Brevet FR2659695A1 — publié le 19910920

POMPE HYDRAULIOUE MUNIE D'UN CLAPET DE POMPE L'invention concerne une pompe hydraulique comportant une pluralité de cellules de refoulement dont l'orifice de refoulement est obturé par un clapet de refoulement réalisé sous la forme d'un ressort à lame, le ressort à lame étant fixé à l'une de ses extrémités et présentant à son autre extrémité, une surface d'obturation qui est appliquée sur un siège de clapet et sur l'orifice de refoulement. Des pompes hydrauliques de ce type sont connues par exemple par le document EP-A-315 878 (EP-1619). La pompe connue est une pompe à engrenage interne, dont la denture est réalisée de manière telle, que plusieurs cellules non reliées entre elles sur le plan hydraulique sont formées côté refoulement. L'orifice de refoulement de chacune de ces cellules est obturée par un clapet anti-retour se présentant sous la forme d'un ressort à lame, l'ensemble des orifices de refoulement débouchant dans une seule et même chambre de refoulement. Les pompes multicellulaires de type défini ci-dessus peuvent également se présenter sous la forme de pompes à piston radial, l'orifice de refoulement de chaque cylindre débouchant dans une chambre de refoulement commune et étant obturé par un ressort à lame (DE-C 19 03 256). L'avantage de clapets à ressort à lame de ce type est qu'ils peuvent être fabriqués à un coût avantageux, qu'elles se montent facilement, et en outre qu'ils ont une faible masse et peuvent ainsi être déplacés avec une fréquence élevée. Il apparaît cependant, que la durée de vie avec des pressions supérieures à 10 bars est limitée à quelques minutes voire quelques heures. Le but de la présente invention est de réaliser un clapet à ressort à lame de manière telle, qu'il présente une durée de vie de plusieurs milliers d'heures avec des pressions élevées et des fréquences de déplacement élevées. Le problème est résolu par le fait que la surface d'obturation du ressort à lame est supérieure à trois fois la section de orifice de refoulement. L'augmentation recherchée de la surface d'obturation est obtenue par une augmentation correspondante du rayon de la surface d'obturation, généralement de forme circulaire, le siège devant également être augmenté dans les mêmes proportions. Un autre objectif de l'invention est d'éviter une augmentation de la résistance de refoulement du clapet de refoulement, liée à l'augmentation de la surface d'obturation et du siège d'obturation. Ceci est obtenu par le fait que la surface d'obturation représente jusqu'à deux fois l'orifice de refoulement et est munie d'un prolongement qui est sensiblement aussi grand ou est supérieur à la section de l'orifice de refoulement et qui est également appliqué à plat sur le siège de clapet. Afin d'obtenir un déplacement symétrique du ressort à lame, deux prolongements disposés à une certaine distance de part et d'autre de la surface d'obturation, symétriquement par rapport à l'axe du ressort à lame, peuvent être prévus. Cependant, il est prévu de préférence un seul prolong de forme allongéeement, qui s'étend dans la direction longitudinale sur l'axe du ressort à lame. Delon un autre mode de réalisation de l'invention, les orifices de refoulement sont répartis à la périphérie du carter de refoulement, en ce que les ressorts à lame sont agencés latéralement sur un anneau qui entoure le carter de refoulement de la pompe, et en ce que les ressorts à lame s'étendent sur une partie de la circonférence parallèlement à l'anneau. