Brevet FR2603665A1 — publié le 19880311

L'invention concerne les pompes et les moteurs à piston axiaux, et en particulier de petites pompes à pistons multiples, du type à plateau incliné, destinées au pompage de quantités importantes de fluides à lubri5 fication relativement faible, sous des pressions élevées. Les pompes et les moteurs à pistons axiaux du type à plateau oscillant sont bien connus dans le domaine hydraulique et ils sont utilisés comme source principale de fluide sous pression sur de nombreux engins actionnés hydrauliquement, tels que des chariots élévateurs à grande levée, des pelles rétrocaveuses mécaniques, des excavateurs, des niveleuses et divers autres appareils de construction et industriels. En général, ces pompes et moteurs sont de gros dispositifs de construction lourde, travaillant dans un fluide hydraulique dont le pouvoir lubrifiant est raisonnablement bon. Il existe des cas dans lesquels des pompes à pistons axiaux, de dimensions miniatures, seraient souhai-: tables pour le pompage de fluides de divers types et de 20 divers pouvoirs lubrifiants, comme dans des circuits de commande, des circuits de freinage et analogues, o des fluides tels que des huiles siliconées ou analogues peuvent être utilisés. Des essais visant à simplement réduire les dimensions des grosses pompes à pistons axiaux, à cette fin, n'ont généralement pas donné satisfaction pour diverses raisons. Une raison importante de ce manque de succès est, comme on pouvait le prévoir, l'absence d'une lubrification convenable. Une autre raison est la difficulté à miniaturiser les nombreuses pièces des pompes classiques 30 à pistons axiaux, tellesque les patins, leurs glissières et analogues, tout en maintenant la robustesse, la facilité d'assemblage et le faible coût de réparation et d'entretien. On a développé une petite pompe à pistons axiaux multiples qui résout ces problèmes et qui peut être utilisée 35 pour le pompage de fluides à faible pouvoir lubrifiant, tels que des huiles siliconées, sous une pression élevée et à grande vitesse. On a également constaté avec surprise qu'une construction tout acier permet des jeux étroits entre les pièces afin de minimiser les fuites de fluides 55 de très faible viscosité, tels que les fluides de freins couramment utilisés, tout en permettant un fonctionnement sur une large gamme de température, sans grippage. La pompe de l'invention n'est pas une version à échelle réduite des pompes à pistons axiaux existantes, mais elle constitue 10 un concept entièrement nouveau pour de telles pompes. Il est proposé une pompe à pistons axiaux du type à plateau incliné comprenant une enveloppe, un alésage cylindrique ménagé dans l'enveloppe, un corps à pistons pouvant tourner dans l'alésage et espacé des parois de ce 15 dernier, des paliers anti-friction entourant ledit corps, entre ce dernier et l'alésage, plusieurs alésages pour pistons axiaux ménagés dans le corps, espacés autour de l'axe de ce dernier, s'ouvrant à une extrémité et comprenant des canaux à fluide qui traversent le corps à l'autre extré20 mité, un piston dans chacun de ces alésages, sortant par ladite extrémité ouverte, un ressort portant contre chaque piston et contre ladite autre extrémité de l'alésage à piston et tendant à faire sortir le piston de l'alésage, un plateau incliné. à rampe fixe placé dans l'alésage de l'enveloppe, au-dessous des pistons en extension, un palier de butée anti-friction placé entre le plateau incliné et les pistons, un arbre axial d'entratnement monté sur le corps et passant dans un palier anti-friction qui le supporte dans une ouverture de l'enveloppe opposée à l'alésage 30 afin d'être en prise d'entraînement avec des moyens extérieurs d'entraînement, et un chapeau amovible à orifices monté sur l'enveloppe, au-dessus de l'alésage et présentant des orifices d'entrée et de sortie communiquant avec les canaux à fluide du corps. Le palier anti-friction entre 35 le corps et l'alésage est avantageusement un-roulement à aiguilles. Le palier anti-friction de butée entre le plateau incliné et les pistons est avantageusement un roulement à aiguilles placé entre deux rondelles. Le palier antifriction entourant et supportant l'arbre d'entraînement est avantageusement un roulement à billes. Le chapeau à orifices est avantageusement fixé à l'enveloppe par des boulons décalés, et l'étanchéité entre le chapeau et l'enveloppe est réalisée par un joint torique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation avec coupe partielle d'une pompe à pistons axiaux selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan de dessus de la 15 pompe de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan de dessous de la pompe de la figure 1; la figure 4 est une vue en plan de dessus du corps de la pompe de la figure 1; la figure 5 est une vue en plan de dessous du chapeau à orifices de la pompe de la figure 1; et la figure 6 est une coupe longitudinale partielle d'une seconde forme de réalisation de la structure de pompe selon l'invention utilisant un palier de butée et 25 des rondelles. Les dessins représentent une enveloppe 10 de pompe de section transversale globalement carrée, présentant un alésage cylindrique central 11 ouvert à une extrémité 12 afin de recevoir un corps 13 à pistons qui touril30 lonne dans un palier 14 à roulement à aiguilles placé entre le corps 13 et l'alésage 11. Le corps 13 présente trois alésages axiaux 15 pour pistons, débouchant à une extrémité afin de recevoir des pistons 16 présentant chacun un alésage central 16a portant un ressort 17 qui s'applique contre le haut de l'alésage 15 pour piston afin de repousser le piston D vers l'extérieur de cet alésage. Chaque alésage 15 