Brevet FR2705740A1 — publié le 19941202

" Pompe à engrenages réglable " La présente invention concerne une pompe à engre- nages réglable comportant au moins deux paires de roues dentées juxtaposées dans un boîtier et ayant la structure suivante: - aux paires de roues dentées d'axe parallèle est associé de préférence un canal d'aspiration commun, les canaux de pression correspondants étant toutefois reliés directement ou indirectement; - l'une des paires de roues dentées comporte une roue den- tée menant couplée solidairement en rotation à l'arbre mo- teur alors que la ou les autres paires de roues dentées comportent une roue dentée qui peut être alternativement entraînée ou découplée de l'arbre moteur, - la roue dentée qui est alternativement entraînée ou dé- couplée est fixée à l'état découplé. L'invention concerne également une pompe à engre- nages réglable comportant au moins deux paires de roues dentées juxtaposées dans un boîtier et ayant la structure suivante: - des paires de roues dentées montées avec des axes parallèles dans des chambres séparées et ayant en com- mun un canal d'aspiration et chaque fois un canal de pres- sion, - l'une des paires de roues dentées comporte une roue dentée menant couplée solidairement en rotation à un arbre moteur alors que la ou les autres paires de roues dentées comportent une roue dentée qui peut être alternati- vement entraînée par l'arbre moteur ou en être découplée, de façon générale, l'invention concerne une pompe à engre- nages ayant une paire d'engrenages ou de préférence au moins deux paires d'engrenages juxtaposées dans un boîtier. On connaît déjà de telles pompes à engrenages se- lon le document US-A-1 796 814. Ces pompes sont équipées de plusieurs paires d'engrenages, juxtaposées dans un boîtier et parmi lesquelles une ou plusieurs des paires d'engrena- ges ont, pour réguler le débit, un pignon qui peut alterna- tivement être entraîné par l'arbre moteur, ce pignon étant fixé par rapport au boîtier lorsqu'il est découplé. Ce pi- gnon denté qui est alternativement entraîné ou découplé, est couplé par une liaison de forme à la fois lorsqu'il est dans son état accouplé à l'arbre moteur et dans son état découplé de l'arbre moteur et dans ce cas il est couplé par une liaison de forme vis-à-vis du boîtier par l'intermé- diaire d'un verrou à cliquet. Ce mode de réalisation ne convient pas pour assu- rer un couplage ou un découplage approprié de l'arbre d'en- traînement ainsi qu'une fixation au boîtier pour une paire de roues dentées, à l'état de fonctionnement, et qui soit mécaniquement sans problème. La présente invention a pour but de développer ine pompe à engrenages correspondant au type défini ci- dessus, permettant le couplage ou le découplage par rapport à l'arbre moteur ainsi que la fixation au boîtier pour au moins une paire de roues dentées quelles que soient les conditions de fonctionnement, de manière sûre, et qui puisse être actionnée de préférence de manière hydraulique. A cet effet l'invention concerne une pompe à en- grenage correspondant au type défini ci-dessus caractérisée en ce que la roue dentée qui peut alternativement être en- traînée ou découplée de l'arbre moteur peut être reliée à l'arbre moteur par une liaison de frottement ou peut être fixée contre le boîtier par une liaison de frottement ou une liaison de forme, connue en soi. Le couplage de la roue dentée qui est alternati- vement entraîné ou fixé et appartient à une paire de roues dentées peut, par une liaison de frottement sur l'arbre d'entraînement, passager de l'état couplé à l'état découplé quelles que soient les conditions de fonctionnement. De manière avantageuse, la liaison de friction avec l'arbre moteur est assurée par la force d'un ressort alors que pour la fixation sur le boîtier, la force de friction est maintenue de manière hydraulique ou encore on réalise une liaison de forme par un moyen hydraulique et on la maintient. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le canal de pression de la paire de roues den- tées qui se fixe sur le boîtier est raccordée ou peut être déchargée directement avec interposition d'une soupape d'arrêt travaillant à la pression nominale ou d'un distri- buteur à 2/3 voies branché sur le canal de pression commun de la paire de roues dentées. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, - la roue dentée qui peut être alternativement entraînée ou découplée de l'arbre moteur est reliée à l'arbre moteur par une liaison par friction, - entre les paires de roues dentées il y a chaque fois une cloison d'étanchéité qui peut coulisser axialement, Dans les cas ci-dessus, on a pour la paire de roues dentées et découplée, une décharge hydraulique ce qui rend inutile toute fixation sur le boîtier. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la pompe comporte une roue dentée qui peut être alternativement entraînée ou découplée de l'arbre moteur en pouvant être couplée sur l'arbre moteur par un dispositif de couplage par une liaison par friction commandée en pres- sion sur l'arbre promoteur, et le canal de pression de la paire de roues dentées peut être relié directement avec in- terposition d'une soupape d'arrêt travaillant à pression nominale ou d'un distributeur à 2/3 voies à l'accumulateur de pression et au canal de pression de sortie ou être dé- chargé à l'état couplé. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation de l'invention représentés aux dessins dans lesquels: La figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe à engrenages selon l'invention. La figure 2 est un schéma de la commande hydrau- lique de la pompe à engrenages selon l'invention avec des canaux de pression reliés directement pour les deux paires de roues dentées. La figure 3 est un schéma d'une commande hydrau- lique d'une pompe à engrenages selon l'invention, la paire de roues dentées qui peut être couplée ou découplée ayant un canal de pression, commun, susceptible d'être coupé et un canal de pression relié indirectement. La figure 4 montre un schéma d'une commande hy- draulique d'une pompe à engrenages selon l'invention, la paire de roues dentées pouvant être couplée et découplée ayant un canal de pression commun, susceptible d'être coupé et un canal de pression, déchargeable, relié de manière in- directe. La pompe à engrenages selon l'invention, repré- sentée à la figure 1, comprend un boîtier 1 contenant un arbre d'entraînement 2 entraîné par un moteur M et entraî- nant deux paires de roues dentées 3;3A et 4;4A. Les deux roues dentées 3A; 4A non entraînées directement sont mon- tées à rotation sur un axe 5 solidaire du boîtier 1. La roue dentée 3 est reliée en permanence à l'ar- bre d'entraînement 2. La paire de roues dentées 3, 3A dé- bite ainsi en permanence lorsque l'arbre moteur 2 tourne. La roue dentée 4 tourne librement sur l'axe d'en- traînement 2; toutefois en variante elle peut être entraî- née indirectement à partir de l'arbre moteur 2 par une liaison par frottement à l'aide des organes de friction 6, 7 ou être fixe par rapport au boîtier 1. La roue dentée 4 comporte un élément de palier muni d'une bague de couplage 8. Cette bague de couplage 8, une bague de transmission 9 et des segments de raclage de piston 10, 1l sont coulissants axialement l'un par rapport à l'autre grâce à des profilés de coulissement appropriés tout en étant solidaire en rotation. La bague de transition 9 est montée sur l'arbre moteur 2, de manière libre entre les organes de friction 6, 7 solidaires de l'arbre moteur 2. Les segments de racleur de piston 10, 11 sont guidés dans une chambre 15 du boîtier 1, de manière étan- che, en rotation et en coulissement et peuvent s'appliquer contre les organes de frottement 6, 7 associés sur les deux faces, sur l'axe d'entraînement 2, à l'aide d'un ressort écarteur 12. Les segments racleurs de piston 10, 11 peuvent ainsi être mis soit en liaison de frottement soit en liai- son de forme par un goujon d'accrochage 14, par la force du ressort écarteur 12 et des organes de friction 6, 7 soli- daires de l'arbre moteur 2 ou par une sollicitation des moitiés de chambre 15A et 15B dans la direction opposée au ressort écarteur 12, pour être mis en liaison avec une ba- gue de friction 13 solidaire en rotation du boîtier 1. Les tiges d'accrochage 14 traversent la chambre à la manière d'une nappe; les dents d'accrochage des surfaces axiales des anneaux racleurs de piston 10, 11 créant lorsqu'elles sont appliquées, une liaison de forme non représentée. Pour accentuer la liaison de frottement, pour l'entraînement des paires de roues dentées 4;4A par l'arbre de moteur 2, on peut munir les organes de friction 6, 7 et les segments racleurs de piston 10, 11 de cônes complémentaires ou cônes intérieurs. Le schéma de commande correspondant est représen- té à la figure 2. Cette figure montre les paires de roues dentées 3;3A; 4;4A comme les unités de pompe indépendantes représentées schématiquement. Ces paires de roues dentées 3;3A et 4;4A alimentent directement un canal de pression commun 19. Le dispositif de couplage 20 se compose comme dé- jà décrit, des pièces portant les références 6 à 12. Les moitiés de chambre 15A et 15B correspondantes du boîtier 1, sont alimentées par les canaux A et B (voir figure 1) par une soupape ou distributeur tiroir 21 à 2/3 voies commandé par la pression régnant dans le canal de pression 19. L'alimentation et l'évacuation se fait par le canal de pression 19. La paire de roues dentées 4;4A reste également sollicitée par la pression régnant dans le canal de pres- sion 19 même à l'état découplé et immobile. De