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'anneau est réalisé sous forme de méandre ou de zigzag et les lames de ressort sont montées aux points de rebroussement, et un ressort à lame s'étend chaque fois dans la direction circonférencielle dans une des indentations formées par l'anneau. L'invention est décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation. Les figures 1, 2 représentent une pompe à engrenage intérieur munie d'un clapet à ressort à lame. La figure 3 montre les détails de réalisation du clapet à ressort à lame. Les figures 4, 4A représentent une pompe à piston radiale. Les figures 5, 6 montrent des clapets à ressort à lame de manière détaillée. La roue extérieure 1 est montée libre en rotation à l'intérieur du carter 31. La roue extérieure 1 est munie d'une denture intérieure 2. Le carter cylindrique 31 est fermé de chaque côté par les couvercles 32 et 33. L'arbre 34 est monté mobile en rotation dans le couvercle 32. La roue intérieure 3 est montée solidaire en rotation sur l'arbre 34. L'arbre 34 est entraîné par un moteur non représenté, par exemple le moteur à combustion interne d'un véhicule. La roue intérieure 3 est munie d'une denture extérieure 4, qui engrène avec la denture intérieure 2 de la roue extérieure 1. Le volume intérieur de la pompe, situé à l'extérieur de l'engrènement des dents, peut être rempli par un segment en forme de croissant, qui s'adapte dans une large mesure au cercle de tête des roues dentées. Le conduit d'aspiration 35 se trouve dans le couvercle 33 (voir également figure 2). Le conduit d'aspiration 35 est relié à la cuvette 36 en passant par un étranglement 37. L'huile de graissage venant de la cuvette 36 peut s'écouler vers la pompe par l'intermédiaire de l'étranglement 37. En ce qui concerne le côté refoulement de la pompe La pompe forme - ainsi que le montre la figure 1 côté refoulement, entre les dents mutuellement en prise de la roue extérieure 1 et de la roue intérieure 3, trois cellules fermées dans la direction circonférencielle et dans la direction axiale, qui ont été remplies en totalité ou partiellement d'huile par l'intermédiaire du conduit d'aspiration 35. Trois orifices de refoulement 48.1, 48.3, 48.5 sont disposés dans le couvercle 33. Deux orifices de refoulement 48.2, 48.4 sont disposés dans le couvercle 32. Les orifices de refoulement du couvercle 33 sont décalés par rapport aux orifices de refoulement du couvercle 32. En projection orthogonale sur un plan, les orifices de refoulement du couvercle 33 et du couvercle 32 ne se recouvrent pas, ainsi que le montre la figure 1. Chacun des orifices de refoulement est relié chaque fois par un conduit 49 à l'une des cellules. Chaque chambre de refoulement 51 est munie d'une sortie qui débouche dans un conduit de refoulement d'huile 56 commun. En ce qui concerne la conformation de la denture et des creux entre dents de la roue à denture intérieure 1, on se reportera au document EP-A 315 878 (EP-1619) et au document EP-A 254 077 (EP-1535). La coupe selon la figure 2 ne montre qu'un de ces orifices de refoulement dans chaque couvercle 32, 33. Ces orifices de refoulement sont repérés 48. Chaque orifice de refoulement communique avec un conduit de refoulement 49 percé dans le couvercle 32, 33. Le conduit de refoulement est chaque fois dirigé radialement vers l'extérieur ainsi que le montre la figure 2. Ainsi, chaque conduit de refoulement 49 débouche à l'extérieur du couvercle 32 ou 33 le plus près possible du carter 31. Un carter de refoulement 50 est monté de manière étanche sur chaque couvercle 32, 33. Chaque carter de refoulement 50 forme une chambre de refoulement 51, qui communique d'un côté avec les orifices de refoulement 48.1, 48.3, 48.5 et de l'autre côté avec les orifices de refoulement 48.2, 48.4 respectivement par l'intermédiaire du conduit de refoulement 49 et d'un perçage 52. Les perçages 52 (voir figure 2) sont obturés chaque fois par un clapet antiretour 54, à l'exception du perçage qui communique avec l'orifice de refoulement 48.5. L'orifice de refoulement 48.5 est situé à l'extrémité de la zone de refoulement juste avant le point primitif. Les deux chambres de refoulement sont reliées au conduit de refoulement 56 commun. Des deux côtés, les clapets anti-retour 54 sont formés d'une tôle en forme de n qui est vissée sur la paroi 53 du carter de refoulement 50. Les languettes s'étendant à partir de l'aile transversale 55 commune du clapet anti retour 54 couvrent les perçages 