Brevet FR2835573A1 — publié le 20030808

précédentes pour alimenter un chariot élévateur. 1 2835573 L'invention concerne une pompe, notamment une pompe à palettes ou une pompe à rouleaux, la pompe à palettes ou à rouleaux présentant un anneau de contour à double élévation, avec un rotor dans lequel sont logés des palettes ou des rouleaux à déplacement radial, avec au moins une, éventuellement deux plaques latérales rend ant l atéral em ent étanche le groupe rotati f, avec un cart er et un c o uverc le de carter, le rotor étant entraîné par un arDre et l'arbre étant logé dans le carter et éventuellement dans le couvercle. L'invention concerne notamment une pompe à palettes à deux flux, cette pompe à palettes à deux flux à double élévation pouvant en cas de vitesses plus élevées mettre hors service selon les besoins une moitié de pompe par séparation en deux moitiés de pompe, et le débit de cette moitié de pompe pouvant être reconduit dans la conduite d' aspiration. La conséquence de cette mise en arrêt est que dans le sens radial le rotor et l'anneau de levage de la pompe ne sont plus équilibrés en pression, étant donné que dans la moitié de pompe mise en arrêt pratiquement aucune pression n'est établie. Il en résulte une force de cisaillement agissant sur le rotor et l'anneau de levage. En cas de pressions de service croissantes, cette force de cisaillement fait pousser les anneaux de levage logés sur des goupilles radialement plus fortement hors de leur position initiale, en raison de la flexion des goupilles. Suite à la flexion des goupilles, le rotor logé sur l'arbre est déplacé depuis sa position initiale en sens inverse. Ces déplacements ont une grande influence sur le comportement sonore de la pompe. L'objectif consistant à éviter ces problèmes est atteint avec une pompe, notamment une pompe à palettes ou une pompe à rouleaux, la pompe à palettes ou à rouleaux présentant un anneau de contour à double élévation, un rotor, dans lequel sont logés des palettes ou des rouleaux à déplacement radial, une ou éventuellement deux plaques latérales, un carter et un couvercle de carter, le rotor étant entrâîné par un arbre, l'arbre étant logé dans le carter et éventuellement dans le couvercle, l'anneau de levage et au moins une plaque latérale étant positionnés selon l'invention l'un par rapport à l'autre à l'aide d'au moins une première goupille, la première goupille ne traversant pas l'au moins une plaque latérale. Egalement selon l' invention, l'au moins une plaque latérale et le carter ou le couvercle sont positionnés l 'un par rapport à l 'autre à l' aide d' une deuxième goupille, la deuxième 2 2835573 goupille ne traversant pas l'au moins une plaque latérale et n'ayant pas de contact avec l'anneau de contour. Selon l' invention, une deuxième plaque latérale est positionnée par rapport au carter ou au couvercle à l ' aide d' une troisième goupille, la troisième goupille ne traversant pas la deuxième plaque latérale et n'ayant pas non plus de contact avec 1'anneau de contour. Egalement selon l'invention, les première et deuxième, éventuellement la troisième goupilles de la pompe sont disposées dans la même ouverture de passage, mais dans des composants différents. On prétère également une pompe o les première et deuxième, éventuellement la troisième, goupilles saillissent respectivement jusqu'au centre de l'épaisseur respective de la plaque latérale. On préfère en outre une pompe o les première et deuxième, éventuellement la troisième, goupilles sont disposées dans ce que l'on appelle un " perçage à trous de précision ", c'est-à-dire qu'elles représentent ce que l'on appelle un " assemblage à goupilles de précision " dans un orifice 1 5 circulaire. Une autre pompe selon l' invention se distingue en ce qu'une quatrième et une cinquième goupilles sont disposées dans ce que l'on appelle un " perçage à trou oblong ", des trous oblongs étant configurés dans les plaques et des orifices circulaires respectivement dans le couvercle ou éventuellement dans le carter et l'anneau de levage, et en ce que la quatrième goupille est configurée et disposce par principe comme la première goupille et la cinquième goupille par principe comme la deuxième goupille. On préLère également une pompe o les perçages sont entièrement lisses (donc ne représentant pas des perçages étagés) de telle sorte que les goupilles ne sont sollicitées qu'en cisaillement et non pas en flexion. On préfère en outre une