Brevet FR2577010A1 — publié le 19860808

La présente invention se rapporte à des systèmes de lubrification, et plus particulièrement à des systèmes de lubrification à basse pression pour des paliers ou roule- ments dans des pompes à engrenages externes et des moteurs. Il est courant d'utiliser le fluide qui est pompé dans une pompe à engrenages pour lubrifier les arbres et paliers ou roulements dans la pompe. Cela est accoumpli par divers systèmes de lubrification qui comprennent usuellement une ou plusieurs gorges le long de chaque palier ou roulement, la gorge ou les gorges étant reliées au fluide à diffé- rentes pressions, par exemple, la pression d'entrée et de sortie ou la pression d'entrée et la pression à la zone o les dents d'engrenage se séparent, afin de produire un écoulement de fluide à travers le système particulier. Il est bien entendu souhaitable d'avoir un écoulement continu du fluide à travers tout système de lubrification parce que, entre autres,cela sert à refroidir les paliers ou roulements. Nous avons appris que tous les systèmes de lubrification pour des pompes à engrenages qui relient les paliers ou rou- lements à des zones à différentes pressions de fluide ne produisaient pas en toute fiabilité un écoulement du fluide au-delà des paliers ou roulements. Afin d'obtenir un écoule- ment fiable et significatif du fluide au-delà des paliers ou roulements, nous prévoyons, selon l'invention, un système de lubrification o les arbres et paliers ou roulements fonc- tionnent comme des pompes à cisaillement visqueux de façon que le fluide soit pompé au-delà des paliers ou roulements. Cela a également pour avantage de produire un écoulement du fluide tout en permettant aux paliers d'être reliés à une seule zone de pression de fluide, de préférence l'orifice d'entrée ou à basse pression. La présente invention se rapporte à un système de lubri- fication à basse pression pour des pompes à engrenages ex- ternes et analogues o chaque palier ou roulement d'arbre est pourvu de deux gorges généralement diamétralement dispo- sées. Les deux gorges s'étendent longitudinalement partiel- lement le long du palier associé, une gorge communiquant avec une extrémité du palier et l'autre gorge communiquant avec l'autre extrémité du palier. Les extrémités de chaque palier sont en communication de fluide avec l'orifice d'en- trée ou basse pression de façon que l'arbre et le palier associé agissent comme une pompe à cisaillement visqueux pour mettre le fluide en circulation de l'orifice d'entrée au-delà du palier et retour à l'orifice d'entrée. La présente invention a pour objet principal un sys- tème perfectionné de lubrification à basse pression pour des pompes à engrenages externes et analogues, qui pompe le fluide au-delà des paliers. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa- raîtront plus clairement au cours de la description expli- cative qui va suivre faite an référence aux dessins schématiques annexés illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe verticale à travers une pompe à engrenages externes selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue fragmentaire agrandie d'un arbre et d'un palier, faite suivant la ligne 4-4 de la figure 2; et - la figure 5 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 5-5 de la figure 4. En se référant à la figure 1, le chiffre de référence désigne une pompe à engrenages externes. La pompe 10 comprend un corps 12 avec une chambre d'engrenages 14 qui est enfermée par une plaque de couvercle arrière 16 et une plaque de couvercle avant 18, les deux étant fixées au corps 12 par tout moyen approprié, comme des vis à métaux. Dans la chambre 14 sont disposés deux engrenages en prise 20 et 22 qui de préférence font corps avec des arbres 24 et 26 res- pectivement. L'arbre 24 est tourillonné pour une rotation dans deux paliers cylindriques 28 et 30 pressés dans des perçages 32 et 34 dans les plaques de recouvrement 16 et 18 respective- ment. De même, l'arbre 26 est tourillonné pour une ro- tation dans deux paliers cylindriques 36 et 38 pressés dans les perçages 40 et 42 des plaques 16 et 18 respective- ment. L'arbre 26 est un arbre menant et il s'étend vers l'ex- térieur à travers la plaque 18 au-delà d'un ensemble d'étan- chéité 48. Une cavité 50 dans la plaque 16 relie les perçages 32 et 40 et une cavité semblable 52 relie les perçages 34 et 42 dans la plaque 18. En se référant maintenant également aux figures 2 et 3, on peut voir que la pompe 10 comprend un orifice d'entrée ou basse pression 44 et un orifice de sortie ou haute pression 46. Les deux orifices