Brevet FR2745361A1 — publié le 19970829

La présente invention concerne un carter pour mécanisme de transmission à excentrique notamment de pompe à piston ou à membrane à commande mécanique. Une pompe, par exemple une pompe doseuse,comporte usuellement - une chambre de travail de volume variable, une paroi de cette chambre (piston ou membrane) étant animée d'un mouvement alternatif - un mécanisme de transmission pour communiquer à cette paroi son mouvement périodique et comprenant un système bielle-manivelle pour convertir un mouvement d'entrée rotatif continu en un mouvement de sortie sensiblement rectiligne et alternatif - un moteur, en général électrique, dont l'arbre tournant, source du mouvement rotatif continu, est associé à un réducteur, le plus souvent réalisé par un système roue et vis sans fin. Ces trois ensembles sont associés entre eux par l'intermédiaire d'un bâti sur une face duquel est fixé le moteur et sur une autre face duquel, généralement orthogonale à la première, est rapportée la chambre de travail. Ce bâti constitue le carter pour le mécanisme de transmission qui s'étend entre le moteur et la chambre de travail et qui comprend le réducteur à roue et vis sans fin, la manivelle formée par un excentrique solidaire en rotation de la roue du réducteur et une bielle dont le pied est tourillonné sur l'excentrique et dont la tête est attelée au piston ou à la membrane de la tête de travail. C'est en général par ce bâti que l'ensemble est fixé sur un socle de support appartenant à l'installation dont la pompe doseuse est un équipement. Ce bâti comporte donc également une face d'attelage à cette infrastructure de support, face qui est le plus souvent opposée à celle qui reçoit le moteur. Ce bâti contient donc toutes les pièces en mouvement du mécanisme de transmission et il forme un carter pour le fluide de lubrification du mécanisme. Il est utile que la température régnant à l'intérieur de ce carter ne s'élève pas au-delà d'un seuil déterminé pour d'une part limiter les dilatations relatives des pièces ajustées les unes aux autres (de plus en plus de matériaux différents participent à ce mécanisme) et d'autre part éviter la dégradation du lubrifiant lui-même sous l'effet d'une température trop importante.En outre la tendance actuelle étant d'utiliser de plus en plus de pièces en matière plastique, la température de fonctionnement doit être maintenue à un niveau le plus bas possible pour ne pas altérer les caractéristiques mécaniques de la matière plastique dont on sait qu'elles déclinent avec la température. 800C est pour les matériaux modernes une valeur supérieure qu'il convient de respecter. Enfin il est avantageux de réduire autant que faire se peut les volumes morts du carter pour réduire la quantité de lubrifiant à mettre en oeuvre. A l'effet de répondre de manière optimale à ces exigences la présente invention a pour objet un carter pour mécanisme de transmission reliant l'arbre tournant d'un moteur à la paroi mobile d'une chambre de travail d'une pompe alternative, délimité par une enveloppe définissant extérieurement une première surface d'attelage du moteur, une seconde surface pour l'attelage de la chambre de travail de la pompe et une troisième surface pour son attelage à un socle.L'enveloppe est, au moins en dehors des surfaces susdites, formée par deux parois espacées l'une de l'autre, la première paroi définissant une enceinte dont le contour interne est voisin de celui du volume balayé par le mécanisme de transmission en mouvement, la seconde paroi définissant un volume interne dans lequel est logée la première paroi et comportant des orifices de communication de son volume interne avec l'atmosphère extérieure. La paroi intérieure "épousant" au plus près le volume balayé par l'équipage mobile en mouvement, permet de diminuer le plus possible les volumes morts et de mettre en oeuvre un minimum de quantité de lubrifiant. Par ailleurs, par la paroi extérieure, on crée autour de la paroi interne du carter un canal qui permet une circulation d'air ascendante donc une extraction de chaleur par convection le long de cette paroi. L'échange thermique ainsi réalisé associé au faible volume de lubrifiant maintenu en totalité en mouvement dans le carter est un facteur de refroidissement efficace du volume intérieur du carter. Dans un mode de réalisation de ce carter, la troisième surface définissant la base du carter et la première surface, sa partie supérieure, les orifices de la seconde paroi sont ménagés au voisinage de ces surfaces. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue en perspective isométrique d'un mode de réalisation d'un carter selon l'invention, la première face de celui-ci étant visible - la figure 2 est une même vue de ce carter retourné le plan d'assise du carter étant ainsi visible - la figure 3 est une vue en coupe par un plan passant par l'axe 9 du carter des figures précédentes équipé d'un mécanisme de transmission à excentrique. Le carter représenté comporte une première paroi 1 qui définit une enceinte 2 destinée à recevoir le mécanisme de transmission du mouvement d'un moteur à la paroi mobile d'une chambre de pompage. Cette première paroi comporte une première surface 3 et une seconde surface 4, qui s'étendent dans des plans perpendiculaires l'un à l'autre. La surface 3 possède une ouverture 5 d'accès au volume intérieur de la paroi 1 par laquelle l'équipage mobile (le mécanisme de transmission) est mis en place dans le carter. Cette ouverture sera ensuite fermée par l'embase d'un moteur (voir figure 3) ou un couvercle approprié qui sera fixé au carter sur sa surface 1. Des orifices 6 de fixation sont prévus à cet effet. La paroi 1 présentera les réserves suffisantes pour autoriser le passage et les mouvements de cet équipage mobile.On voit par exemple sur la figure 1 une réserve 7 destinée au passage de la vis sans fin, accouplée à l'arbre du moteur, du réducteur à roue et vis sans fin qui sera logé dans le carter. Cette réserve 7 se termine par un logement de fond dont on voit sur la figure 2 la partie extérieure 8, qui participe au centrage de la vis dans le carter (voir également figure 3). La paroi 1 est de forme sensiblement demi-cylindrique d'axe 9 partiellement visible de l'extérieur sur la figure 2, l'axe 9 étant celui autour duquel la roue du réducteur et l'excentrique qui lui est associé sont montés tournants comme représentés à la figure 3. La bielle d'actionnement de la paroi mobile de la chambre de pompage s'étend perpendiculairement à cet axe pour traverser la paroi 1 au niveau de la seconde surface 4 par laquelle la chambre de pompage est attelée au carter. La paroi 1 est constituée d'un voile relativement peu épais dans toutes ses zones où sa fonction n'est que de contenir le lubrifiant. Dans les autres zones où elle a une fonction de maintien de guidage ou de support (par exemple à l'endroit des surfaces 3 et 4, dans la zone 8 et aux extrémités de l'axe 9. .) son épaisseur sera en fonction des efforts qu'elle est amenée à encaisser. On notera que le long de l'axe 9, la paroi 1 comporte une partie 10 tubulaire qui fait saillie, cette partie étant de manière connue, destinée à contenir un mécanisme de réglage de l'excentration de l'excentrique (voir figure 3). La paroi 1 comporte des plots 11, 12, 13 qui font saillie à l'extérieur de l'enceinte 2 et dont l'extrémité libre lla, 12a et 13a définit une surface P d'attelage pour le carter à un socle ou une structure de support, cette surface plane étant ici opposée à la surface 3. Ces plots, creux, débouchent dans l'enceinte 2 et sont destinés à recevoir des vis de fixation du carter sur une structure de soutien non représentée appartenant à l'installation à laquelle participe la pompe. En général ce plan P définit la partie inférieure du carter et la surface 3 la partie supérieure de celui-ci. Le carter représenté aux figures comporte une seconde paroi 14, extérieure à la paroi 1 et qui l'enferme dans un volume ici parallélépipèdique, à l'exception de ses parties qui portent la surface 4 et qui définissent la portion tubulaire 10. Cette paroi 14 prend naissance au niveau de la surface 3 où elle est reliée à la paroi 1. Elle est également reliée à la paroi interne 1 par des voiles 20 compartimentant le volume libre entre les deux parois 1 et 14 et conférant au carter la rigidité qui lui est nécessaire compte tenu de la fine épaisseur des parois 1 et 14. Dans le cas des figures, la paroi 14 possède deux faces 15 et 16 parallèles à l'axe 9 et deux faces 17 et 18 perpendiculaires à cet axe. Elle forme une jupe parallélépipédique 14 est de hauteur inférieure à la distance séparant la face 3 du plan P contenant les extrémités lla, 12a et 13a des plots 11, 12 et 13.En d'autres termes, le bord libre 14a de la jupe est en deçà des extrémités lla, 12a et 13a des plots 11, 12, 13 par rapport à la face 3, ce qui signifie que lorsque le carter est monté sur son socle, entre ce socle et le bord 14a il existe une ouverture 19a de communication du volume interne de la paroi externe 14 avec l'atmosphère. En outre, certaines au moins des faces de la jupe 14 (ici les faces 15 et 17) possèdent en partie supérieure, c'est-à-dire au voisinage de la face 3, des ouïes 19b de ventilation de sorte que de l'air peut circuler depuis la ou les ouvertures 19a à la base de la jupe 14 entre les deux parois 14 et 1 et s'échapper par les ouvertures 19b. Cette circulation d'air s'opère d'elle-même par convection compte tenu de la température prise par la paroi 1 lorsque le mécanisme est en fonctionnement, température nettement supérieure à la température ambiante régnant à l'extérieur de la paroi 14. Cette circulation d'air ascendante participe efficacement au refroidissement de la paroi 1 et par conséquent du lubrifiant qu'elle contient et des pièces du mécanisme de transmission qui sont en contact avec ce lubrifiant. Le dessin de la paroi 1 par lequel les volumes morts sont réduits ou supprimés a pour conséquence un brassage de la totalité du lubrifiant contenu dans le carter donc un refroidissement homogène de celui-ci au contact de la paroi 1 ventilée. On aura noté enfin que la seconde paroi 14 est par endroit confondue avec la première paroi 1 pour former une seule paroi épaisse afin de remplir une fonction mécanique demandant une zone de renfort. C'est notamment le cas au niveau de la première surface 3 et de la seconde surface 4. La partie tubulaire 