52. Ainsi, ces languettes agissent comme des clapets anti-retour. Chaque clapet antiretour ne libère le passage de la cellule de refoulement formée entre les dents, par l'intermédiaire des orifices de refoulement 48, des conduits de refoulement 49 et des perçages 52, que lorsque la pression à l'intérieur de la cellule de refoulement est au moins égale à la pression de refoulement à l'intérieur de la chambre de refoulement 51. La dernière, et la plus petite, cellule de refoulement est en communication directe avec la chambre de refoulement par l'intermédiaire de l'orifice 48.5 et des conduits 49, 52 correspondants. Un clapet anti-retour de ce type est représenté à la figure 3. Il s'agit d'une fine tôle élastique, de préférence en acier. La tôle est découpée en forme de N ou en forme de U. Elle présente par conséquent une aile transversale 55 et des languettes 38, qui s'étendent dans une certaine direction à partir des extrémités de l'aile transversale 55. L'aile transversale est fixée au moyen de vis 39 sur la paroi 53 du carter de refoulement 50. Les extrémités libres des languettes 38 sont élargies en forme de disques. Ces disques de clapet s'appliquent sur des sièges de clapet 41, qui entourent les orifices de refoulement 52. Le disque de clapet 40 est au moins deux fois plus grand que la section de l'orifice de refoulement 52. Les disques de clapet sont en outre munis de prolongements 42 sous la forme de languettes venues d'une pièce avec les disques. Ces prolongements ont une forme sensiblement allongée et sont situés sur l'axe longitudinal 43 des languettes 38. A noter que de tels prolongements peuvent être également réalisés sur le côté des disques de clapet, auquel cas il faut veiller à la symétrie par rapport à l'axe longitudinal. La surface de ces prolongements est au moins égale à la section de l'orifice de refoulement 52. En outre, le siège 41, c'est-à-dire la surface usinée de la paroi 53, a une extension telle que le prolongement 42 repose également sur cette surface de siège 41. On utilisait jusqu'à présent pour ce type d'application des clapets tels que ceux représentés par exemple dans le document EP-A 315 878. Avec des pressions et des vitesses de rotation élevées apparaissaient très rapidement des fissures, qui s'étendaient dans le disque de clapet 40 essentiellement perpendiculairement à l'axe du ressort à lame 43. Ce problème a pu être éliminé avec les prolongements 42. Les figures 4 et 4A représentent un autre mode de réalisation d'une pompe à engrenage intérieure avec une denture réalisée selon le principe des cellules, en coupe radiale et en coupe axiale. La roue intérieure 3 est entraînée dans le sens de rotation 30 et entraine du même coup la roue extérieure 1. La roue extérieure 1 est guidée par le segment en forme de croissant 23 qui est fixé entre les parois frontales du carter. Le conduit d'aspiration 35, dans la position représentée à la figure 4 - dans le sens de rotation 30 - en amont du segment en forme de croissant, contient un étranglement suffisamment important, qui étrangle l'aspiration de manière à n'obtenir qu'un remplissage partiel des cellules formées par les dents. La roue extérieure 1 est entourée d'une chambre annulaire 6. Cette chambre annulaire 6 est fermé vers l'extérieur par la paroi du carter. La chambre annulaire est relié au conduit de refoulement 49. Les perçages A, B, C, D, E, F, G partant des cellules entre dents débouchent dans ce volume annulaire. Ces perçages sont cependant - vus dans la direction axiale - disposés alternativement à gauche et à droite. De cette manière, des perçages situés dans le même plan axial sont disposés à une distance relativement importante. Il est souhaitable selon l'invention de réaliser les clapets à ressort à lame utilisés aussi longs que possible. Les figures 5 et 6 montrent des formes de réalisation du clapet à ressort à lame. Figure 5 : un anneau 5 entoure le fond de la chambre annulaire 6. Des languettes 38 sont disposées latéralement