Brevet FR2643116A1 — publié le 19900817

Nous avons constaté lors des réparations opérées sur les pompes hydrauliques de haute pression actuellement en service que les principales pannes ont pour origines: - Les clapets d'aspiration qui perdent leurs ressorts et font ainsi coincer les clapets de refoulement et - Aprés un certain temps de fonctionnement les pistons se chauffent par le frottement rapide du rotor,se dilatent et se coincent dans leurs logements, automatiquement les chapeaux de pistons quittent leurs place sont alors broyés par le rotor et me- tent de ce fait la pompe hors a d'usage. - Le rotor qui se chauffe et se dilate,provoque un effort de cisaillement de la goupille d'entraînement. Les causes de ces échauffements et dilatations sont provo qués par une température trés élevée de l'huile qui stagne à l'interieur du corps de la pompe. Ces échauffements,engendrent une dilatation thérmique des organes ci-dessus cités. Notre longue experience dans ce domaine nous a démontré que les défectuosités des organes ci-dessus sont dûes: a) Au manque de refroidissement de l'huile. b) Aux clapets d'aspiration. Nous avons alors consacré notre étude à la mise au point d'- une navelle pompe qui,avecun fonctionnement analogue à celles qui existent actuellement, ne comportant pas le risque de pannes en question, Notre pompe équipée d'un cercuit de graissage hydraulique assez large,permet une circulation d'huile dans l'ensemble. e Ce système génère un refroidissEent automatique des organes et par cette action maintient la température adéquate et élimine de maniere sûre tout risque d'échauQtment et dilatation thèrmique. L'aspiration se fait deri-ere et à travers un rotor de distn- bution qui alimente et actionne les pistons. Une meilleure compression et une augmentation du volume d'huile refoulé sont réalisés gràce à l'aube conçue en fin de phase aspiration,avec annulation d'accoups au debit. Le trajet du fluide véhiculé de l'avant de la pompe (aspiration) jusqu'à l'arriere de la pompe ( refoulement) favorise un graissage constant et le refroidissement des zones en frottement des éléments (roulement,rotor de distribution, chapeaux pivotant et pistons). Fig-l:Une vuesmématique en coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention. Fig-lA:Une vue partielle illhstrant-le debut de phase aspiration (clapet de refoulement férié) Fig-2: Une vue partielle illustrant la fin d'admission ( avec clapet de refoulement toujours férmé). Fig-3: Une vue partielle illustrant la phase refoulement (clapet de refoulement ouvert). Fig-4: Une vue schématique partielk du rotor de distribution. Fig-1-represente, une pompe hydraulique à pistons axiaux et à rotor de distribution, cette Pompe est constituée par un arbre d'entralnement 1 claveté ou cannellé, portant un rotor de distribution 5.Sur la face arriere 5a sur laquelle prennent appuis une pluralité de pistons creux 9, chaque piston 9 reposant contre la dite face 5a du rotor de distribution 5 par un chapeau pivotant 7. Chaque piston 9 est maintenu en appui sur son châpeau pivotant 7 par un ressort 8 et se deplace en translation dans les cylindres de la tête hydraulique 11. Les pistons 9 qui sont en admission communiquent par la fente du rotor de distribution 5 avec la chambre d'admission 17a. Sur la face arriere de la tête hydraulique 71 est montée une culasse 1o, la fixant au corps 4 à l'aide de vis 10 sérrant ainsi la tête hydraulique 11. La culasse 16 renferme un clapet de refoulement pour chaque cylindre de piston.Les composants du clapet de refoulement sont: - Le siège 14, une bille 12,reposant sur le siège 14,actionnée par un ressort de rappel 13. La culasse 16 comporte aussi le canal d'évacuation (refoulement). Fig-lA représente une vue partielle d'un piston creux 9,étant en début d'admission.L'orifice de la tête du piston 9 communique avec la face du rotor de distribution5 par l'intermédiaire du trou central du chapeau pivotant 7.C'est à cet instant qu'on a le debut admission,le fluide à pomper rempli le piston 9 qui con tinut, son remplissage pendant la rotation sur un angle de 1400. tent Les premiers 1000, permet/une admission libre et directe, fente du rotor de distribution 5 et orifice de la tête du piston 9 celà veut dire que sur ces 1000 on a une fente percee de part en part dans le rotor de distroution 5. A partir de 100" la fente commence a être borne progréssivement en pente jusqu'à 1400 (fig-4), cette aube de 400 permet de continuer une admission forcée afin'd'assurer le bon remplissage du cylindre en question. Durant toute cette phase le clapet de refoulement reste ferme. Fig-2 représente une vue partielle d'un piston 9 (fin d'admission) avec clapet de refoulement toujours fermé. Fig-3 représente une vue partielle d'un piston 9 (phase refoulement) avec clapet de refoulement ouvert. A partir