10 de la première paroi s'étend en saillie au-delà de la seconde paroi 14. A cet endroit également les deux parois sont partiellement confondues. A la figure 3, on retrouve certains des éléments déjà décrits avec les mêmes références. Le carter, selon l'invention porte la référence générale 100. Sa première surface 3 est ici recouverte par l'embase 101 d'un moteur 102 dont l'arbre de sortie 103 porte une vis sans fin non visible sur la figure et dont l'extrémité libre est centrée dans le logement 8. Cette vis coopère avec une roue dentée 104 montée tournante sur un arbre 105 d'axe 9. Cette roue 104 est attelée en rotation à un excentrique 106 sur lequel est monté tournant le pied 107 d'une bielle dont la tête est articulée à la paroi mobile d'une chambre de travail de pompe non représentée. L'attelage de cet excentrique à la roue dentée 104 permet, de manière connue, de régler la valeur de 1'excentration et en conséquence la cylindrique de la pompe. Le mécanisme de réglage de la valeur de l'excen- tration comporte une came 108 dont la position le long de l'arbre 105 est réglable par un dispositif formé d'un écrou 109 qui porte un palier 110 fixé en translation avec la came 108 (celle-ci étant tournante dans ce palier). L'écrou 109 est arrêté en rotation dans la partie tubulaire 10 du carter et, grâce à une vis 111 solidaire d'un bouton 112, est déplaçable le long de l'arbre 105. Ainsi plus la came 108 est rapprochée de la roue 104 et plus la valeur de l'excentration est élevée, donc plus la cylindrée de la pompe est élevée (toutes choses égales par ailleurs) . Le plan P du carter défini précédemment est, dans le cas de la figure 3, celui de fixation de ce carter à un socle 113. On constate sur cette figure que ce socle possède un rebord latéral 114 sur lequel vient s'emboîter la base de la paroi latérale 14 du carter. Dans ce cas les ouvertures 19a d'entrée d'air de ventilation naturelle sont ménagées dans la partie de cette paroi 14 voisine du socle 113. On pourrait également prévoir des entrées d'air ménagées dans le rebord latéral 114 du socle 113 ou entre ce rebord et l'extrémité de la paroi 14. REVENDICATIONS 1. Carter pour mécanisme de transmission reliant l'arbre tournant d'un moteur à la paroi mobile d'une chambre de travail d'une pompe alternative, délimité par une enveloppe définissant extérieurement une première surface (3) d'attelage du moteur, une seconde surface (4) pour l'attelage de la chambre de travail de la pompe et une troisième surface (P) pour son attelage à un socle, caractérisé en ce que cette enveloppe est, au moins en dehors des surfaces susdites, formée par deux parois (1, 14) espacées l'une de l'autre, la première paroi (1) définissant une enceinte dont le contour interne est voisin de celui du volume balayé par le mécanisme de transmission en mouvement, la seconde paroi (14) définissant un volume interne dans lequel est logée la première paroi et comportant des orifices (19a, 19b) de ventilation de son volume interne afin de créer une circulation naturelle d'air dans ce volume par convection. 2. Carter selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième surface (P) définissant la base du carter et la première surface (3), sa partie supérieure, les orifices (19a, l9b) de la seconde paroi (14) sont ménagés au voisinage de ces surfaces (3, P). 3. Carter selon la revendication 2, caractérisé en ce que la troisième surface (P) est portée par la première paroi (1) et en ce que la seconde paroi (14) est limitée par un bord libre (14a) distant de cette troisième surface (P). 4. Carter selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les première et seconde paroi (1, 14) sont reliées par des voiles (20) de compartimentation de l'espace entre les parois. 5. Carter selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première paroi (1) est de forme générale sensiblement demi-cylindrique d'axe (9) parallèle aux première et seconde surfaces (3, 4) tandis que la seconde paroi (14) est à quatre faces (15, 16, 17, 18) dont deux (15, 16) sont parallèles et deux (17, 18) perpendiculaires à l'axe (9) de la première paroi (1). 6. Pompe alternative comprenant un moteur, une chambre de travail, un mécanisme de transmission entre le moteur et la chambre de travail, ce mécanisme comportant un ensemble roue et vis sans fin, un excentrique accouplé en rotation à la roue et une bielle montée pivotante sur l'excentrique, et un carter pour le mécanisme de transmission définissant au moins une première surface d'attelage du moteur, une seconde surface d'attelage de la chambre de travail et une troisième surface pour son attelage à un socle, caractérisée en ce que ce carter est délimité par une enveloppe qui est au moins en dehors des surfaces susdites, formée par deux parois (1, 14) espacées l'une de l'autre, la première paroi (1) définissant une enceinte dont le contour interne est voisin de celui du volume balayé par le mécanisme de transmission en mouvement, la seconde paroi (14) définissant un volume interne dans lequel est logée la première paroi et comportant des orifices (19a, l9b) de ventilation de son volume interne afin de créer une circulation naturelle d'air dans ce volume par convection.