Brevet FR2632020A1 — publié le 19891201

DISPOSITIF TOURNANT A ENGRENAGES POUR LA CIRCULATION D'UN LIQUIDE La présente invention a pour objet un dispositif tournant à engrenages pour la circulation d'un liquide. De façon plus précise l'invention concerne un dispositif tournant du type & engrenages pouvant fonctionner soit comme une pompe pour la mise en circulation d'un liquide, notamment un hydrocarbure soit comme un débitmètre pour mesurer un débit de liquide en circulation, notamment un hydrocarbure. Les pompes à engrenages, notamment pour la distribution d'hydrocarbures sont bien connues. La figure 1 représente une telle pompe. Elle comprend un corps de pompe 10 muni d'une conduite d'admission 12 et d'une conduite de refoulement 14 du liquide. Un engrenage à denture interne 16 est monté à pivotement dans le corps de pompe 10 autour d'un premier axe XX'. A l'intérieur de l'engrenage 16 on trouve un engrenage 18, par exemple menant, à denture externe qui est entrainé en rotation autour d'un axe YY' parallèle à l'axe XX'. L'engrenage 18 engrène partiellement avec l'engrenage 16 du fait de son excentrement. Une pièce 20, dont les génératrices sont parallèles aux axes XX' et YY' sépare sur une partie de leur circonférence, les engrenages 16 et 18. L'engrenage 16 comporte des ouvertures 22, correspondant aux fonds de dent, qui permettent au liquide de passer de l'aspiration à la zone interne à l'engrenage 16 et de ladite zone interne vers le refoulement. Sous l'effet des mouvements relatifs de rotation des engrenages 16 et 18 du liquide est aspiré de la conduite d'aspiration 12 vers la zone interne à l'engrenage 16 puis refoulé de cette zone interne vers la conduite de refoulement 14. -2- Le principe de telles pompes est bien connu mais leur fabrication est délicate et onéreuse. En particulier la fabrication de l'engrenage externe & denture interne, qui doit permettre le montage de l'engrenage interne à denture externe est très onéreuse. En effet il est impossible de réaliser intégralement cette pièce qui a une forme de cage d'écureuil par moulage ou par frittage. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif tournant à engrenages, notamment une pompe à engrenages du type précité, dont au moins l'engrenage externe peut être réalisé par moulage ou par frittage. Pour atteindre ce but le dispositif tournant pour la circulation de liquide qui comprend un carter muni d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie, et dans ledit carter un premier organe tournant muni d'un axe de rotation et d'une denture externe, et un deuxième organe tournant entourant ladite première denture et guidé en rotation autour d'un deuxième axe parallèle au premier ledit deuxième organe comportant une denture interne pour coopérer avec une partie de ladite denture externe et des orifices pour permettre audit liquide de pénétrer dans ledit deuxième organe, se caractérise en ce que ledit deuxième organe est constitué par au moins deux pièces séparées, les deux pièces ou deux desdites pièces présentant une symétrie de révolution autour dudit deuxième axe et ayant une forme démoulable. Selon un premier mode de realisatior. le dispositif se caractérise en ce que ledit deuxième organe consiste en deux pièces, chaque pièce comportant une couronne limitée par deux plans parallèles entre eux qui sont perpendiculaires audit deuxième axe et une pluralité de prolongements faisant saillie hors d'une desdites faces et disposées parallèlement audit deuxième -3 - axe séparés par des interstices, la section desdits prolongements par un plan parallèle aux faces de la couronne définissant ladite denture interne. Selon un deuxième mode de réalisation le dispositif se caractérise en ce que ledit deuxième organe consiste en deux couronnes circulaires montées dans ledit carter selon deux plans perpendiculaires audit premier axe, et en une pluralité d'éléments longitudinaux ayant en section droite la forme d'une dent d'engrenage. