Brevet FR2705121A1 — publié le 19941118

Pompe hydraulique L'invention concerne une pompe hydraulique avec plusieurs cellules de pompe qui sont disposées concentriquement avec l'arbre de la pompe, sont activées successivement de manière pulsatoire et ont chacune une sortie qui débouche dans une chambre collectrice commu- ne à toutes Ies cellules de la pompe et un conduit de refoulement de pompe par l'intermédiaire duquel la chambre collectrice communique avec un utilisateur. Ce type de pompe hydraulique est connu par exem- ple par le document EP-A 473 025. Il peut s'agir également d'une pompe radiale à pistons telle que présentée par exemple dans le document DE-A 41 07 952. Toutes ces pompes comportent plusieurs cellules qui, lors d'une rotation de la pompe, deviennent successivement actives, c'est-à- dire de manière pulsatoire. C'est la raison pour laquelle l'écoulement, côté refoulement de la pompe, est pulsatoire avec des fluctuations de pression dont la fréquence se situe dans le domaine audible. L'objet de la présente invention est d'abaisser le bruit d'une pompe de ce type. Le problème est résolu par le fait que la chambre collectrice communique avec le conduit de refoulement de pompe par l'intermé- diaire de deux conduits annulaires qui sont sensiblement concentriques avec l'arbre de la pompe et parmi lesquels le second conduit annulaire a une section plus grande que le premier. De préférence la section du second conduit annulaire est supérieure à 1,5 fois la section du pre- mier conduit annulaire. La solution proposée diffÉre fondamentalement de la solution connue qui consiste à donner à la chambre collectrice un volume aussi grand que possible, document DE-A 39 30 248. Conformément à l'invention, l'écoulement pulsatoire de sortie est divisé en deux écoulements partiels. L'un des écoulements partiels est plus lent que l'autre, étant donné qu'il est envoyé dans un conduit de section plus grande. De préférence on produit en plus des turbulen- ces dans ce conduit au moyen de cloisons formant chicanes disposées à l'intérieur dudit conduit. Il peut aussi être avantageux, dans la mesure o les deux conduits sont parallèles, de prévoir des ouvertures de communication entre les deux conduits notamment après les cloisons formant chicanes - vu dans la direction d'écoulement. Pour le dimensionnement des conduits, la taille, la position et le nombre des cloisons formant chicanes, la taille, la position et le nombre des ouvertures de communication ou de passage, on procédera à des essais. Le niveau de fréquence de la pompe ou le niveau de fré- quence des bruits qui sont perçus comme particulièrement gênants et qui par conséquent doivent être éliminés intervient dans ce cas. Selon un perfectionnement de l'invention, une ou plusieurs cloisons formant chicanes qui réduisent la section d'écoulement sont disposées dans le deuxième conduit annulaire, à distance l'une de l'au- tre. Selon un autre perfectionnement de l'invention, chaque conduit annulaire s'étend sensiblement sur 180 avec, vu dans la di- rection périphérique, des directions d'écoulement opposées. Selon un autre perfectionnement de l'invention, les conduits annulaires sont concentriques entre eux et s'étendent de préférence sur plus de 180 , de préférence sur environ 360 . Selon un autre perfectionnement de l'invention, les conduits annulaires dont les cercles imaginaires moyens sont sensiblement identiques sont disposés sensiblement l'un derrière l'autre dans la di- rection de l'axe de la pompe. Selon un autre perfectionnement de l'invention, les conduits annulaires sont disposés sensiblement dans le même plan normal de la pompe, leurs cercles imaginaires moyens ayant des rayons différents. Conformément à un mode de réalisation de l'invention, les conduits annulaires sont disposés sur la périphérie de la pompe. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, les conduits annulaires sont disposés côté face frontale de la pompe. L'invention convient tout particulièrement aux pompes symé- triques de rotation mentionnées en introduction et permet d'avoir un conduit de grande longueur malgré la construction compacte de la pompe. Il est en outre possible de donner à la paroi extérieure de l'un au moins des conduits annulaires une épaisseur si faible que celle-ci, en présence des fluctuations de pression qui apparaissent, se déforme de manière pulsatoire et absorbe ainsi les à-coups de pression. Dans les pompes mentionnées en introduction, la chambre collectrice est également annulaire de telle sorte que celle-ci s'étend sur 360 soit sur là périphérie soit dans une paroi frontale de la pompe. Dans ce cas il est proposé conformément à un autre agence- ment selon l'invention, d'agencer la chambre collectrice sous forme de conduit annulaire (troisième conduit annulaire) concentrique avec l'ar- bre de la