pompe o les deux goupilles dans le couvercle (la deuxième et la cinquième) et la troisième goupille dans le carter présentent la même longueur et le même diamètre. On préfére également une pompe ou les deux goupilles (la première et la quatrième) dans l'anneau de levage présentent la même longueur et le même diamètre. Une autre pompe selon l'invention se distingue en ce que les deuxième, troisième et cinquième goupilles présentent un autre diamètre que les première et 3 2835573 quatrième goupilles, les per,cages dans les plaques latérales étant donc réalisés étagés. On préfère en outre une pompe o le groupe rotatif est fixé sur le couvercle. Une pompe selon l' invention se distingue en ce que l ' arbre est également logé dans le couvercle. L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures. La figure 1 représente un groupe rotatif à palettes sollicité par des forces de cisaillement. La figure 2 représente une coupe transversale d'une pompe à palettes avec des goupilles selon l'invention. La figure 3 représente le comportement des goupilles selon l'invention sollicitées par des forces de cisaillement. La figure 4 représente une pompe à rotor en utilisant les goupilles selon l' invention. Sur la figure 1 est représenté un groupe rotatif d'une pompe à palettes avec une seule zone sous pression sollicitée par des forces de cisaillement. A l'intérieur d'un anneau de contour 1 est représenté un rotor 3 qui contient des palettes 5 à déplacement radial dans des fentes et qui est entraîné en rotation par un arbre 7. Entre les palettes 5, l'anneau de contour 1 et le rotor 3 des cellules de palettes sont constituées qui s'agrandissent ou se réduisent en fonction des rotations. La cellule de palette 9 est par exemple une cellule véhiculant de la pression, qui, vue dans le sens de la rotation 17, se réduit par la " chute " 18 et véhicule donc un fluide sous pression. La zone de pression de la pompe à palettes est dans cette position également représentée par la zone de pression 9,1 et 9,2. Elle comprend dans cette position trois cellules. Dans ce cas le rognon de pression 11 inférieur de la pompe à palettes doit être commuté sur une circulation sans pression de telle sorte qu'aucune pression ne s'y établit. Sont en outre représentées les deux zones d'aspiration 13 et de la pompe à palettes. L'établissement de pression dans la zone de pression 9 supérieure conduit à ce que d'une part une force de réaction 19 sur l'anneau de contour 1 tend à déplacer l'anneau de contour 1 vers le haut, tandis que d'autre part une composante de force de pression 21 sur le rotor 3 tend à déplacer celui- ci vers le bas, ce qui peut conduire à une flexion inadmissible de l'arbre 7 si celui-ci ne présente pas une résistance suffisamment grande. L'anneau de contour 1 et les 4 2835573 plaques latérales non représentées contiennent des ouvertures de passage 23 et 25 par lesquelles ils sont reliés à l'aide de goupilles les uns aux autres et à un carter non représenté dans lequel est également logé l'arbre 7 pour ainsi fermer le cercle des forces. Sur la figure 2 est représentée une pompe à palettes en coupe transversale. L'arbre 7 est logé à 1'aide d'un palier 29 dans le carter 27 et rendu étanche par un joint d'étanchéité 37. Le carter est fermé par un couvercle de carter 31 dans lequel l'arbre 7 est logé dans un deuxième palier 33. L'anneau de contour 1, le rotor 3 avec des palettes non représentées et les plaques latérales 39 et 41 constituent le groupe rotatif. Le rotor 3 est axialement encore fixé sur 1'arbre à 1'aide d'un circlip 35. En haut, l'anneau de levage 1 est relié aux plaques latérales 39 et 41 à l'aide d'une première goupille 43,1 et en bas à l'aide d'une quatrième goupille 43,4. La plaque latérale 39 est en outre reliée au carter 27 à l'aide d'une troisième goupille 43,3 courte. La plaque latérale 41 est reliée au couvercle de carter 31 à l'aide d'une deuxième goupille 43,2 courte et une cinquième goupille 43,5 courte. Si une force de cisaillement est alors appliquée selon la figure 1, de telle sorte que par la pression dans le rognon de pression supérieur l'anneau de contour 1 tend à se déplacer vers le haut et le rotor 3 vers le bas, la goupille 43,1 de la construction de goupille représentée ici n'est sollicitée qu'en cisaillement par rapport aux plaques latérales 39 et 41. Si au lieu de l'ensemble de goupilles 43,1, 43,2 et 43,3 séparé en trois une goupille d'une seule pièce était