sont placés dans la plaque arrière 16 et communiquent avec la chambre d'engrenages 14 sur les côtés opposés des engrenages en prise 20 et 22. La pompe 10 est une pompe chargée par pression, et comprend ainsi deux plaques de pression 54 et 56 qui sont placées dans la chambre 14 sous les côtés opposés des en- grenages 20 et 22. Les deux plaques de pression sont agencées pour avoir un fluide haute pression qui est communiqué à une partie de leur surface qui est éloignée des faces latérales des engrenages 20 et 22 de façon qu'elles soient sollicitées contre les faces latérales des engrenages afin de produire un joint très éfficace entre les plaques de pression et les faces latérales des engrenages. La pompe 10, telle qu'elle vient d'être décrite, est ancienne et bien connue. Nous décrirons maintenant le système de lubrification basse pression selon l'invention, à utiliser avec la pompe 10. En ce qui concerne ce système de lubrification, la construction de la pompe à la droite des engrenages 20 et 22, en regardant la figure 1, peut être considérée comme étant identique à la construction de la pompe du côté gauche des engrenages 20 et 22. Par conséquent, seule la partie du système de lubrification se trouvant à la droite i0 des engrenages 20 et 22 sera décrite en détail, mais on comprendra que tout le système de lubrification comprend un agencement de gorges et de passages de fluide à la gauche des engrenages 20 et 22 qui est identique à celui qui sera décrit à la droite des engrenages 20 et 22. En se référant maintenant à la figure 3, il y a un évidement dans la surface interne de la plaque de recouvre- ment 16 qui communique avec l'orifice d'entrée 44 et avec deux passages de fluide 60 et 62 dans la plaque 16. Les passages de fluide 60 et 62 (voir figure 4) communiquent à leur tour avec la cavité 50 de façon qu'un moyen formant passage de fluide soit présent entre l'entrée 44 et les extrémités des paliers 28 et 36 se trouvant vers l'extérieur. En se référant maintenant également aux figures 1, 4 et 5, tous les paliers sont pourvus d'une paire de gorges 64 et 66. Chaque gorge 64 s'étend longitudinalement unique- ment partiellement le long du diamètre interne du palier associé à partir de son extrémité située vers l'extérieur. De même, chaque gorge 66 s'étend longitudinalement uniquement partiellement le long du diamètre interne du palier associé à partir de son extrémité située vers l'extérieur, Comme on peut mieux le voir sur la figure 5, les gorges 64 et 66 sont placées sensiblement diamètrelement face à face et à peu près à 90 de la ligne de force 68 pressant l'arbre 26 contre le palier 36. Le palier 36 a un jeu diamètral courant avec l'arbre 26 d'environ 0,10 mm. Ainsi, lorsque la' pompe 10 est en fonctionnement et que les engrenages 20 et 22 sont éloignés, la ligne de force 68 pousse l'arbre 26 à la position montrée sur la figure 5, donc l'arbre 26 passe sur un film très mince d'huile entre lui et le palier 36. Cela produit une chambre 70 en forme de croissant qui, à sa partie la plus large, a environ 0,10 mm et s'étend à peu près de la gorge 64 autour de la gorge 66. L'importance de la chambre 70 sera rapidement expliquée. Tandis que seule la relation entre l'arbre 26 et le palier 36 a été expliquée de ce point de vue, on comprendra qu'une situation semblable existe pour tous les paliers et arbres dans la pompe. En se référant maintenant à la figure 2, on peut voir qu'une gorge 72 sur la surface interne de la plaque de pres- sion 54 sert à placer l'extrémité du palier 28 vers l'inté- rieur en communication de fluide avec l'orifice d'entrée 44. De même, une gorge 74 sert à placer l'extrémité du palier 36 vers l'intérieur en communication de fluide avec l'orifice d'entrée 44. Des gorges semblables dans la plaque de pression 56 servent à placer les paliers 30 et 38 en communication de fluide avec l'orifice d'entrée 44, également. En décrivant le fonctionnement du système de lubrifica- tion basse pression selon l'invention, on supposera que l'arbre 26 est entraîné dans la direction indiquée par la flèche 76 ce qui, du fait de l'engrènement des engrenages et 22, force l'arbre 24 à être entraîné dans la direction indiquée par la flèche 78. Par suite, le fluide est attiré dans la pompe 10 à travers l'orifice d'entrée 44 et est évacué de la pompe 10 à travers l'orifice de sortie 46. Pendant le fonctionnement de la pompe 10, chaque ensemb- le arbre et palier fonctionne comme une pompe à cisaillement visqueux. Plus particulièrement, en se reférant à la figure , le fluide qui se trouve dans la chambre 70 a tendance à adhérer à l'arbre 