pompe, le troisième conduit annulaire communiquant avec le premier ou avec le premier et le deuxième conduit annulaire par l'in- termédiaire d'un conduit de liaison et étant fermé par une paroi inter- médiaire placée derrière le conduit de liaison, - vu dans le sens de ro- tation de la pompe -. On obtient ainsi dans la chambre collectrice un écoulement dont la direction est constante. Cet écoulement qui sort de la chambre collectrice est ensuite envoyé dans les deux conduits annu- laires et divisé en deux écoulements partiels. Les conduits annulaires selon l'invention peuvent être dispo- sés de manière concentrique entre eux sur la circonférence ou dans une plaque frontale. Dans les deux cas il est possible voire très avantageux d'agencer les conduits annulaires sous la forme d'une rainure étagée avec une rainure partielle de section plus faible et une rainure partielle tournée vers la surface de section plus grande. Les deux conduits an- nulaires sont formés en fermant la rainure partielle de section plus fai- ble par rapport à la rainure partielle de section plus importante au moyen d'un couvercle qui se présente sous la forme d'une rondelle an- nulaire. Ainsi les conduits annulaires peuvent être formés par des per- çages dans le couvercle en utilisant de manière optimale l'espace. Il n'est pas nécessaire de percer ou de prévoir des conduits particuliers dans le carter de la pompe. L'invention est décrite ci-après de manière détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur les dessins. Ceux-ci mon- trent: figure 1A, une coupe de la pompe passant par l'arbre de la pompe, figure lB, une coupe de la pompe selon la figure 1 perpendi- culairement à l'axe de ladite pompe, figure 2, un autre mode de réalisation de la pompe vu en cou- pe comme à la figure 1A, figure 3A et 3B, la plaque frontale de la pompe pour un autre mode de réalisation de la pompe, figure 4, une variante de réalisation des conduits annulaires dans la plaque frontale figure 5A, une coupe d'un autre mode de réalisation de la pompe passant par l'arbre de la pompe, figure 5B, une vue partielle de la bague qui ferme à la maniè- re d'un couvercle l'un des condjuits annulaires. La description qui va suivre vaut pour tous les exemples de réalisation dans la mesure o il n'est pas fait référence à des particula- rités des différents exemples de réalisation. Les agencements particu- liers du conduit sont décrits en faisant référence aux figures 2 et sui- vantes. Les figures 1A, 2 et 5A représentent des coupes passant par l'arbre d'entraînement 3 de la pompe, le carter de la pompe étant repré- senté en coupe. Pour les caractéristiques non décrites on se reportera à la pompe décrite dans le document EP-A 91 113 816. La pompe 1 est entraînée par l'arbre d'entraînement 3. Les di- mensions extérieures de la pompe sont déterminées par la plaque fron- tale 4 libre, la plaque frontale 5 et la plaque intermédiaire 6. La pla- que intermédiaire 6 est destinée à recevoir une couronne dentée 9 pourvue d'une denture intérieure concentrique à l'axe de la pompe. La denture extérieure d'un pignon de pompe 8 monté sur un excentrique 7 engrène avec la denture intérieure. L'excentrique 7 est monté excentré à l'extrémité de l'arbre d'entraînement 3. La pompe mentionnée plus haut est pourvue d'une régulation dite "par étranglement". Un étranglement est prévu à cet effet dans l'aspiration. Ainsi, le débit de refoulement de la pompe n'est-il déter- miné par la vitesse de rotation de la pompe que jusqu'à une certaine vitesse de rotation qui est donnée par l'étranglement. Au delà le débit reste constant. L'aspiration de la pompe n'est pas représentée ici. La pompe est fixée par sa plaque frontale 5 sur le carter (non représenté). Des vis non représentées sont prévues à cet effet. La plaque intermédiaire 6 a la forme d'un anneau. La couron- ne dentée 9 est montée avec étanchéité à l'intérieur de celle-ci. La fi- gure lA d'une part et les figures 2 et 5A d'autre part diffèrent au ni- veau de l'agencement de la chambre collectrice 11. En ce qui concerne la figure lA: Une rainure est usinée dans la paroi périphérique intérieure de la plaque intermédiaire 6, laquelle rainure forme un espace annulai- re et sert de chambre collectrice 11 dans le sens de la présente inven- tion. Une rainure est également aménagée dans la surface périphérique extérieure de la couronne dentée 9 et entoure ladite couronne dentée. La bande clapet 12 annulaire est placée dans cette rainure. La bande clapet 12 sert de clapet anti-retour pour les conduits de sortie 13, 13. 