Brevet FR2884286A1 — publié le 20061013

La présente invention est relative à un perfectionnement aux pompes hydrauliques à barillet tournant à double sens de rotation. Une pompe de ce genre est décrite dans le brevet français 2 199 811 du 18 août 1973. Ce brevet décrit une pompe dite à axe brisé c'est-à-dire dans laquelle les pistons sont disposés dans un barillet, lequel est monté à rotation dans un carter dont l'axe fait angle avec l'arbre d'entraînement de la pompe, cet arbre portant un plateau sur lequel sont articulées les têtes sphériques des pistons. Selon ce brevet, on dispose un disque intermédiaire entre le barillet tournant et le carter, ce disque intermédiaire comportant deux perçages arqués, disposés symétriquement par rapport à l'axe du barillet tournant. Ces deux perçages servent l'un à l'alimentation, l'autre au refoulement et l'on peut inverser le sens de circulation du liquide hydraulique dans la pompe, en inversant le sens de rotation de l'arbre moteur. Cette disposition s'avère complexe et d'une mise en oeuvre difficile, le changement de sens nécessitant des démontages et remontages délicats. Dans le brevet DE 617 689 du 25 août 1935 on a décrit une pompe hydraulique à barillet tournant dans laquelle le barillet tourne devant une culasse munie de deux lumières identiques et symétriques l'une servant à l'aspiration, l'autre au refoulement. Ce brevet ne mentionne pas la possibilité d'inverser le sens de rotation de l'arbre d'entraînement du barillet; mais il est évident que si l'on inverse ce sens de rotation, la lumière de refoulement deviendra lumière d'aspiration et réciproquement, la lumière d'aspiration deviendra lumière de refoulement. Il s'avère cependant qu'une telle pompe ne peut pas voir un bon rendement aux vitesses de rotation élevées parce que les lumières décrites dans ce brevet doivent obligatoirement être de petites dimensions, afin d'éviter que la haute pression de refoulement ne provoque la séparation du barillet et de la culasse. Du fait que les lumières sont de petites dimensions, l'aspiration sera freinée aux grandes vitesses et le rendement sera mauvais. Dans le brevet DE 2 149 616 on a décrit une pompe à barillet tournant dans laquelle les lumières d'aspiration et de refoulement sont dissymétriques, la lumière d'aspiration ayant une surface plus importante que celle de la lumière de refoulement. L'inconvénient de cette pompe est qu'elle ne peut tourner que dans un seul sens. Dans le brevet allemand DE 593 597 on a décrit une pompe à barillet tournant pouvant tourner dans les deux sens, cette pompe comportant deux lunules de refoulement /aspirations symétriques ce qui présente les mêmes inconvénients que ceux décrits dans la demande DE 617 689 mentionnée plus haut. Dans le brevet français FR 1 399 225 on a décrit une pompe à barillet tournant comprenant deux lunules dissymétriques, la lunule d'aspiration étant de dimensions supérieures à celle de refoulement. Cette disposition présente les mêmes inconvénients que ceux mentionnés plus haut en relation avec le brevet DE 2 149 616. Pour corriger cela on a décrit dans la demande PCT/FR2004/002250 une pompe à barillet tournant comportant des lumières d'admission/refoulement dans laquelle la lumière d'admission a une surface considérablement supérieure à celle de la lumière de refoulement, ces deux lumières étant pratiquées dans une culasse disposée de manière à pouvoir être pivotée de 180 pour permettre l'inversion du sens de rotation de la pompe. Malgré cela il s'avère que le rendement de cette pompe est très décevant aux grandes vitesses de rotation; alors que c'est cela qui est le but recherché. Par grandes vitesses on entend des vitesses de rotation de l'arbre de la pompe et donc du barillet supérieures ou égales à 2.500t/m. La pompe selon l'invention est une pompe à barillet tournant comportant une culasse dont la position peut être inversée de 180 pour permettre l'inversion du sens de rotation de la pompe, caractérisée par le fait que la culasse ne comporte que l'orifice de refoulement de la pompe, l'orifice d'admission débouchant directement dans la partie du carter de la pompe où tourne le barillet et en ce que entre le fond dudit barillet et la culasse est intercalée une partie en métal de frottement comportant d'un côté une lunule d'échappement et de l'autre côté, adjacent à l'orifice d'alimentation, une échancrure d'une épaisseur importante, en forme de croissant, dans laquelle viennent déboucher les orifices des alésages des pistons de la pompe lors de la rotation du barillet, ladite partie en métal de frottement pouvant être soit une pièce placée entre le barillet et la culasse, soit un rehaussement de la culasse recouvert d'une couche de métal de frottement. A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention on a représenté aux dessins annexés: Figure 1 une vue partielle d'une pompe selon l'invention représentant le barillet tournant dans son carter, les pièces étant en position de rotation dans le sens horaire. Figure 2 une vue selon FI de la figure 1. Figure 3 une vue selon F2 de la figure 1. Figures 4 à 6 trois vues correspondant aux figures 1 à 3, les pièces étant en position de rotation en sens inverse au sens horaire. La figure 1 est une vue partielle d'une pompe hydraulique à axe brisé constituée par un arbre moteur 1, portant un plateau 2 dans lequel viennent s'engager les têtes sphériques de pistons 3 coulissant dans des alésages 4 ménagés dans un barillet 5, monté à rotation sur un guide central 6, la rotation du plateau 2 entraînant en rotation le barillet 5. L'ensemble est disposé dans un carter 7 fermé à son extrémité inférieure par une culasse 8. Chaque alésage 4 débouche à l'arrière du barillet tournant 5 par une conduite 9. Cette disposition est connue en soi. Dans toutes les pompes de ce type connues les canalisations d'entrée (aspiration) et de sortie (refoulement) du liquide hydraulique sont ménagées à travers la culasse 8. Selon la présente invention la conduite d'aspiration 10 est disposée perpendiculairement sur le côté du carter 7 de façon à déboucher directement dans le volume 11 dans lequel se trouve le barillet tournant 5. De plus le fond du barillet tournant 5 n'est pas en contact avec la face interne 8a de la culasse 8, ce qui ménage un espace libre 12 de hauteur h. Dans cet espace 12 est placée une pièce de frottement 13 ayant une forme particulière analogue à un croissant. Cette pièce comporte d'un côté une large échancrure 14 qui lui confrère cette forme particulière, analogue à un croissant, et, du côté opposé, une lunule 15. Cette pièce 13 est en métal de frottement. Dans l'exemple représenté elle est séparée de la culasse 8 et y est fixée par un pion 16, mais elle peut être d'une seule pièce avec la culasse 8 par apport de métal comme cela est représenté à la figure 7, référence 13'. Comme on le voit sur la figure 1, l'échancrure 14 est face à l'orifice 10 et communique directement avec le volume 11 et donc la canalisation 10. Il en résulte que l'aspiration du liquide ne rencontre aucun obstacle ce qui permet de grandes vitesses de rotation. Le refoulement se produit lorsque les conduites 9 passent au-dessus de la lunule 15, ce qui fait communiquer chaque conduite 9 avec la canalisation de sortie 18 qui est pratiquée à travers la culasse 8. Les figures 4 à 6 représentent une pompe identique à celle des figures 1 à 3 la seule différence étant que la culasse 8 est dans une position à 180 de celle qu'elle occupe aux figures 1 à 3. Un pion 17 maintient la culasse 8 en position. La figure 7 représente une variante de réalisation de la figure 4 dans laquelle la pièce 13 est remplacée par un rehaussement 13a de la face supérieure de la culasse 8, rehaussement ayant une hauteur h et étant recouvert à sa face supérieure d'une couche 13b de métal de frottement, l'important étant de faire en sorte que l'échancrure 14 ait une hauteur h égale à celle de l'espace 12 mentionné plus haut. Aux figures 3 et 6 on a représenté une lunule 15 continue. Cependant comme cela est représenté en pointillés, il peut être avantageux, pour des raisons de résistance mécanique, de la réaliser en plusieurs morceaux. On peut aussi prévoir, comme cela est représenté également en pointillés des petits prolongement aux deux extrémités de la lunule 15 pour rendre progressive la mise en communication et hors communication des conduites 9 avec la conduite 18. REVENDICATIONS 1- Pompe à barillet tournant comportant une culasse (8) dont la position peut être inversée de 180 pour permettre l'inversion du sens de rotation de la pompe, caractérisée par le fait que la culasse (8) ne comporte que la canalisation (18) de refoulement de la pompe, l'orifice d'admission (10) débouchant directement dans la partie (11) du carter (7) de la pompe dans laquelle tourne le barillet (5) et en ce que, entre le fond dudit barillet (5) et la culasse (8) est ménagé un espace libre (12) de hauteur h, cet espace étant occupé soit par une pièce intercalaire (13) en métal de frottement ayant une épaisseur h, soit un rehaussement (13a) de la culasse d'une hauteur h et recouvert d'un métal de frottement (13b), ladite pièce ou rehaussement (13) comportant d'un côté une lunule (15) pour le refoulement du liquide communiquant avec la canalisation de refoulement et de l'autre côté, face à l'orifice d'admission (10), une échancrure (14) de hauteur h. 2- Pompe selon la revendication 1 dans laquelle la lunule (15) est réalisée en plusieurs sections. 3- Pompe selon la revendication 1 dans laquelle la lunule (15) comporte un petit prolongement à chacune de ses extrémités.