26, et ainsi est entraîné l'arbre 26 lors de sa rotation dans la direction indiquée par les flèches 80; cependant, tandis que le fluide s'approche de la zone de la gorge 66, la chambre 70 diminue sensiblement en volume donc une partie du fluide dans la chambre 70 est forcé à sortir par la gorge 66. De même, le fluide qui est entraîné dans la chambre 70 du fait de sa tendance à coller à l'arbre 26 s'éloigne de la gorge 64, donc le fluide qui est tiré au loin a tendance à provoquer une plus basse pression dans cette zone avec pour résultat que le fluide est attiré dans la chambre 70 par la gorge 64. Comme cela sera maintenant évident, l'arbre 26 et le palier 36 agissent comme une pompe à cisaillement visqueux attirant ou tirant le fluide dans la chambre 70 par la gorge 64 et forçant le fluide à sortir de la chambre 70 par la gorge 66. Comme la gorge 64 est en communication de fluide avec l'entrée 44 par la cavité 50, le passage 62 et l'évidement 58 et que la gorge 66 est en commu- nication de fluide avec l'orifice d'entrée par la gorge 66, on obtient un circuit complet d'écoulement du fluide de lubrification à basse pression de l'orifice d'entrée 44, par le palier 36, et retour à l'orifice d'entrée 44. Tandis que le fonctionnement du système de lubrification basse pression ci-dessus a été décrit en détail uniquement pour la partie du système concernant l'arbre 26 et le palier 36, on comprendra que la même opération et la même action de pompe à cisaillement visqueux se produisent pour la totalité des ensembles d'arbre et de palier dans la pompe. Tandis qu'un seul mode de réalisation de l'invention a été décrit on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées sans s'écarter de son cadre et de son esprit. Par exemple, selon les procédés de fabrication, les divers passages de fluide mettant en communication les extrémités des paliers -vers l'intérieur et vers l'extérieur avec l'ori- fice d'entrée 44 peuvent être en divers'emplacements autres que ceux spécifiquement montrés dans le mode de réalisation préféré. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Système de lubrification basse pression à utiliser dans un dispositif à fluide ayant un orifice basse pression, un arbre, un engrenage porté par ledit arbre et un palier cylindrique dans lequel est tourillonné ledit arbre, caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen formant passage de fluide (60)reliant l'extrémité du palier qui est éloignée de l'engrenage à l'orifice basse pression (44), un second moyen formant passage de fluide reliant l'extrémité du palier à proximité de l'engrenage avec l'orifice basse pression, une première gorge (64) dans le palier s'étendant partiellement le long du palier de son extrémité éloignée et une seconde gorge (66) dans le palier s'étendant partiel- lement le long du palier de son extrémité adjacente. 2. Système de lubrification basse pression à utiliser dans un dispositif à fluide ayant un orifice basse pression, deux engrenages en prise, chaque engrenage étant porté par un arbre séparé, et un certain nombre de paliers cylindriques dans lesquels sont tourillonnés les arbres, les paliers ayant des extrémités à l'extérieur et à l'intérieur, carac- térisé en ce qu'il comprend un premier moyen formant passage de fluide (60) reliant les extrémités des paliers vers l'ex- térieur à l'orifice basse pression, un second moyen formant passage de fluide (62) reliant les extrémités des paliers vers l'intérieur à l'orifice basse pression, une première gorge (64) dans chaque palier s'étendant uniquement par- tiellement le long du palier respectif à partir de son ex- trémité vers l'extérieur, et une seconde gorge (66) dans chaque palier s'étendant uniquement partiellement le long du palier respectif à partir de son extrémité vers l'inté- rieur de façon que les paliers et arbres fonctionnent comme des pompes à cisaillement visqueux pour tirer le fluide de i'orifice basse pression, le faire circuler à travers les paliers et le ramener à l'orifice basse pression. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé en ce que les gorges précitées de chaque palier s'étendent longitudinalement au palier et sont placées à peu près diamétralement face à face. 4. Système selon la revendication 3 caractérisé en ce que les gorges précitées sont placées à peu près à 90 de la ligne de force pressant l'arbre contre les paliers asso- ciés. 5. Dispositif à fluide caractérisé en ce qu'il emploie un système de lubrification selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Dispositif à fluide caractérisé en ce que c'est une pompe à fluide.