Brevet FR2585083A1 — publié le 19870123

i La présente invention concerne les pompes ou moteurs à engrenages dont les pignons portés par des arbres sont disposés entre deux coussinets qui sont ap- pliqués 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 anté- rieure prévoit de délimiter des chambres de compensation entre les coussinets et des couvercles fermant le corps de pompe ou de moteur sur ses cotés latéraux. Dans certaines publications, par exemple dans le brevet USA 3 473 476, des chambres de compensation sont délimitées par des cloisons mises en place dans des rainures, ces cloisons formant en quelque sorte joints entre les coussinets et les couvercles. Il en est de même dans le brevet français i 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 parti- culier 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 chambres de compensation. Les dispositions ci-dessus donnent généralement satisfaction mais se sont révélées imparfaites pour des pompes 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 compensation. L'invention résoud ce problème en permettant d'exercer des pressions de compensation sur toute la surface utile des coussinets d'une pompe ou d'un moteur et cela quel que soit le sens de rotation des pignons, cette pression s'exerçant également sur toute la surface du joint d'étanchéité délimitant les zones de pression d'équilibrage. Conformément à l'invention, le dispositif de compensation hydrostatique pour pompe ou moteur hydrau- lique à engrenage dans lequel au moins un coussinet de support'des pignons est monté coulissant dans le corps de pompe et délimite avec un couvercle du corps de pompe des chambres de compensation bordées par au moins un joint et dans lesquelles une pression est développée pour maintenir le coussinet appliqué contre la face latérale des engrenages est caractérisé en ce que le joint présente une section en U pour délimiter une rainure mise en communication avec une haute pression régnant dans la pompe ou le moteur. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs du dessin détaillé 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 pompe ou d'un moteur à engrenage d'un type faisant l'objet de l'invention. La fig. 2 est une coupe vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe partielle en partie sché- matique vue sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est une coupe très agrandie du détail A de la fig. 3. La description qui suit se réfère à une pompe hydraulique à engrenage qui est constituée pour pouvoir fonctionner dans l'un et l'autre des deux sens de rotation possibles. Tout ce qui suit s'applique de la mme façon à un moteur hydraulique et, le cas échéant, à une pompe ou à un moteur hydrau- lique destiné à fonctionner seulement dans un seul sens de rotation. La différence essentielle existant avec la pompe décrite résiderait dans la conformation différente que présenteraient alors les chambres ou espaces dits de compensation. La pompe comporte un corps 1 délimitant une cavité 2 de forme ovoide. Le corps i est fermé sur chacun de ses deux côtés par des couvercles 3, 4 qui y sont reliés par des pions de centrage 5. La cavité 2 contient des coussinets ou paliers 6, 7 pouvant coulisser à frottement doux. Les coussinets 6, 7 supportent des arbres menant 8 et mené 9 sur lesquels sont calés des pignons 8a et 9a. Dans l'exemple décrit,.l'arbre 8 constituant l'arbre menant fait saillie du couvercle 3 tandis que l'arbre 9 est complètement inclus à l'intérieur de la pompe. Les coussinets ou paliers 6, 7 respectivement appelés palier avant et palier arrière présentent une rainure 10 en forme de 8 avec des prolongements radiaux 11, lia, llb, llc, l1d, lie délimitant des zones d'équi- librage 12, 13, 14, 15, 16 et 17. Pour que les coussinets 6, 7 soient toujours main- tenus appliqués contre les faces latérales des pignons de la pompe ou du moteur, des conduits ou rainures 18, 19, 20, 21 traversent les coussinets pour mettre en com- munication les entre-dents des pignons 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 travail illustré par les flèches fl et f2 de la fig. 2, les conduits d'admission 24 et de refou- lement 25, sont également mis en communication respec- tivement avec l'espace 12 et 13 compris entre chaque coussinet et chaque couvercle. Les zones d'équilibrage sur lesquelles viennent s'appliquer les pressions régnant dans la pompe ou le moteur, sont délimitées et rendues étanches par un joint 26 de section en forme de U et qui est emboité dans la rainure 10 comme illustré par la fig. 4 et qui forme une rainure continue 27. Les conduits 22 et 23 traversant les coussinets, mettent en communication le fluide sous pression se trouvant entre les entre-dents des pignons avec l'inté- rieur de la partie en forme de U du joint 26. Le dessin montre que les conduits 22 et 23 sont diamétralement opposés. La réalisation décrite et représentée fait ap- paraltre que le joint 26 en forme de U qui délimite les zones de pression d'équilibrage 12 à 17J est lui-même soumis intérieurement à une pression hydraulique provenant des conduits 22 et 23 qui sont symétriques aux pignons menant et mené. Ce qui précède montre que la pression régnant dans les conduits 22 et 23 est toujours la même quelque soit le sens de rotation de la pompe ou du moteur, l'expérience faisant apparaître que.cette pression