façon avantageuse, entre les paires de roues dentées 3;3A; 4;4A, on peut prévoir chaque fois une cloi- son d'étanchéité 16, de préférence coulissant axialement. Cette cloison évite que la paire de roues dentées 4;4A im- mobile ne subisse une influence hydraulique, par exemple par le tourbillon marginal de la paire de roues dentées 3;3A qui tourne en permanence. Dans le mode de réalisation ainsi décrit, pour réduire le couple de retenue et pour éviter les pertes par fuite au niveau de la paire de roues dentées 4;4A fixée au boîtier 1 il est prévu, pour le canal de pression 19A sépa- ré de cette paire de roues dentées l'interposition d'une vanne d'arrêt 17 commandée par la pression régnant dans le canal de pression 19 et reliée au canal de pression commun 7 2705740 19 des paires de roues dentées 3;3A; 4;4A (voir figure 3). Cette soupape d'arrêt 17 forme avantageusement avec le ti- roir 21, une unité de distribution réunie, commandée en pression de façon commune. Dans une autre réalisation de l'invention selon la revendication 10, avec des paires de roues dentées 3;3A; 4;4A (voir également la figure 4) qui sont séparées dans l'espace par une cloison coulissante 16 on réalise une décharge hydraulique sur le côté de pression de la roue dentée 4,4A, à l'état découplé, par l'intermédiaire d'un distributeur à tiroir 18 à 2/3 voies commandé par la pres- sion régnant dans le canal de pression 19. De ce fait, il est inutile d'assurer la fixation sur le boîtier 1. Le che- min de commande correspondant apparaît à la figure 3; le mode de représentation correspond à la figure 4. Le distri- buteur à tiroir 18 à 2/3 voies et le distributeur 21 sont réunis sous la forme d'un ensemble commandé en commun par la pression. La construction décrite ci-dessus donne en ou- tre, du fait également de la cloison 16 coulissante, mise en pression, de la chambre de la paire de roues dentées 3;3A, et qui débite en permanence, un couple de freinage supplémentaire pour la paire de roues découplée 4;4A. Le couple de freinage est créé par le serrage de la paire de roues dentées 4;4A entre la cloison 16 et le boîtier 1. Une soupape de limitation de pression 23 est pré- vue dans tous les modes de réalisation des commandes hy- drauliques entre le canal de pression 19 et le canal d'aspiration commun de la paire de roues dentées. On pourrait également envisager une pompe à en- grenages commutable de manière décrite avec seulement une paire de roues dentées commutables et avec un accumulateur de pression; en fonction de sa pression ou de son degré de remplissage, on couple ou on découple la paire de roues dentées et on décharge la pression à l'état découplé. Ce mode de réalisation n'est pas représenté séparément. 8 2705740 Liste des références 1 Boîtier 2 Arbre moteur 3 Roue dentée menant 3A Roue dentée menée 4 Roue dentée qui est alternativement entraînée ou qui est fixe par rapport au boîtier 4A Roue dentée entraînée Axe des roues dentées 3A; 4A 6 Organe de friction solidaire de l'arbre moteur 2 7 Organe de friction solidaire de l'arbre moteur 3 8 Bague de couplage 9 Bague de transmission Segment racleur de piston 1il Segment racleur de piston 12 Ressort écarteur 13 Bague de friction, guidée solidairement en rotation dans le boîtier 1 14 Tige de friction Chambre 15A:15B Moitiés de la chambre 16 Cloison 17 Vanne d'arrêt 18 Distributeur à 2/3 voies 19 Canal de pression 19A Canal de pression de la paire de roues dentées 4;4A Dispositif de couplage 21 Distributeur à tiroir à 2/3 voies 23 Soupape de limitation de pression M Moteur. R E V E N D I C A T IONS 1) Pompe à engrenages réglable comportant au moins deux paires de roues dentées juxtaposées dans un boî- tier et ayant la structure suivante: - aux paires de roues dentées d'axe parallèle est associé de préférence un canal d'aspiration commun, les canaux de pression correspondants étant toutefois reliés directe- ment ou indirectement; - l'une des paires de roues dentées comporte une roue den- tée menant couplée solidairement en rotation à l'arbre moteur alors que la ou les-autres paires de roues dentées comportent une roue dentée qui peut être alternativement entraînée ou découplée de l'arbre moteur, - la roue dentée qui est alternativement entraînée ou dé- couplée est fixée à l'état découplé, pompe à engrenages caractérisée en ce que la roue dentée (4) qui peut alternativement être entraînée ou découplée de l'arbre moteur (2) peut être reliée à l'ar- bre moteur (2) par une liaison de frottement ou peut être fixée contre le boîtier (1) par une liaison de frottement ou une liaison de forme, connue en soi. 2) Pompe à engrenages, réglable selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que des segments racleurs de piston (10;11) sont reliés solidairement en rotation mais mobiles axialement, en sens opposé, à la roue dentée (4) qui peut alternativement être entraînée ou découplée, et peuvent être mis en liaison de frottement alternativement avec des organes de friction (6;7) solidaires en rotation de l'arbre moteur (2) ou avec des surfaces de friction so- lidaires en rotation du boîtier (1). 3) Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que, les segments racleurs de piston (10,11) mobiles axialement sont maintenus en une liaison de friction avec des organes de friction (6;7) solidaires en rotation de l'arbre moteur (2) par la force d'un ressort. 4) Pompe à engrenages selon la revendication 3, caractérisée en ce que les organes de friction (6;7) com- portent des cônes dirigés contre des cônes intérieurs com- plémentaires dans les segments racleurs de piston (10,11) mobiles axialement. ) Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que, les segments racleurs de piston (10,11) mobiles axialement sont guidés de manière étanche radialement dans une chambre (15) du boîtier (1) pour former un cylindre de pression en étant susceptible d'être mis en prise par une liaison de friction ou des profilés d'encliquetage par action dirigée en sens opposé sur les surfaces de friction solidaires en rotation du boîtier (1). 6) Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de friction solidaires en rotation du boîtier (1) sont formées par une bague de friction (13) solidaire du boîtier (1), prévue entre les surfaces axiales dirigées l'une vers l'autre des segments racleurs de piston (l10;1). 7) Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés d'encliquetage solidai- res en rotation dans le boîtier (1) sont formés par des ti- ges d'accrochage (14) réparties sous la forme d'une nappe et qui peuvent être mises en prise avec les dents d'encli- quetage contre les surfaces axiales des segments racleurs de piston (10;11). 8) Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'entre les paires de roues dentées (3;3A; 4;4A) il y a chaque fois une cloison d'étanchéité (16). 9) Pompe à engrenages selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moitiés de chambre (15A; 15B) il 2705740 sont sollicitées par une soupape (21) commandée à la pres- sion nominale, lors du dépassement de la pression nominale ou peuvent être déchargées lors de la décharge de cette pression. 10) Pompe à engrenages selon les revendications 1 et 8, caractérisée en ce que le canal de pression (19A) de la paire de roues dentées (4;4A) qui se fixe sur le boîtier (1) est raccordée ou peut être déchargée directement avec interposition d'une soupape d'arrêt (17) travaillant à la pression nominale ou d'un distributeur à 2/3 voies branché sur le canal de pression commun (19) de la paire de roues dentées (3;3A; 4,4A). 11) Pompe à engrenages selon les revendications 9 et 10, caractérisée en ce que, la soupape (21) commandée par la pression nominale forme un ensemble couplé mécaniquement avec la soupape d'arrêt (17) ou le distributeur à 2/3 voies (18). 12) Pompe à engrenages réglable comportant au moins deux paires de roues dentées juxtaposées dans un boî- tier et ayant la structure suivante: - des paires de roues dentées montées avec des axes paral- lèles dans des chambres séparées et ayant en commun un canal d'aspiration et chaque fois un canal de pression, - l'une des paires de roues dentées comporte une roue den- tée menant couplée solidairement en rotation à un arbre moteur alors que la ou les autres paires de roues dentées comportent une roue dentée qui peut être alternativement entraînée par l'arbre moteur ou en être découplée, pompe caractérisée en ce que - la roue dentée (4) qui peut être alternativement entraî- née ou découplée de l'arbre moteur (2) est reliée à l'ar- bre moteur (2) par une liaison par friction, - entre les paires de roues dentées (3;3A; 4;4A) il y a chaque fois une cloison (16) d'étanchéité qui peut cou- lisser axialement, - le canal de pression (19A) de la paire de roues dentées (4;4A) susceptible d'être découplée peut être raccordée ou déchargée par un canal de pression commun à la paire de roues dentées (3; 3A; 4;4A) par interposition d'un distributeur à 2/3, voies (18). 13) Pompe à engrenages, réglable comportant une paire de roues dentées caractérisée en ce qu'elle comporte une roue dentée qui peut être alternativement entraînée ou découplée de l'arbre moteur en pouvant être couplée sur l'arbre moteur par un dispositif de couplage par une liai- son- par friction commandée en pression sur l'arbre promo- teur, et le canal de pression de la paire de roues dentées peut être relié directement avec interposition d'une sou- pape d'arrêt travaillant à pression nominale ou d'un dis- tributeur à 2/3 voies à l'accumulateur de pression et au canal de pression de sortie ou être déchargé à l'état cou- plé.