, et une face latérale cylindrique tournant avec un faible jeu dans la paroi latérale cylindrique du carter. On a constaté que ces pompes connues fonctionnent correctement lorsque les pressions et les températures sont relativement faibles. Par contre, pour des pressions supérieures à cinq millions de pascals, et des températures supérieures à 180 degrés, ces pompes se bloquent sous l'effet de grippages des pignons ou des rotors sur les parois du carter. En cherchant à résoudre ces problèmes, les demandeurs ont constaté que le pignon tend à user la seconde paroi du carter, et à gripper lorsque la vitesse est importante, par exemple de- l'ordre de quatre mille tours par minute. ils ont constaté également que les frottements freinent le pignon, et augmentent l'effort fourni par les dents du rotor, de sorte que les dents tendent à s'écarteur et à user le carter, voire à gripper. La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients des pompes connues en proposant des moyens permettant de réduire la poussée du pignon contre le carter, sans diminuer les caractéristiques de débit et de pression de la pompe. Un autre objet de l'invention est de renforcer les dents au niveau de leur extrémité pour éviter leur écartement et permettre d'augmenter l'effort qu'elles sont susceptibles de fournir. L'invention permet ainsi de réaliser des pompes fournissant des pressions élevées, supérieures à cinq millions de pascale, et pouvant fonctionner à des températures supérieures à 180 degrés. Pour atteindre ces objets, l'invention prévoit des moyens permettant de réduire la poussée axiale exercée par le rotor sur le pignon. Les demandeurs ont en effet mis en évidence le fait que la géométrie du rotor implique que le fluide sous pression tend à repousser le rotor en direction du pignon, repoussant ainsi le pignon contre le carter. Selon une autre caractéristique, les moyens pour réduire la poussée axiale comprennent un dispositif améliorant l'étanchéité entre la face latérale cylindrique du rotor et la parois latérale cylindrique de carter, produisant au niveau des surfaces latérales une perte de charge du même ordre de grandeur que celle produite par le palier supportant l'arbre. Ainsi, la pression de fluide entre le rotor et la première paroi transversale de carter est nettement infrieure à la pression de sortie de la pompe. Selon une autre caractéristique, il suffit, selon l'invention, de ménager au moins une gorge annulaire sur la face latérale cylindrique de la portion non dentée du rotor. En alternative, on peut ménager cette gorge annulaire sur la face interne de la paroi cylindrique de carter en regard de la portion non dentée de rotor. L'étanchéité peut également être assurée par un segment. Selon une autre caractéristique de l'invention, et pour renforcer les dents du rotor, on prévoit une couronne annulaire de diamètre supérieur au diamètre extérieur des dents du rotor. le façon préférée, le rotor est alors réalise par assemblage d'une partie comprenant l'arbre et les dents, et d'une cage munie de lumières périphériques disposées en regard des interstices entre les dents. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa- tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'une pompe selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue de côté du rotor selon l'invention - la figure 3 représente une coupe longitudinale du corps de carter - la figure 4 représente une vue de face du couvercle de carter - la figure 5 représente une vue en coupe du couvercle de carter ; et - la figure 6 représente une vue de côté d'une cage destinée à renforcer les dents du rotor. Comme le représentent les figures, la pompe comprend un carter 1 en deux parties, un corps 2 et un couvercle 3. Le carter définit un logement principal cylindrique 4 limité par une paroi latérale 5 cylindrique, par une première paroi transversale plane 6, et par une seconde paroi transversale plane 7. La pompe comprend un rotor 8 à denture intérieure, solidaire d'un arbre 9 d'entratnement, et dans lequel s'engrène un pignon fou excentré 10. Le pignon et le rotor sont insérés dans le logement principal cylindrique du carter, l'arbre 9 traversant un alésage il de la première paroi transversale 6 du carter, le pignon étant monté sur un arbre secondaire excentré 12 solidaire du couvercle 3. Un organe d'étanchéité 13 à profil en croissant, solidaire du couvercle 3, est logé entre le rotor 8 et le pignon 10 de façon connue. Le rotor 8 comporte une face transversale externe 14 portant avec un faible jeu contre la première paroi transversale 6 de. carter, et comporte une face transversale interne 15 repoussant et guidant le pignon 10 avec un faible jeu contre la seconde paroi transversale 7 de carter. La face latérale 16 du rotor 8 est cylindrique, et tourne avec un faible jeu dans la paroi latérale cylindrique 5 du carter. L'arbre 9 tourillonne dans l'alésage ll du carter, soit selon un palier lisse, soit selon un roulement à aiguilles ou à billes, ou toute autre sorte de palier. Selon un premier mode de réalisation, représenté sur la figure 2, le rotor 8 comporte une partie cylindrique pleine 17 et une partie cylindrique creuse 18 dans laquelle sont taillés des interstices 19 définissant les dents 20. On ménage au moins une gorge annulaire 21 sur la face latérale 16 cylindrique de la portion pleine 17 non dentée du rotor 8. On pourra