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère au dessin annexé sur lequel: La figure 1, déjà décrite, montre en coupe et en élévation une pompe à engrenages de type connu; La figure 2 est une vue éclatée en coupe verticale d'un premier mode de réalisation d'une pompe selon l'invention; La figure 3a est une vue de face d'un des éléments formant l'engrenage externe de la pompe de la figure 2; La figure 3b est une vue en coupe verticale de l'élément d'engrenage de la figure 3a; La figure 4 est une vue éclatée d'un deuxième mode de réalisation de la pompe à engrenages; La figure 5a est une vue partielle de face d'une partie des éléments formant l'engrenage externe de la pompe de la figure 4; -4- La figure 5b est une vue partielle en coupe verticale de l'élément d'engrenage de la figure 5a; La figure 6a est une vue en coupe axiale de l'engrenage interne de la pompe à engrenage des figures 2 ou 4; et La figure 6b est une vue de gauche de l'engrenage interne de la figure 6a. En se référant tout d'abord à la figure 2 on va décrire un premier mode de réalisation d'une pompe à engrenages selon l'invention. La pompe comprend un corps formé par un carter principal 30 fermé par un flasque 32. Le carter 30 définit une cavité cylindrique 34 d'axe XX'. Dans la cavité 34 débouchent une conduite d'aspiration 36 visible sur la figure 2 et une conduite de refoulement non représentée. La paroi 38 du carter 30 perpendiculaire à l'axe XX' comporte un palier - butée 40 dont l'axe YY' est décalé par rapport à l'axe XX' comme le montre la figure 2. Le flasque 32, dont la périphérie 42 peut être fixée par tout moyen convenable sur le bord 44 du carter 30 définit un palier 46 dont l'axe est confondu avec l'axe YY' lorsque le flasque 32 est monté sur le carter 30. Le flasque 32 comporte sur sa face interne une extension 48 qui définit la pièce en forme de demi-lune 20 de la figure 1. La face externe 50 du prolongement 48 est une portion de cylindre de révolution d'axe XX' alors que sa face interne 52 est une portion de cylindre de révolution d'axe YY' A l'intérieur du corps de pompe est monté un engrenage externe 54 formé par les éléments d'engrenage 56 et 58. Les , -5- figures 3a et 3b montrent plus en détails l'élément d'engrenage 58. Il comprend une couronne circulaire 60 présentant des faces externe 62 et interne 64 perpendiculaires à l'axe XX', et des extensions 66 faisant saillie hors de la face interne 64 de la couronne 60. Les extensions 66 sont séparées par des interstices 66. Il y a neuf extensions 66, toutes identiques, s'étendant selon la direction XX'. En section droite par un plan perpendiculaire à XX' chaque extension a la forme d'une dent d'engrenage interne, le fond de dent correspondant aux interstices 68. L'élément d'engrenage 58 a, selon l'axe XX', une longueur 1 très légèrement inférieure & la moitié de la longueur L de la cavité 34 du corps de pompe 30. Les faces latérales externes 70 des extensions sont disposées sur un cylindre droit d'axe XX' dont le diamètre est très légèrement inférieur à celui de la cavité 34 du corps de pompe. Les extrémités libres 72 des extensions 66, sont limitées par un plan commun perpendiculaire a l'axe XX'. La pompe comprend également un engrenage interne 80. Comme le montre la figure 6a l'engrenage 80 comprend un arbre 82 sur lequel est fixé un pignon 84 à denture externe. Le pignon 84 a par exemple sept dents qui sont taillées pour pouvoir engrener avec les dents de l'engrenage externe formées par les extensions 66. L'arbre 82 comprend une première extrémité 86 qui forme une portée pour le palier du corps de pompe et, de l'autre côté du pignon 82, une portée 88 pour le palier 46 du flasque 32 et une extrémité 90 de fixation à un organe moteur. Le montage de la pompe est effectué de la manière suivante: on met en place dans la cavité 34 du corps de pompe l'élément d'engrenage externe 56, puis on introduit dans l'élément 56 l'engrenage interne 80 de telle manière que son extrémité 86 pénètre dans le palier 40 et que -6certaines dents du pignon 86 engrènent avec les dents internes de l'élément 56. On met ensuite en place l'élément 58 de l'engrenage externe de telle manière que certaines dents de l'élément 58 engrènent avec certaines dents de l'engrenage interne 80. Il ne reste plus alors qu'à mettre en place la flasque 32 de telle manière que l'extension 48 en forme de demi lune pénètre dans le volume libre laissé entre l'engrenage externe 54 et l'engrenage interne 80 du fait de leur excentrement. On obtient ainsi une pompe à engranges qui présente les mêmes caractéristiques et les mêmes performances qu'une pompe a engrenages de type classique. Cependant le coût de fabrication de l'engrenage externe 54 est très réduit. En effet les pièces 56 et 58 peuvent être réalisées par moulage ou par frittage. Les usinages a effectuer ultérieurement sont peu importants puisque la totalité de la forme des pièces 56 et 58 a été obtenue par moulage ou par frittage. En se référant aux figures 4, 5a et 5b on va décrire un deuxième mode de réalisation de pompe