prévue, cette goupille fléchirait sous les forces respectives et générerait, par cette flexion, un déplacement supplémentaire de l'anneau 1 par rapport au rotor 3. Du fait que grâce à la disposition de goupilles en trois pièces on évite la flexion et que les goupilles ne sont sollicitées qu'en cisaillement, le déplacement entre 1'anneau de contour 1 et le rotor 3 est nettement moins important et n'est réalisé pratiquement que par le jeu déterminé par les perçages des goupilles et les goupilles. Le faible déplacement entre l'anneau de levage 1 et le rotor conduit à un développement sonore de la pompe nettement moins important en exploitation à flux unique. Sur les figures 3,1 et 3,2 est représenté le déplacement du système à goupilles de précision en trois pièces en raison des jeux, la figure 3,2 représentant une variante avec des goupilles étagées selon la revendication 11. On voit que l'anneau de contour 2835573 1 est déplacé vers le haut par rapport à la goupille 43,1 centrale et s'appuie par le bas sur la goupille 43,1. Le jeu de l'assemblage à trou de précision est représenté par la fente supérieure 45. La goupille 43,1 s'appuie alors dans les plaques latérales 39 et 41 sur la face supérieure, de telle sorte que respectivement une fente inférieure 46 et 47 est formée. La plaque 39 s'appuie à son tour contre la face inférieure de la goupille 43,3, qui s'appuie alors sur la face supérieure dans le carter 27 et forme ainsi une fente inférieure 48. Le même effet est présent sur la deuxième plaque latérale 41 et la goupille 43,2 et le couvercle de carter 31, ce qui conduit à la formation d'une fente inférieure 49. L'addition des fentes 45, 46 et 48 ou 45, 47 et 49 conduit au déplacement global de l'anneau de levage par rapport au carter ou au couvercle de carter, dans lequel est logé l'arbre. La somme des déplacements de fente des composants ici énumérés est en tous les cas moins grande qu'une flexion respective d'une seule goupille. L' idée selon l' invention d'un logement de boulons en plusieurs parties peut également étre appliquée sur d'autres cas d'utilisation pour transformer le problème d'une flexion d'arbre ou de goupille en un état de sollicitation en cisaillement permettant des écarts dimensionnels plus faibles. A cet effet, la figure 4 illustre en exemple une pompe à roue à denture intérieure du type pompe orbitale. Dans une roue à denture intérieure 50 qui représente en méme temps le contour extérieur de l'élément de pompe, est disposée une roue dentée 51. A l'intérieur de la roue dentée 51 est disposé en rotation un excentrique 52, qui, logé sur un palier, peut tourner par rapport à la roue dentée 51 et qui pousse la roue dentée lors de ce mouvement de rotation successivement dans les entredents de la roue dentée extérieure 50. L'excentrique 52 est disposé sur un arbre d'excentrique 53. Les chambres de pompe qui sont en train d'accomplir un travail de compression et établissent ainsi une pression, sont repérées par des surfaces hachurées 54. Ces champs de pression génèrent, à la manière décrite précédemment pour la pompe à palettes, une force de réaction qui d'une part agit sur la roue à denture extérieure 50 et d'autre par sur la roue dentée 51, et qui tend à éloigner l'un de l'autre les deux éléments dans la zone de pression. La roue à denture extérieure 50 peut étre logée de façon relativement stable et immobile dans un carter de pompe. L'effet de ces champs de pression par l'intermédiaire de la roue dentée 51 et l'excentrique 52 sur l'arbre 53, qui entrame 6 2835573 l'excentrique et qui est sollicité en flexion par les forces de pression, est plus critique. Pour ce type d'ensemble de pompe également on peut transformer l'état de sollicitation en flexion en un état de sollicitation en cisaillement, grâce à une configuration selon le principe de boulons en plusieurs parties décrit plus haut, l'entrâînement de la roue intérieure étant alors transmis par des couplages appropriés. Dans la partie inférieure de la figure 4, figure 4,2, le même ensemble de pompe est représenté avec une autre position d'excentrique, ce qui conduit à ce que le champ de pression se déplace dans le sens circulaire. Ici on est donc en présence d'un cas de sollicitation d'un champ de pression circulaire, tandis que dans la pompe à palettes les champs de pression étaient fixes en fonction de la configuration de l'anneau de levage et de sa position. Dans des pompes connues, le couple de