Brevet FR2699608A1 — publié le 19940624

L'invention se rapporte à une pompe à engrenage et à écran en croissant, comprenant une roue extérieure portant une denture intérieure, une roue intérieure excentrée par rapport à la précédente et portant une denture extérieure, les dentures de ces roues engrenant localement, ainsi qu'un écran en croissant séparant le côté aspiration et le côté refoulement de la pompe et placé dans un intervalle situé entre la roue intérieure et la roue extérieure et créé par l'excentricité, l'écran en croissant recouvrant plusieurs têtes de dents des dentures intérieure et extérieure. Les pompes à engrenage de ce type telles qu'utilisées en de nombreux modes de réalisation, par exemple en pompes à huile pour moteurs à combustion interne et décrites dans des brevets (voir à titre d'exemple le document EP 0 302 190 B1, F04C 2/10, avec écran en croissant décalé vers le côté refoulement), fonctionnent de la manière suivante : la roue intérieure est reliée par exemple à une commande et entraîne également en rotation la roue extérieure par l'engrènement. Cet engrènement représente une sécurité contre le reflux de liquides, par exemple d'huile de lubrification, d'une chambre de compression formant une première partie de l'intervalle vers la chambre d'aspiration qui est formée par une autre partie de cet intervalle.Le liquide à transporter est dirigé de la chambre d'aspiration vers la chambre de compression dans les entredents des deux dentures le long des surfaces de l'écran en croissant tournées vers ces dernières. Si le liquide à transporter est particulièrement fluide, il faut que l'écran en croissant se prolonge sur un grand nombre de têtes de dents des dentures pour éviter aussi en cet emplacement un reflux du fluide.Dans les modes de réalisation connus des pompes de ce type, les dents sont réparties régulièrement sur la circonférence extérieure de la roue intérieure ainsi que sur la circonférence intérieure de la roue extérieure sans laisser subsister des zones intermédiaires exemptes de dents. I1 en résulte de multiples engrènements plus ou moins totaux et du liquide étant refoulé par écrasement à l'endroit de chaque entrée en prise lors de la rotation des roues, des pressions relativement élevées et des pertes hydrauliques apparaissent localement. L'invention a pour objet une pompe à engrenage et à écran en croissant du type tel que spécifié ci-dessus et réalisée de manière à réduire ces pertes hydrauliques par des moyens simples. Selon une particularité essentielle de l'invention, le nombre des dents de la denture intérieure et/ou de la denture extérieure est réduit de manière à laisser subsister des zones intermédiaires exemptes de dents, cette réduction étant calculée de manière à garantir encore une liaison régulière d'entraînement entre la roue extérieure et la roue intérieure par l'engrènement ainsi que le recouvrement permanent d'au moins une tête de dent par l'écran en croissant. Suivant des dispositions préférées - l'écran en croissant est décalé vers le côté refoulement par rapport à un diamètre passant par le lieu de l'engrènement - les nombres de dents des dentures intérieure et extérieure sont choisis, à partir de dentures circonférentielles respectives dont les dents et les entredents ont des mêmes largeurs et qui ont un rapport des nombres de dents ayant pour diviseur un nombre entier, égaux aux nombres de dents de ces dentures circonférentielles divisés par ce diviseur, la largeur des dents de l'une des deux dentures étant conservée et la largeur des dents de l'autre denture étant agrandie en conséquence. L'invention prévoit donc de réduire considérablement le nombre des dents de la denture intérieure et/ou de la denture extérieure - compte-tenu de la viscosité du fluide à transférer - et donc le nombre des engrènements par rapport à l'art antérieur. Le seuil inférieur de cette réduction du nombre de dents est limité par la nécessité de garantir une transmission régulière du mouvement entre les deux roues et par l'exigence que le croissant doit recouvrir en permanence au moins une tête de dent de la denture de la roue concernée pour obtenir une étanchéité entre la chambre d'aspiration et la chambre de compression dans la zone de l'écran. Les pertes et notamment dans ce cas celles se produisant dans les paliers des roues peuvent être réduites conformément à l'invention par décalage de l'écran en croissant vers le côté refoulement par rapport à un diamètre passant par le lieu de l'engrènement de façon que les surfaces des roues exposées à la pression et donc que les forces exercées sur les paliers soient diminuées. Quelques exemples de réalisation de l'invention vont être décrits en regard des dessins sur lesquels les figures 1 à 3 sont des coupes transversales par les parties concernées d'une pompe à huile de moteur à combustion interne de véhicule. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le tourillon 2 d'un arbre de commande monté dans le carter 1, par exemple un maneton d'un vilebrequin du moteur à combustion interne, est solidarisé en rotation avec la roue intérieure 3 qui porte une denture circonférentielle extérieure 4 qui, dans cet exemple de réalisation, ne présente aucune interruption des dents. Cette denture extérieure 4 est à cette phase en prise partielle en 5 et 6 avec la denture intérieure 7 de la roue extérieure 8 qui est excentrée par rapport à la roue intérieure 3 de la pompe. Les deux roues 3 et 8 de la pompe tournent dans le sens horaire comme indiqué par les flèches. L'excentricité décrite forme, dans une zone située à peu près du côté opposé à celui de la zone d'engrènement 5, 6, l'intervalle 9 qui loge l'écran en croissant 10 qui est solidaire du carter. Cet écran s'étend au-dessus de plusieurs têtes de dent de la denture extérieure 4 mais, dans cette phase du mouvement, uniquement au-dessus de deux têtes de dents de la denture intérieure 7, car le nombre des dents de la denture intérieure 7 est suffisamment réduit, confor mément à l'invention, pour que subsistent des zones sans dents entre dents voisines de la