cor- respond sensiblement à la plus forte pression régant dans la pompe ou le moteur. A titre d'exemple pour un fonctionnement en pompe, si l'on considère la fig. 2 et le sens de rotation de l'arbre menant suivant la flèche fl, la haute pression est établie dans le conduit de sortie 25 et la basse pression dans le conduit 24; la zone d'équilibrage 13 est aussi soumise à la haute pression. Par suite des jeux fonctionnels les zones 16 et 17 sont également soumises à la haute pression du fait de la communication des conduits 20 et 21. La pression est également élevée dans les zones 14 et 15 du fait de la communication réalisée par les conduits 18 et 19. La zone 12 est soumise à la basse pression ou à la pression d'admission. Parallèlement, le joint 26 alimenté par les con- duits 22 et 23 est soumis à la haute pression sur toute son étendue. La haute pression régnant dans la rainure 27 du joint d'étanchéité 26 en U appuie ledit joint par l'intermédiiare de sa garniture anti-extrusion 28 sur le couvercle avant 3 ou arrière 4 de la pompe en provo- quant une auto-6tanchéité entre les zones 13, 16 et 17 et 14, 15 et 12, la pression régnant dans la rainure 27 étant toujours égale ou supérieure à la pression régnant dans les zones ci-dessus. De préférence, la garniture anti-extrusion s'étend comme représenté à la fig. 4 sur toute la surface d'appui du joint portant contre le couvercle 11 et le joint ménage un léger jeu avec le fond de la rainure 10. Selon l'invention, l'étanchéité entre les zones d'équilibrage est donc réalisée par l'intermédiaire d'un joint élastique sousmis aux seuls effets de la pression régnant dans la zone haute pression de la pompe ou du moteur et en aucun cas par la compression de ce joint. L'équilibrage est donc ainsi complètement réalisé par des poussées hydrauliques indépendantes d'une com- pression mécanique d'un joint mécanique. Les forces d'équilibrage et d'appui des cous- sinets 6, 7 sur les pignons 10, 11 sont donc réalisées par le produit de la pression régnant dans les conduits 24 et 25 d'une part et d'autre part dans les conduits 18, 19 et 20, 21 par les sections correspondantes des zones 12, 13, 14, 15, 16 et 17 augmenté de la force d'équilibrage provoquée par la pression dans les conduits 22 et 23 par la surface du joint 26. Du fait de la symétrie du joint 26 par rapport à l'axe x - x de la pompe ou du moteur un fonctionnement alternatif dans l'un et l'autre sens de rotation est possible indépendamment des pressions d'entrée et de sortie, les conduits 22 et 23 de communication alimen- - tant la rainure 27 du joint 26 toujours à la valeur de lahaute pression. Cette haute pression régnant sur le joint 26 et indépendante du sens de rotation, applique celui-ci sur le pourtour de la rainure 10 et des couvercles en as- surant parfaitement l'étanchéité entre les zones d'équi- librage et les zones basse pression régnant dans les alésages des arbres menant et mené. La haute pression dans la rainure 27 tend aussi à appliquer les extrémités des prolongements radiaux 11, lia, l1b, 11c, lld et lile contre la paroi interne du corps de pompe 1 en empêchant ainsi toutes fuites. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de compensation hydrostatique pour pompe ou moteur hydraulique à engrenage dans lequel au moins un coussinet de support des pignons est monté coulissant dans le corps de pompe (1) et délimite avec un couvercle (3 ou 4) du corps de pompe des chambres de compensation bordées par au moins un joint et dans lesquelles une pression est développée pour maintenir le coussinet appliqué contre la face latérale des engre- nages, caractérisé en ce que le joint (26) présente une section en U pour délimiter une rainure (27) mise en communication avec une haute pression régnant dans la pompe ou le moteur. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le joint (26) est muni d'une garniture anti-extrusion (28) et est soumis aux pressions sur toute sa surface. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la garniture anti-extrusion s'étend sur toute la surface d'appui. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint (26) présente sen- siblement la forme du chiffre 8 à partir duquel font saillie des prolongements radiaux (11 à le) dont les extrémités portent contre l'intérieur du corps de pompe. - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la haute pression est amenée dans la rainure (27) du joint par des conduits (22, 23) diamétralement opposés. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la haute pression est amenée dans la rainure (27) du joint (26) par des rainures (22, 23) prévues à la périphérie de chaque coussinet. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par des conduits supplémentaires (18, 19, 20, 21) pour faire communiquer les entre-dents des engrenages avec les chambres de compensation (14, 15, 16, 17) délimitées par les prolongements radiaux (11 à 11e) du joint (26). 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les conduits supplémen- taires sont formés par des rainures pratiquées à la péri- phérie des coussinets (6, 7). 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le joint (26) et ses prolon- -- gements radiaux sont disposés dans une rainure (10) du côté de chaque coussinet faisant face à un couvercle (3 ou 4) qui forme surface d'appui pour la garniture anti-extrusion (28).