Brevet FR2677712A1 — publié le 19921218

La présente invention concerne la conception d'une pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau et permettant d'atteindre de très hautes performances en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant et en résistance à l'agression de la plupart des substances chimiques organiques et minérales. Il existe des pompes et (ou) moteurs hydrauliques à engrenage fonctionnant à l'eau correspondant à la demande de brevet n09013027 du 22.10.1990. Ces pompes et (ou) moteurs hydrauliques à engrenage fonctionnant à l'eau, contrairement à ceux fonctionnant à l'huile minérale, sont fabriqués dans des matériaux d'une part inoxydables, d'autre part offrant des coefficients de frottement dynamique très bas afin d'éviter le grippage des différentes pièces en frottement puisqu'elles fonctionnent sans lubrification à l'huile minérale. Les paliers sont équipés de bagues bronze revêtues de PTFE à l'intérieur. Ces pompes et (ou) moteurs hydrauliques à engrenage fonctionnant à l'eau sont limités en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant et à l'utilisation de certains produits chimiques additionnés à l'eau dans des applications de nettoyage ou des applications de pompage, d'une part, par les propriétés mécaniques, physiques et chimiques des matériaux utilisés et d'autre part, par l'équipement des paliers de bagues bronzerevêtues de PTFE à l'intérieur. La pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau, et permettant d'atteindre de très hautes performances, selon l'invention, permet de remédier à ces inconvénients. De nouvelles applications sont possibles : par exemple sur de grosses machines de nettoyage de type industriel, quand une puissance importante est nécessaire, ou quand des produits chimiques agressifs sont utilisés, en fonction pompe pour l'injection d'eau et en fonction moteur pour la motricité des brosses, sur des outils hydrauliques en fonction moteur et en fonction pompe pour leur alimentation, sur des nettoyeurs haute pression en fonction pompe, et dans toutes opérations de pompage d'eau ou d'eau additionnée à certains produits chimiques agressifs, quand une pression importante est nécessaire. Le principe général de fonctionnement reste identique dans la fonction pompe, un moteur thermique ou électrique fait tourner les pignons en transmettant son couple à l'arbre du pignon menant le pignon menant entraine le pignon mené, et l'engrenage ainsi formé, en tournant provoque une aspiration à l'entrée de la pompe et une pression à la sortie; dans la fonction moteur, l'eau est injectée en pression par l'orifice d'entrée du moteur et ainsi fait tourner les deux pignons pour sortir à l'orifice opposé, l'engrenage transmet son couple par l'intermédiaire'de l'arbre du pignon menant. C'est, par les propriétés mécaniques et physiques des matériaux utilisés pour la fabrication des différentes pièces composant la pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau, et par l'équipement des paliers de roulements inoxydables que de très hautes performances sont obtenues en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant et c'est par les propriétés chimiques des matériaux utilisés que de très hautes performances sont obtenues en résistance à l'agression de la plupart des substances chimiques organique s et minérales lorsque dans des applications de pompage ou dé nettoyage, certains produits chimiques agressifs sont véhiculés avec l'eau. Deux variantes sont possibles pour la fabrication des différentes pièces composant la pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage à très hautes performances : l'une est adaptée à un fonctionnement avec de l'eau pure ou éventuellement additionnée de produits chimiques non agressifs pour les alliages de bronze, de laiton ou d'aluminium, l'autre est adaptée à un fonctionnement avec de l'eau dans laquelle est additionné un produit chimique agressif, par exemple le chlore pour certaines opérations de nettoyage. Pour un fonctionnement avec de l'eau pure, ou éventuellement additionné d'un produit chimique non agressif, l'ensemble des pièces composant la pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau sont fabriquées dans des matériaux spécifiques, offrant d'une part, une résistance à la corrosion et un coefficient de frottement dynamique très bas particulièrement pour les pièces en frottement, et d'autre part, pour permettre le fonctionnement à de très hautes performances en débit, en pression, en couple, en tem- pérature, en vitesse de rotation, en forces radiales et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant, ces matériaux offrent également jusqu'à une température de 2650, des caractéristiques mécaniques élevées qui permettent aux pièces de ne pas être déformées sous les contraintes de pression, et de couple, ce qiri dans le cas contraire provoquerait des fuites intérieures et limiterait ainsi les performances, et un coefficient de dilatation thermique faible, ce qui dans le cas contraire provoquerait la blocage des pièces entre-elles. Pour une adaptation à un fonctionnement avec de l'eau dans laquelle est additionné un produit chimique agressif, les matériaux utilisés offrent à la fois une résistance à la corrosion, un coefficient de frottement dynamique très bas particulièrement pour les pièces en frottement, des caractéristiques mécaniques élevées et un coefficient de dilatation thermique faible jusqu'à une température de 2659 et une résistance à l'agression de la plupart des substances chimiques organiques et minérales. Pour un fonctionnement avec de l'eau pure, ou éventuellement additionnée d'un produit chimique non agressif, le corps avant, le corps central, le corps arrière sont fabriqués dans un alliage de laiton, de bronze ou d'aluminium traité anti-corrosion, les arbres des pignons, les pignons menant et mené dans un acier inoxydable traité par trempe et revenu, les paliers dans un bronze dur et équipés de roulements inoxydables. Pour un fonctionnement avec de l'eau dans laquelle est additionné un produit chimique agressif, le corps avant, le corps central, le corps arrière, les arbres des pignons, les pignons menant et mené sont fabriqués dans un acier inoxydable traité par trempe et revenu, les paliers en céramique, et équipés de roulements inoxydables. Les roulements inoxydables sont d'une largeur inférieure à la largeur des paliers. Leurs logements sont usinés , côtés faces extérieures des paliers afin de permettre aux paliers d'avoir sur leurs faces intérieures des trous dont le diamètre est adapté au diamètre des arbres des pignons et non au diamètre extérieur des roulements, afin de limiter les fuites. Les dents et les flancs de pignons ainsi que les faces intérieures des paliers sont, après usinage, rectifiés afin d'obtenir une parfaite qualité des états de surfaces, pour d'une part permettre de limiter les fuites intérieures liées à la fluidité de l'eau et, d'autre part permettre la création d'un film d'eau entre les surfaces en frottement. REVENDICATIONS 1) Pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau, du type comportant un corps avec orifices d'entrée et de sortie et deux pignons dentés engrenés montés sur arbre, et permettant de très hautes performances en débit, en pression, en couple, en température, en vitesse de rotation, en forces radiales, et axiales extérieures sur l'arbre du pignon menant, destiné à présenter une résistance à la corrosion, un coefficient de frottement dynamique très bas particulièrement pour les pièces en frottement, et jusqu'à une température de 2650 des caractéristiques mécaniques élevées et un coefficient de dilatation thermique faible, caractérisé en ce que le corps avant, le corps central et le corps arrière sont fabriqués dans un alliage de laiton, de bronze ou d'aluminium traité anti-corrosion, les arbres des pignons, les pignons menant et mené dans un acier inoxydable traité par trempe et revenu, les paliers dans un bronze dur. 2) Pompe et (ou) moteur hydraulique à engrenage fonctionnant à l'eau et permettant de très hautes performances selon la revendication l, caractérisé en ce que les paliers sont équipés de roulements inoxydables, d'une largeur inférieure à la largeur des paliers, dont les logements sont usinés côtés faces extérieures des dits paliers afin de limiter les fuites.