rotation se produisant dans l'anneau de levage et la force de cisaillement produite par la pression de service, sont absorbés par une seule " goupille de précision " logée dans le carter et dans le couvercle, ainsi que par une >> " goupille à trou oblong " qui n'est logée que dans le couvercle. Grâce à la disposition des goupilles appropriée, la majeure partie de la force de cisaillement n'agit que sur la goupille de précision. Seule une partie réduite de la force de cisaillement agit sur la goupille à trou oblong. Le couple de rotation est absorbé respectivement par moitié par les deux goupilles. En présence d'états de fonctionnement de pompes avec force de cisaillement, la goupille de précision est fortement sollicitée en flexion par l'introduction de force par l'intermédiaire de l'anneau de levage et ne peut pas maintenir l'anneau de levage dans sa position. L'anneau de levage est radialement excentré par rapport au rotor. Il en résulte une influence désavantageuse sur le comportement sonore de la pompe. Les bras de levier de la sollicitation en flexion se créent en raison des perçages étagés dans l'anneau de levage et des jeux nécessaires pour des raisons de montage entre les perçages de goupilles de la plaque latérale ou entre la plaque latérale et les goupilles. Grâce à un concept de goupilles selon l' invention, o les goupilles ne sont pas sollicitées en flexion mais en cisaillement, le déplacement de l'anneau de levage peut être très réduit, et le bruit peut être considérablement amélioré lorsque une moitié de pompe est mise en arrêt et l'autre moitié de pompe est sous pression de service. A cet effet il est nécessaire de remplacer la 7 2835573 43,2, 43,3) ou la goupille à trou oblong par deux (43,4, 43,5) goupilles plus courtes. Les perçages dans l'anneau de levage 1 ne doivent pas être étagés mais présenter une forme entièrement lisse. Il ne se produit un déplacement supplémentaire de l'anneau de levage 1 et des plaques 39, 41 qu'en raison des jeux des perçages et des goupilles. L' addition des différents jeux est cependant nettement plus petite que le déplacement de l'anneau de levage lors d'une flexion d'une " goupille à trou de précision ". En raison du logement de la " goupille à trou de précision " dans le couvercle 31 et dans le carter 27, la " goupille à trou de précision " est sollicitée à double section. Les différentes goupilles de précision sont disposées dans la pompe comme suit. Une goupille de précision 43,3 est fixée dans le carter de pompe 27 dans un perçage (orifice circulaire) et positionne la plaque latérale 39 dans la chambre du groupe rotatif du carter de pompe. Cette goupille de précision 43,3 saille à moitié dans l'orifice oblong dans la plaque latérale 39. Une autre goupille de précision 43,1 traverse l'anneau de levage 1 également dans un orifice circulaire et saillit respectivement à moitié dans la plaque latérale 39 et dans la plaque latérale 41 d'un assemblage à orifice circulaire. Une autre goupille de précision 43,2 saille à moitié dans la plaque latérale 41 et est fixée dans le couvercle 3 l dans un orifice circulaire. Les deux " goupilles à trou oblong " (43,4, 43,5) sont disposces dans la pompe comme suit. Une " goupille à trou oblong " 43,5 est fixée dans le couvercle 31 dans un orifice circulaire et saillit à moitié dans le trou oblong dans la plaque latérale 41. Une autre " goupille à trou oblong " 43,5 traverse l'anneau de levage 1 dans un orifice circulaire et saille à moitié dans le trou oblong dans la plaque latérale 41 et à moitié dans le trou oblong de la plaque latérale 39. Grâce aux trous oblongs dans les plaques de pression et latérales, la distance, difflrente en raison des tolérances de fabrication, des orifices circulaires dans le couvercle 31 et dans 1'anneau de levage 1 est compensée, et le couvercle 31 ainsi que l'anneau de levage 1 peuvent être montés sans coincer. Pour éviter des problèmes lors du montage des goupilles, les deux goupilles 43,2 et 43,5 logées dans le couvercle 31 ainsi que la goupille 43,3 logée dans le carter 27, devraient présenter le même diamètre et la même longueur. Les deux goupilles 43,1 et 43,4 logées dans 1'anneau de levage devraient également présenter le même diamètre et la même longueur. Pour prévenir en outre un mauvais montage 8 2835573 des deux types de goupilles différents, les perçages de la deuxième plaque latérale 41 et de la première plaque latérale 39 selon la figure 3, 2 peuvent étre réalisés étagés à peu près au centre de la plaque, et les diamètres peuvent étre différents en fonction des différents diamètres de goupilles. Etant donné que dans une disposition de goupilles appropriée les " goupilles à trou oblong " 43,4, 43,5 ne doivent absorber que le couple de rotation et qu'ainsi il ne se produit que des forces réduites, on peut se passer ici de séparer les goupilles. 