utiliser une, deux ou plusieurs gorges. Ces gorges ont pour effet d'améliorer l'étanchéité entre la face latérale cylindrique 16 du rotor et la paroi latérale cylindrique 5 du carter, produisant au niveau des gorges 21 une perte de charge importante pour le fluide qui tendrait à passer du logement 4 vers l'alésage 11, cette perte de charge étant du même ordre de grandeur que celle produits par un palier lisse supportant l'arbre au niveau de l'alésage 11.De cette façon, la pression du fluide présent entre la face externe 14 du rotor 8 et la première paroi 6 du carter est rendue nettement inférieure à la pression de sortie de la pompe, de sorte que l'on réduit fortement la poussée axiale exercée par ce fluide sur le rotor 8. Ainsi, le rotor exerce une poussée plus réduite sur le pignon. Selon un second mode de réalisation, représenté sur la figure 3, on réalise la ou les gorge(s) annulaire(s) 21a sur la face interne de la paroi cylindrique 5 de carter, dans sa portion en regard de la partie pleine 17 non dentée du rotor 8. Dans l'un et l'autre des cas, on aura intérêt à placer la ou les gorge(s) dans la portion de la partie pleine 17 ou de la paroi latérale 5 la plus éloignée des dents 20 du rotor. Selon une autre variante, ltétanchéité est assurée par un segment, non représenté sur les figures, et disposé soit dans une gorge ménagée dans la paroi latérale 5 de carter, soit dans une gorge ménagée dans la face cylindrique latérale 16 du rotor 8. tes dispositions qui précèdent permettent la réalisation de pompes fonctionnant correctement jusqu'a des pressions relativement élevées, supérieures à cinq millions de pascals. On pourra tenter d'améliorer encore les caractéristiques de tenue en pression en renforçant mécaniquement les dents 20 du rotor 8 à leurs extrémités opposées à l'arbre. On rejoint pour cela les extrémités des dents 20 par une couronne annulaire 22 de diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur des dents 20. Selon un mode de réalisation plus économique, le rotor est alors réalisé par assemblage d'une partie semblable à celle représentée sur la figure 2, comprenant l'arbre 9 et les dents 20, et d'une seconde partie en forme de cage, représentée sur la figure 6, comprenant la couronne annulaire 22 et des lumières périphériques 23 disposées en regard des interstices 19 définissant les dents 20. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Pompe à engrenage intérieur, comprenant un rotor (8) à denture intérieure entraîné par l'arbre (9) de la pompe et dans lequel s'engrène un pignon fou (10) excentré, le pignon et le rotor étant insérés dans un carter (l) comportant un logement principal (4) cylindrique limité par une paroi latérale cylindrique (5) et par une première (6) et une seconde (7) parois transversales planes, le carter comprenant des conduites d'entrée et de sortie de fluide, un alésage (il) traversant la première paroi (6) transversale pour le passage de l'arbre (9), un organe d'étanchéité (13) à profil en croissant logé entre le rotor (8) et le pignon (10), et un arbre secondaire (12) pour le pignon, le rotor (8) comportant une face transversale externe (14) portant avec un faible jeu contre la première paroi transversale (6), une face transversale interne (15) repoussant le pignon (10) avec un faible jeu contre la seconde paroi transversale (7) de carter, et une face latérale cylindrique (16) tournant avec un faible jeu dans la paroi latérale cylindrique (5) de carter, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (21) pour réduire la poussée axiale exercée par le rotor (8) sur le pignon (10). 2 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour réduire la poussée axiale comprennent un dispositif améliorant l'étanchéité entre la face latérale cylindrique (16) du rotor et la paroi latérale cylindrique (5) de carter, pour produire au niveau des surfaces latérales une perte de charge du même ordre de grandeur que celle produite par le palier (11) de l'arbre, de. sorte que la pression de fluide entre le rotor et la première paroi transversale (6) est nettement inférieure à la pression de sortie de la pompe. 3 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une gorge annulaire (21) sur la face latérale cylindrique (16) de la portion pleine (17) non dentée du rotor (8) 4 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une gorge annulaire (21a) sur la face interne de la paroi cylindrique (5) de carter en regard de la portion pleine (17) non dentée de rotor. 5 - Pompe selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que la ou les gorge(s) sont ménagées dans la portion la plus éloignée des dents du rotor. 6 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'étanchéité est assurée par un segment disposé entre les faces cylindriques du carter et du rotor au niveau de la portion non dentée de rotor. 7 - Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les dents (20) du rotor sont renforcées mécaniquement à leurs extrémités opposées à l'arbre, par uns couronne annulaire (22) de diamètre supérieur au diamètre extérieur des dents. 8 - Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que le rotor (8) est réalisé par assemblage d'une partie comprenant l'arbre (9) et les dents (20), et d'une cage comprenant la couronne annulaire (22) et des lumières (23) périphériques disposées en regard des interstices (19) limitant les dents (20).