1, 13.2, 13.3, etc... des cellules qui relient chacun une cellule à la cham- bre collectrice 11 (voir figure lB). La chambre collectrice 11 annulaire est pourvue sur le côté d'un conduit collecteur 14. La conduit collecteur 14 sert de conduit de liaison entre la chambre collectrice 11 annulaire et le système de de conduits annulaires R. Comme on le voit sur les figure 3A et 5C une paroi de séparation 15 est disposée juste derrière le conduit collecteur 14, vu dans le sens de rotation de la pompe. La paroi de séparation 15 agit de telle sorte que l'huile qui sort des sorties des cellules 13, 13.1, 13.2, 13.3, etc... réparties sur le pourtour de la couronne dentée 9 en direction de la chambre collectrice 11 ne puisse avoir qu'une seule di- rection d'écoulement dans ladite chambre. En ce qui concerne les figures 2 et 5A: La pompe est formée ici de quatre plaques au total. En effet une plaque 20 supplémentaire dite "plaque à clapets" est disposée en- tre la plaque intermédiaire 6 et la plaque frontale 5. Les conduits de sortie 13 des cellules sont agencés dans cette plaque à clapets 20 avec leurs axes parallèles, sensiblement à la hauteur du cercle de pied de la couronne dentée 9, et sont répartis sur le pourtour. Des languettes élastiques 21 qui sont fixées sur la plaque à clapets 20 servent de cla- pets anti-retour. Une rainure circulaire qui sert de chambre collectrice est usi- née dans la plaque à clapets 20, c'est-à-dire dans sa face frontale tour- née vers la plaque frontale 5. Les languettes des clapets sont situées dans cette chambre collectrice 11. Dans la direction périphérique, la rainure est fermée en un point par une paroi de séparation 15, comme représenté à la figure 3A. Le conduit collecteur 14 qui, dans ce cas, est orienté radialement vers l'extérieur est disposé immédiatement de- vant ladite paroi de séparation 15. Dans les modes de réalisation selon les figures 1A, lB et 2, le conduit collecteur 14 débouche dans le système de conduits annulai- res R qui constitue l'objet de la présente invention. Divers exemples de réalisation de ce conduit annulaire R sont décrits ci-après. A noter que chacun des systèmes de conduits annulaires R décrit peut être ap- pliqué comme solution alternative à l'un des exemples de réalisation selon Ies figures 1A,B, 2 et 5A. Le système de conduits annulaires R débouche dans le conduit de refoulement 18 de la pompe. En ce qui concerne les modes de réalisation selon les figures 3A, 3B et 4 les conduits annulaires sont aménagés dans la plaque fron- tale 5 des exemples de réalisation des pompes 1A, lB, 2, 5. Dans le mode de réalisation selon les figures 3A, 3B, une rai- nure est usinée dans la face frontale tournée vers la pompe de la pla- que frontale 5, laquelle rainure s'étend sensiblement sur 360 . Sur pra- tiquement l'ensemble de sa longueur la rainure est divisée en un pre- mier conduit annulaire 23 et un deuxième conduit annulaire 24 par une nervure 22 formant cloison. Le premier conduit annulaire 23 a une section plus faible que le deuxième conduit annulaire 24. Aux deux extrémités de la rainure, la nervure 22 formant cloison laisse un passa- ge libre. L'une des extrémités de la rainure est située dans le prolonge- ment du conduit collecteur 14 qui est représenté sur la figure. Le conduit de refoulement 18 de la pompe s'étend à partir de l'autre extré- mité, lequel conduit se présente sous la forme d'un perçage parallèle à l'axe. L'huile qui sort du conduit collecteur 14 est répartie entre le premier conduit annulaire 23 et le deuxième conduit annulaire 24. Des cloisons 25 formant chicanes sont disposées dans le deuxième conduit annulaire 24; sur la figure 3, il y a au total trois cloisons formant chi- canes qui sont disposées avec un écart angulaire régulier. Les cloisons formant chicanes ne s'étendent que sur une partie de la section. Un passage 26 est fraisé dans la nervure 22 formant cloison, derrière cha- cune des cloisons 25 formant chicanes. Une communication est ainsi créée entre le premier conduit annulaire 23 et le deuxième conduit an- nulaire 24. Du fait de la section d'écoulement différente des conduits an- nulaires 23, 24, l'huile s'écoule avec une vitesse plus faible dans le deuxième conduit annulaire 24 et forme des turbulences. Cette forma- tion de turbulences est encore renforcée par les cloisons 25 formant chicanes. Les passages 26 contribuent également à la formation de tur- bulences. On suppose que la fonction d'amortissement des bruits de ce conduit repose sur le fait qu'il y a interférence de vibrations à l'endroit o les deux écoulements partiels se rejoignent, c'est-à-dire à l'extrémi- té de la rainure, dans la zone du conduit de refoulement 18 de la pom- pe. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 4, le système de conduits annulaires est formé par le fait qu'un premier conduit annu- laire 23 qui s'étend sur 180 est usiné sous la forme d'une rainure dans la face frontale tournée vers la pompe de le plaque frontale 5. Le deuxième conduit annulaire 24 de section plus importante est disposé symétriquement dans l'autre moitié de la face frontale. Les deux conduits annulaires 23, 24 se raccordent entre eux, le conduit collec- teur 14 débouchant dans la région de l'un des points de raccordement, tandis que le conduit de refoulement 18 de la pompe qui se présente sous la forme d'un perçage parallèle à l'axe part dans la région de l'au- tre point de raccordement décalé de 180 par rapport au premier. Natu- rellement, on peut avoir une répartition angulaire différente de cette disposition symétrique des conduits annulaires qui s'étendent chacun sur 180 . Les figures 5A, 5B, 5C montrent un exemple de réalisation dans lequel le premier et le deuxième conduit annulaire sont disposés l'un derrière l'autre dans la direction de l'axe de la pompe. Dans ce cas une rainure étagée est usinée dans la face frontale de la plaque fronta- le 5. Cette rainure s'étend sur pratiquement 360 . Son début coïncide avec le conduit de refoulement 18 de la pompe. La rainure située plus loin dans la plaque frontale 5 a une section plus faible que le rainure située au-dessus de celle-ci. Un couvercle 27 en forme de bague repo- se sur l'épaulement circulaire formé par la rainure étagée, lequel cou- vercle divise la rainure étagée en un premier conduit 23 de faible sec- tion et un deuxième conduit 24 de grande section. Le couvercle est plus court que la rainure. L'écoulement d'huile en provenance du conduit collecteur 14 se répartit ainsi entre le premier et le deuxième conduit 23, 24 et se rejoint dans la zone du conduit de refoulement 18 de la pompe. Des languettes sensiblement rectangulaires qui ne sont fixées que d'un côté sont découpées dans le couvercle. Ces languettes sont pliées en direction du deuxième conduit annulaire 24 de telle sor- te qu'elles fassent saillie en tant que chicanes 25 dans le deuxième conduit circulaire 24 et réduisent la section de passage de ce dernier. Les languettes forment derrière elles vu dans la direction d'écoulement un passage 26 entre le premier conduit annulaire 23 et le deuxième ca- nal annulaire 24. De nouveau on peut choisir la répartition de ces lan- guettes. REVENDICATIONS 1. Pompe hydraulique (1) comportant plusieurs cellules de pompe qui sont disposées concentriquement avec l'arbre (3) de la pom- pe, sont activées successivement de manière pulsatoire et ont chacune une sortie (13) qui débouche dans une chambre collectrice (11) com- mune à toutes les cellules de la pompe ainsi qu'un conduit de refoulement (18) de pompe par l'intermédiaire duquel la chambre collectrice (11) communique avec un utilisateur, caractérisée par le fait que la chambre collectrice (11) communique avec le conduit de refoulement (18) de pompe par l'intermédiaire de deux conduits annulaires (23, 24) qui sont sensiblement concentriques avec l'arbre (3) de la pompe et parmnni lesquels le second conduit annulaire (24) a une section plus grande que le premier (23), de préférence supérieure à 1,5 fois la sec- tion du premier conduit annulaire. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une ou plusieurs cloisons (25) formant chicanes qui réduisent la section d'écoulement sont disposées à distance l'une de l'autre dans le deuxième conduit annulaire (24). 3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que chaque conduit annulaire (23, 24) s'étend sensiblement sur 180 avec, vu dans la direction périphérique, des directions d'écoule- ment opposées. 4. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les conduits annulaires (23, 24) sont concentriques entre eux et s'étendent de préférence sur plus de 180 , de préférence sur environ 360 . 5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les conduits annulaires (23, 24) dont les cercles imaginaires moyens sont sensiblement identiques sont disposés sensiblement l'un derrière l'autre dans la direction de l'axe de la pompe. 6. Pompe selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les conduits annulaires (23, 24) sont disposés sensiblement dans le même plan normal de la pompe, leurs cercles imaginaires moyens ayant des rayons différents. 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par le fait que les conduits annulaires (23, 24) sont disposés sur la périphérie de la pompe. 8. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ca- ractérisée par le fait que les conduits annulaires (23, 24) sont disposés côté face frontale de la pompe. 9. Pompe selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par le fait que la chambre collectrice (11) est agencée sous forme de conduit annulaire (troisième conduit annulaire) concentrique à l'arbre (3) de la pompe, le troisième conduit annulaire communiquant avec le premier (23) ou avec le premier et le deuxième (24) conduit annulaire par l'intermédiaire d'un conduit de liaison (14) et étant fermé par un paroi intermédiaire (15) après le conduit de liai- son (14), - vu dans le sens de rotation de la pompe -.