denture intérieure 7 de la roue extérieure 8. De toute manière, l'écran en croissant 10 est suffisamment "long" dans la direction de la circonférence pour qu'à toutes les phases de mouvement de la roue extérieure 8 également, il se trouve au-dessus de l'une des têtes de dent de la denture intérieure 7.Ainsi est garantie l'étanchéité entre le côté aspiration, c'est-à-dire entre la chambre d'aspiration 11 et la chambre de refoulement 12 de la pompe. La diminution du nombre des engrènements, qui n'est plus que de deux portant les références 5 et 6, garantit une réduction notable du travail de cisaillement ou d'écrasement. Pour achever la description, un conduit d'aspiration est prévu en 13 dans le carter et un conduit de refoulement, connecté à une soupape de sûreté, est prévu en 14. L'exemple de réalisation de la figure 2 comprend également dans le carter 20 une roue extérieure 22 comprenant une denture intérieure 21 et une roue intérieure 24 comprenant une denture extérieure 23, ces roues étant excentrées l'une par rapport à l'autre de manière à former sur le côté opposé à celui de l'engrènement total 25 l'intervalle 26 de logement de l'écran en croissant 27 qui, dans le cas particulier, est légèrement décalé vers la chambre de compression 28, de manière que la chambre d'aspiration 29 soit agrandie par rapport à celle du mode de réalisation de la figure 1. Cette disposition a pour conséquence une diminution de la surface résultante de la pompe qui est exposée à la pression, c'est-à-dire une réduction des efforts imposés aux paliers des deux roues 22 et 24. Dans cet exemple de réalisation, la denture intérieure 21 est de manière usuelle une denture circonférentielle, c'est-à-dire sans interruption entre dents voisines, mais par contre le nombre des dents de la denture extérieure 23 est fortement réduit, de sorte que, dans ce cas également, le nombre des engrènements et donc le nombre des lieux d'écrasement est réduit. Alors que dans chacun des exemples de réalisation décrits en regard des figures 1 et 2, l'une des dentures - la denture extérieure 4 dans la figure 1, la denture intérieure 21 dans la figure 2 - est une denture circonférentielle dans laquelle la largeur des dents et celle des entredents coïncident, donc aussi qu'aucune modification n'est effectuée en cet emplacement par rapport à la pompe usuelle à écran en croissant, la figure 3 représente un mode de réalisation de l'invention dans lequel ne se trouve aucune de ces dentures circonférentielles dans laquelle les largeurs des dents et des entredents sont les mêmes. Ce mode de réalisation comprend aussi une roue intérieure 30 à denture extérieure 31 et une roue extérieure 32 à denture intérieure 33. Toutefois, les entredents de la denture extérieure et la largeur des dents de la denture intérieure 33 sont considérablement plus grands que dans une denture circonférentielle telle que définie plus haut. Le choix des nombres des dents des deux dentures 31 et 33 est adopté à l'origine de manière que ces dernières forment un mode de réalisation usuel de pompe à dentures circonférentielles, dans le sens de la définition donnée plus haut. Les nombres de dents des deux dentures ont un diviseur qui est un nombre entier, par exemple avec un rapport de 40 : 35, le nombre supérieur se rapportant à la denture intérieure et le nombre inférieur, à la denture extérieure. Les nombres de dents ont pour commun diviseur le nombre entier 5.Les nombres de dents des dentures 31 et 33 de la figure 3 proviennent de la division des nombres de dents des dentures circonférentielles respectives par le commun diviseur. Pour la denture intérieure 33, ceci donne donc 40 : 5 = 8 dents et pour la denture extérieure 31, le résultat est 35 : 5 = 7 dents. De plus, la largeur des dents de la denture extérieure 31 est conservée, de sorte qu'il faut adopter pour les dents de la denture intérieure 33 une largeur en conséquence supérieure pour que les entredents séparant ces dents conservent leur largeur initiale. I1 est bien entendu possible aussi de conserver la largeur des dents de la denture intérieure 33 et d'augmenter en conséquence la largeur des dents de la denture extérieure 31. L'invention apporte donc par des moyens simples une pompe à écran en croissant dont le rendement est meilleur que celui des pompes de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Pompe à engrenage et à écran en croissant, comprenant une roue extérieure portant une denture intérieure, une roue intérieure excentrée par rapport à la précédente et portant une denture extérieure, ces dentures engrenant localement, ainsi qu'un écran en croissant séparant le côté aspiration et le côté refoulement de la pompe et placé dans un intervalle compris entre la roue intérieure et la roue extérieure et créé par l'excentricité, l'écran en croissant recouvrant plusieurs têtes de dents des dentures intérieure et extérieure, caractérisée en ce que le nombre des dents de la denture intérieure et/ou de la denture extérieure (4, 7) est réduit de manière à laisser subsister des zones intermédiaires exemptes de dents, cette réduction étant calculée de manière à garantir encore une liaison régulière d'entraînement par l'engrènement (5, 6) entre roue extérieure et roue intérieure (3, 8) ainsi que le recouvrement permanent d'au moins une tête de dent par l'écran en croissant (10). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écran en croissant (27) est décalé vers le côté refoulement (28) par rapport à un diamètre passant par le lieu de l'engrènement (25). 3. Pompe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les nombres de dents des dentures intérieure et extérieure (31, 33) sont choisis, à partir de dentures circonférentielles respectives dont les dents et les entredents ont des mêmes largeurs et qui ont un rapport des nombres de dents ayant pour diviseur un nombre entier, égaux aux nombres de dents de ces dentures circonférentielles divisés par ce diviseur, la largeur des dents de l'une des deux dentures étant conservée et la largeur des dents de l'autre denture étant agrandie en conséquence.