de 1400 la tête du piston 9 et le chapeau pivotant7 nt se trouve/en contact avec la surface fermée Sa du rotor de distribu- tion 5 ce qui ferme l'admission. Pendant ce temps le piston 9 fait la course inverse à l'admission et comprime le fluide,ce qui fait augmenter la pression à l'interieur du cylindre jusqu'à une valeur qui pourra vaincre la résistance du ressort 13 du clapet de refoulement et la pression dejà existante, ce qui donne la phase refoulement proprement dite La rotation et l'inclinaison du rotor de distribution 5: -Phase admission: le ressort de rappel 8 complètement détendu par sa resistance, assure le contact intime de la tête du piston 9, du chapeau pivotant 7 avec la surface 5a du rotor de distribution 5. -Phase refoulement:le ressort de rappel 8 comprimé. Pour avoir un debit constant il est nécéssaire de faire des pompes à six,à.-quatre et à trois pistons, selon le debit desiré pour faire fonctionner le vérin de benne ou autres machines et engins.Avec l'augmentation du nombre de pistons en augmente le debit Pompe hydraulique à pistons axiaux et a rotor de distributim. Le rotor de distribution 5 est monté avec serrage dans l'arbre 1 dans lesquels passe une goupille de securité 6 devenant ainsi solidaire. La tête hydraulique 11 est munie d'une pluralité de cylindres dans lesquels coulissent les pistons 9 d'une maniere alternative, équipés de chapeaux pivotant 7 en contact avec la surface 5a du rotor de distribution S,le.rappel des pistons,se fait à 1'aide des ressorts 8.La face arriere de la tette hydraulique 11 en contact avec la face de la culasse 16 laquelle est munie de logements de sièges de clapets 14 lesquels sont traversés par les canaux de refoulement. Chaque clapet de refoulement est composé du ressort 13 venant s'appuyer contre le fond de la culasse 16 rassem- blant tout les canaux de refoulement vers le trou central d'évacu ation.Le trou d'évacuation est muni d'un dispositif dans lequel se visse un raccord de depart de refoulement. La culasse 16 est munie de vis 10 permetant d'assembler la tête hydraulique 11 au corps 4 de la pompe. Le corps 4 de la pompe est muni d'un.loge- ment parallele à son axe longitudinal, celui-ci incliné à l'interieur de ce corps 4 dans lequel se visse le tube d' aspiration 15. La face avant du corps 4 entailléed'une collerette, forme le logement du roulement 3 et du joint à lèvres 2. La partie flasquée du corps 4 permet le montage de la pompe axialement à l'aide de quatre points de fixation ( partie avant). Le rotor de distribution 5 est muni d'une fente(fig-4) permettant un aouble rôle: - Le premier fait admission. - Le second fait compression. Le chapeau 7 débouché et cônique vers la tête sphérique du piston 9 et plat vers la-face 5a du rotor de distribution 5. Le piston 9 est muni d'mye tête sphérique débouchgest en contact permanant avec le chapeau 7, ce dernier en contact permanant avec la face 5a du rotor de distribution i La pompe fonctionne en sens unique ( gauche ou droite) selon la position de la fente du rotor de distribution 5 (f ig-4). REVENDICATIONS 1.Pompe hydraulique à pistons axiaux et à rotor de distribution animé d'un mouvement de va et vient, l'arbre (1) entraine en rotation le rotor de distribution(5), ce dernier transmet par son mouvement de rotation un mouvement de translation au piston (9)dans lequel se loge un ressort de rappel(8). 2. Pompe hydraulique selon la revendication 1,la dépression engendrée par le mouvement du piston(9) permet l'aspiration de 1'huile à travers la fente du rotor de distribution (51et l'alimentation en fluide à l'interieur du piston(9). 3.Pompe hydraulique selon la revendication 2,lorsque le rotor de distribution(5) poussé par l'intermediaire de son chapeau pivotant (7), une compression de l'huile s'effectue alors à l'interieur du piston (9) et engendre son évacuation dans le logement de la culasse (16) pour son refoulement de départ. 4.Pompe hydraulique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, durant ces phases(aspiration et refoulement) le clapet de refoulement et d'anti-retour est régulé par la pression elle même pour permettre le refoulement de l'huile, le retour de la bille (12) est assurée par le ressort de rappel (13)permet de nouveau l'aspiration de l'huile à travers la fente du rotor de distribution (5) ce processus se repette cycliquement pour tous les pistons (9) et clapets de refoulement qui fonctionnent en serie pour assurer la continuité du debit, tout les conduits se reunissent au trou central de la culasse (16)pour un refoulement de départ principal, la pompe fonctionne en sens unique (gauche ou droite) selon la po-. sition de la fente du rotor de-distribution (5L, il est à noter que la variation du debit n'est liée qu'à la vitesse de rotation transmise par l'arbre moteur et du nombre de cylindres de pistons.