à engrenages selon l'invention. Ce mode de réalisation diffère du premier seulement en ce qui concerne le mode de réalisation de l'engrenage externe référencé 100 sur la figure 4. L'engrenage externe référencé 100 comprend deux couronnes circulaires 102 et 104 et une pluralité d'éléments longitudinaux 106, tous identiques, qui sont disposés selon l'axe XX' de l'engrenage externe 100. Chaque couronne 102 ou 104, comporte sur sa périphérie des encoches 108 en nombre égal au nom des éléments longitudinaux 106. Les encoches 108 ont une profondeur inférieure à l'épaisseur de la couronne 102 ou 104 de telle sorte que l'épaisseur résiduelle sert de butée axiale selon la direction XX' pour les éléments longitudinaux 106. Il y en a neuf dans -7- l'exemple décrit. Les encoches 108 sont usinées pour recevoir les extrémités des éléments longitudinaux 106 comme le montrent les figures 5a et 5b. Les éléments longitudinaux ont, en section droite, la forme d'une dent d'engrenage, c'est à dire la même forme que les extensions 66 de la figure 2. On comprend qu'en montant successivement dans la cavité 36 du corps de pompe 30 la couronne 104, les éléments longitudinaux 106 et la couronne 102 on reconstitue exactement la structure de l'engrenage externe de la figure 2. Les éléments longitudinaux 106 sont maintenus axialement par les couronnes circulaires 102 et 104 disposées dans des plans perpendiculaires à l'axe XX' et ils sont maintenus radialement par la paroi latérale cylindrique de cette même cavité 36. Dans ce cas encore les différentes pièces formant l'engrenage externe 100 peuvent aisément être réalisées par moulage ou par frittage (acier fritté). Cela est vrai surtout pour les couronnes 102 et 104. En ce qui concerne les éléments longitudinaux 106 ils peuvent être avantageusement coupés dans une tige en Delrinlayant une section droite convenable. En variante les encoches 108 ménagées dans les couronnes 102 et 104 peuvent faire toute l'épaisseur de celles-ci. Dans ce cas, après montage des pièces formant l'engrenage externe, les éléments longitudinaux 106 sont maintenus longitudinalement par les parois internes du carter et du flasque perpendiculaires à l'axe XX'. Dans la description précédente on a considéré qu'il s'agissait d'une pompe à engranges pour mettre en circulation un liquide, l'arbre 82 de l'engrenage interne étant entrainé en rotation. On comprend cependant que le même appareil peut fonctionner en débitmètre, la rotation -8- de l'arbre 90 étant représentative du débit, le liquide traversant le carter du débitmètre. --9-- REVENDICATIONS 1. Dispositif tournant pour la circulation de liquide comprenant un carter (30) muni d'une ouverture d'entrée (12,. 36) et d'une ouverture de sortie (14) et, dans ledit carter, un premier organe tournant (80) muni d'un axe de rotation (Y, Y') et d'une denture externe (84), et un deuxième organe tournant (54, 100)entourant ladite première denture et guidé en rotation autour d'un deuxième axe (XX') parallèle au premier ledit deuxième organe comportant une denture interne pour coopérer avec une partie de ladite denture externe et des orifices pour permettre audit liquide de pénétrer dans ledit deuxième organe, caractérisé en ce que ledit deuxième organe (54) est constitué par au moins deux pièces séparées (56, 58; 102, 104, 106), les deux pièces ou deux desdites pièces présentant une symétrie de révolution autour dudit deuxième axe (XX') et présentant une forme démoulable. 2. Dispositif tournant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième organe (54) consiste en deux pièces (56, 58) chaque pièce comportant une couronne (60) limitée par deux plans parallèles qui sont perpendiculaires audit deuxième axe et une pluralité de prolongements (66) faisant saillie hors d'une desdites faces (64) et disposés parallèlement audit deuxième axe et séparés par des interstices (68), la section desdits prolongements par un plan parallèle aux faces de la couronne définissant ladite denture interne. 3. Dispositif tournant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième organe consiste en deux couronnes circulaires (102, 104) montées dans 263202C -10- ledit carter (30) selon deux plans perpendiculaires audit premier axe (Y, Y'), et en une pluralité d'éléments longitudinaux (106) ayant en section droite la forme d'une dent d'engrenage, lesdites couronnes (102, 104) présentant sur leur périphérie des encoches (108) régulièrement réparties pour recevoir les extrémités desdit éléments longitudinaux (106).