pour piston comporte un canal 18 s'étendant à travers le haut du corps 13. L'alésage 11 présente un épaulement formé par une réduction de diamètre dans l'épaisseur de l'enveloppe 10 afin de loger un palier anti-friction 19 entourant et supportant un arbre 20 d'entraînement sur le corps 13. L'arbre 20 d'entraînement sort de l'enveloppe 10 et est conçu pour être attaqué par une source de force motrice telle qu'un moteur électrique. Un plateau incliné 21 à 10 rampe fixe, qu'une bille 22 logée dans une gorge 21a de la rampe et dans un évidement 10a de l'enveloppe empêche de tourner, entoure l'arbre 20 d'entraînement entre le palier 19 et le corps 13. Les surfaces en contact de la rampe 21 et des extrémités des pistons 16 sont avantageu15 sement "Mélonisées" pour former une surface d'appui antifriction. Des joints 23 d'étanchéité à chevrons sont maintenus en place autour de l'arbre 20 d'entraînement par une bague 23a de compression afin d'assurer l'étanchéité entre le palier et l'extérieur de l'enveloppe 10. 20 Un chapeau 24 à orifices recouvre l'extrémité ouverte de l'alésage 11 et est maintenu en place par des vis à tête 25. Une bague torique 26 entre le chapeau 24 à orifices et l'enveloppe 10 assure l'étanchéité entre le chapeau d'extrémité et l'enveloppe afin de retenir le fluide 25 à l'intérieur de l'enveloppe même sous des pressions élevées. Le chapeau 24 à orifices présente un orifice d'entrée 27 et un orifice de sortie 28. L'orifice d'entrée 27 communique avec une rainure 29 d'entrée ménagée dans la partie inférieure du chapeau. L'orifice de sortie 28 communique avec 30 une rainure 30 de sortie ménagée dans la face inférieure du chapeau. Lorsque le corps 13 tourne, les pistons 16 exécutent un mouvement alternatif dans leurs alésages 15. Leur calage en rotation sur la rampe 21 est tel qu'ils sont en communication avec la rainure 29 d'entrée lorsqu'ils 35 sont sortis au maximum de leurs alésages afin que, lorsque ces alésages 15 sont remplis de fluide, ils s'éloignent en tournant du contact avec la rainure d'entrée et arrivent en communication avec la rainure de sortie. A ce moment, ils déchargent le fluide vers l'orifice de sortie 28. Le palier anti-friction 14 disposé entre le corps 13 et l'enveloppe 10 élimine tout problème d'échauffement et d'usure par frottement entre ces pièces tournant l'une par rapport à l'autre. De façon similaire, la surface anti- friction "Mélonisée" entre la rampe du plateau incliné 10 et les extrémités des pistons élimine tout échauffement par frottement, usure et grippage des pièces. En conséquence, la pompe selon l'invention peut travailler à des pressions élevées pendant de longues durées sans surchauffe ni grippage. La figure 6 représente une autre forme de l'agencement du palier de butée anti-friction entre la rampe 21' du plateau incliné et les extrémités 16'. Dans cette forme de réalisation, un palier 30 de butée à roulement à aiguilles, disposé entre des rondelles 31 et 32, est substitué à la surface anti-friction "Mélonisée" de la rampe 21 et/ou des pistons 16 de la figure 1. Le reste de cette structure est le même que précédemment. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la pompe décrite et représentée sans 25 sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Pompe à pistons axiaux,caractérisée en ce qu'elle comporte une enveloppe (10), un alésage cylindrique (11) situé dans l'enveloppe, un corps (13) à pistons pou5 vant tourner dans l'alésage et espacé des parois de ce dernier, un palier anti-friction (14) entourant le corps entre ce-dernier et l'alésage, plusieurs alésages axiaux (15) pour pistons ménagés dans le corps, ouverts à une extrémité et comportant des canaux à fluide (18) qui tra10 versent le corps à l'autre extrémité, un piston (16) logé dans chacun de ces alésages pour pistons et s'étendant vers l'extérieur de ladite extrémité ouverte, un ressort (17) disposé entre chaque piston et ladite autre extrémité de l'alésage pour piston, un plateau incliné à rampe fixe 15 (21) logé dans l'alésage de l'enveloppe, au-dessous des pistons en extension, un palier de butée anti- friction disposé entre le plateau incliné et les pistons, un arbre axial (20) d'entraînement monté sur le corps et passant dans un palier anti- friction (19) disposé dans une ouverture 20 de l'enveloppe opposée à l'alésage afin d'établir une prise d'entraînement avec un moyen extérieur d'entraînement, et un chapeau amovible (24) à orifices monté sur l'enveloppe, au-dessus dudit alésage, et présentant des orifices d'entrée et de sortie (27, 28) qui communiquent avec les canaux à 25 fluide ménagés dans le corps. 2. Pompe à pistons axiaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que le palier anti-friction disposé entre le corps et l'alésage de l'enveloppe est un roulement à aiguilles. 3. Pompe à pistons axiaux selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le palier antifriction disposé entre la rampe du plrateau incliné et les extrémités des pistons comprend deux rondelles (31, 32) séparées par un roulement de butée à aiguilles (30). 4. Pompe à pistons axiaux selon l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que le palier antifriction disposé entre la rampe du plateau incliné et les extrémités des pistons est une surface "Mélonisée" située sur au moins l'une des pièces constituées par la 5 rampe du plateau incliné et les extrémités des pistons, en contact entre elles. 5. Pompe à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée en ce que le palier antifriction entourant et supportant l'arbre 10 d'entraînement est un roulement à billes. 6. Pompe à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la pompe est construite entièrement en acier.