sur l'anneau 5, lesquelles languettes s'étendent tout d'abord perpendiculairement sur le côté de l'anneau 5 puis sont coudées dans une direction parallèle à l'anneau. Les disques de clapet 40 sont disposés aux extrémités libres de ces languettes 38, qui - comme décrit précédemment - sont appliqués à plat sur des sièges de clapet non représentés ici. En outre les disques de clapet 40 sont munis de prolongements 42, qui sont sensiblement alignés avec les languettes 38. La surface de ces prolongements 42 est au moins égale à la surface des perçages A à G. Les languettes 38 sur le côté gauche et sur le côté droit sont mutuellement décalées sur l'anneau 5. L'anneau avec les languettes est par exemple fabriqué par découpage à la matrice d'un anneau. L'anneau est fixé au moyen d'un rivet 26, de sorte qu'il ne peut pas tourner. Figure 6 : l'exemple de réalisation selon la figure 6 correspond dans une large mesure à celui de la figure 5. On se réfèrera donc à la figure 5. L'anneau 5 forme des méandres. Cela signifie que l'anneau présente une succession de points de rebroussement et d'indentations. La longueur et l'amplitude de ces indentations sont constantes. Une languette 38 est formée à chaque point de rebroussement. Chaque languette s'étend dans la direction circonférencielle à l'intérieur d'une indentation. A l'extrémité de chaque languette se trouve tout d'abord un disque de clapet 40 auquel se raccorde un prolongement 42. Le disque de clapet 40 obture chaque fois un orifice de refoulement. Le disque de clapet et le prolongement 42 sont appliqués à plat et de manière étanche sur un siège de clapet correspondant. L'avantage de ce mode de réalisation consiste dans le fait que la partie de l'anneau 5 formant l'indentation et la languette de ressort à lame 38 sont mutuellement alignées, et que le point de rebroussement est senblement perpendiculire à cette direction d'alignement. Ainsi, la languette de ressort se déplace exactement perpendiculairement au plan d'obturation. On évite un basculement. REVENDICATIOS 1. Pompe hydraulique comportant une pluralité de cellules de refoulement dont l'orifice de refoulement (48.l,48.3;48.2 ,48.4;,52) est obturé par un clapet de refoulement (54) réalisé sous la forme d'un ressort à lame (38), le ressort à lame (38) étant fixé à l'une de ses extrémités et présentant à son extrémité une surface d'obturation (40), qui est appliquée sur un siège de clapet (41), et sur Itorifice de refoulement (48.1;48.3;48.2;48.4;52), caractérisé en ce que la surface d'obturation (40) du ressort à lame (38) est supérieure à trois fois la section de l'ori- fice de refoulement (48.1,48.3;48.2,48.4;52). 2. Pompe hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface d'obturation (40) représente jusqu'à deux fois l'orifice de refoulement (48.1-48.3; 48.2,48 .4.;52) et est munie d'un prolongement (42) qui est sensiblement aussi grand ou est supérieur à la section de l'orifice de refoulement (48.1,48.3;48.2,48.4;52) et qui est également appliqué à plat sur le siège de clapet (41). .3. Pompe hydraulique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le prolongement (42) a une forme allongée et est symétrique par rapport à l'axe longitudinal (43) du ressort à lame (38). 4. Pompe hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les orifices de refoulement (48.1,48.3;48.2,48.4;52) sont répartis à la périphérie du carter de refoulement (50), en ce que les ressorts à lame (38) sont agencés latéralement sur un anneau (5) qui entoure le carter de refoulement (50) de la pompe, et en ce que les ressorts à lame (38) s'eéten- dent sur. une partie de la circonférence parallèlement à l'anneau (5). 5. Pompe hydraulique selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'anneau (5) est réalisé sous forme de méandre ou de zigzag et les lames de ressorts (38) sont montées aux points de rebroussement, et un ressort à lame s'étend chaque fois dans la direction circonférencielle dans une des identations formées par l'anneau (5).