9 2835573 REV ENDI CATI ON S 1. Pompe, notamment pompe à palettes ou pompe à rouleaux, la pompe à palettes ou à rouleaux étant munie d'un anneau de contour à double élévation, avec un rotor (3) dans lequel sont logés des palettes ou des rouleaux à déplacement radial, avec au moins une plaque latérale (41) qui rend étanche le groupe rotatif, avec un carter et un couvercle de carter, le rotor (3) étant entrâîné par un arbre, l'arbre étant logé dans le carter et éventuellement dans le couvercle, caractérisée en ce que l'anneau de levage et l' au moins une plaque latérale (4 1) sont positionnés l'un par rapport à l'autre à l'aide d'au moins une première goupille, la première goupille ne traversant pas l'au moins une plaque latérale (41). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'au moins une plaque latérale et le carter (27) ou le couvercle de carter sont positionnés l'un par rapport à l'autre à l'aide d'une deuxième goupille (43.2), la deuxième goupille (43.2) ne traversant pas l'au moins une plaque latérale 41 et la deuxième goupille (43.2) n'ayant pas de contact avec l'anneau de contour. 3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une deuxième plaque latérale (39) et le carter ou le couvercle sont positionnés l'un par rapport à l'autre à l'aide d'une troisième goupille (43.3), la troisième goupille (43.3) ne traversant pas la deuxième plaque latérale (39), la troisième goupille (43.3) n'ayant pas de contact avec l'anneau de contour. 4. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première (43.1) et la deuxième (43.2) et éventuellement la troisième goupilles sont disposées dans la méme ouverture de passage mais dans des composants différents. 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première et la deuxième (43.2) et éventuellement la troisième goupilles (43.3) saillent respectivement jusqu'au centre environ de l'épaisseur de la plaque latérale. 6. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première (43.1) et la deuxième et éventuellement la troisième goupilles (43.3) sont disposées dans ce que l'on appelle un " perçage à trou de précision " et que l' ensemble des goupilles constituent ce que l ' on appelle un " assemblage à goupilles de précision " dans un orifice circulaire. 2835573 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une deuxième ouverture de passage est configurée dans les plaques latérales, l'anneau de contour, le carter ou le couvercle (33), cette deuxième ouverture étant disposée sous la forme d'un trou oblong dans les plaques, et sous la forme d'un orifice circulaire dans le couvercle (33) ou dans le carter et dans l'anneau de contour, une quatrième (43.4) et une cinquième goupilles étant disposées dans le trou oblong et la quatrième goupille (43.4) étant confgurée et disposée par principe comme la première et la cinquième goupille par principe comme la deuxième. 8. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les perçages sont lisses (donc ne représentent pas de perçages étagés) de telle sorte que les goupilles ne sont sollicitées qu'en cisaillement et non pas en flexion. 9. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux goupilles dans le couvercle (31) (la deuxième et la cinquième (43.5)) et la troisième goupille dans le carter présentent la méme longueur et le méme diamètre. 10. Pompe selon l'une quelcouque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux goupilles dans l'anneau de levage 1 (la première (43.1) et la quatrième (43.4)) présentant la méme longueur et le méme diamètre. 11. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deuxième, troisième et cinquième (43.5) goupilles présentent un autre diamètre que les première et quatrième (43. 4) goupilles, les perçages dans les plaques latérales, étant donc réalisés étagés. 12. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carter (27) présente la forme d'un pot. 13. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le groupe rotatif est fxé sur le couvercle (31). 14. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes,