Brevet FR2900988A1 — publié le 20071116

La présente invention concerne une pompe volumétrique rotative à encombrement radial réduit. Par les documents US-2 458 958 et FR-1 504 705, on connaît déjà une pompe volumetrique rotative comportant : û un carter dans lequel sont agencées une chambre de pompage, ainsi qu'une entrée et une sortie radiales de fluide pour ladite chambre de pompage ; un engrenage extérieur à denture interne, disposé dans ladite chambre de pompage et présentant la forme d'une cage d'écureuil pourvue de deux flasques d'extrémité reliés par des barreaux longitudinaux formant ladite denture interne ; des moyens permettant la rotation dudit engrenage extérieur à l'intérieur de ladite chambre de pompage, autour d'un premier axe ; un engrenage intérieur, logé à l'intérieur dudit engrenage extérieur et pourvu d'une denture externe engrenant avec ladite denture interne de l'engrenage extérieur, ledit engrenage intérieur tournant autour d'un second axe, parallèle et écarté dudit premier axe, et ladite denture externe comportant un nombre de dents inférieur d'une unité au nombre de dents de la denture interne dudit engrenage extérieur ; et des moyens d'entraînement en rotation dudit engrenage intérieur autour dudit second axe. Dans une telle pompe connue, lesdits moyens permettant la rotation de l'engrenage extérieur à l'intérieur de la chambre de pompage sont prévus à la périphérie d'au moins l'un desdits flasques d'extrémité dudit engrenage extérieur. Il en résulte que ladite pompe connue présente un encombrement radial important. 2 La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. A cette fin, selon l'invention, la pompe volumétrique rotative du type décrit ci-dessus est remarquable en ce que : ù lesdits moyens permettant la rotation dudit engrenage extérieur à Pinté- rieur de ladite chambre de pompage comportent au moins un palier agencé centralement dans un flasque d'extrémité dudit engrenage extérieur ; et - ledit engrenage extérieur est au moins en partie démontable pour pou-voir y introduire ledit engrenage intérieur. Grâce à une telle disposition, on peut donc réduire l'encombrement radial de ladite pompe, tout en permettant le montage et le démontage dudit engrenage intérieur dans ledit engrenage extérieur. De préférence, la partie démontable dudit engrenage extérieur est constituée par au moins l'un des flasques d'extrémité de celui-ci. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la-dite chambre de pompage comporte une paroi amovible, apte à être fixée sur ledit carter pour obturer ladite chambre de pompage et le palier desdits moyens de rotation est agencé dans ladite paroi amovible. En variante ou en complément, un palier desdits moyens de rotation est agencé dans une paroi fixe de ladite chambre de pompage. Ledit carter peut comporter un logement pour ledit moteur et ladite paroi fixe peut alors avantageusement être celle qui sépare ledit logement du moteur de ladite chambre de pompage. Dans ce cas, l'arbre du moteur entraînant l'engrenage intérieur en rotation traverse ladite paroi fixe à l'in- térieur dudit palier. Ledit arbre du moteur peut être creux et être traversé avec jeu par un tirant servant à fixer ladite paroi amovible audit carter. Il est alors avantageux d'agencer, sur ledit tirant, des paliers pour ledit arbre du moteur, c'est-à-dire pour ledit engrenage intérieur. 3 Dans le cas où la pompe conforme à la présente invention est destinée à être immergée dans un liquide hydraulique, ledit tirant peut lui-même être creux pour laisser y pénétrer ledit liquide et la paroi latérale dudit tirant peut être percée d'ouvertures. Ainsi, il est possible de lubrifier lesdits paliers de l'engrenage intérieur, portés par ledit tirant, par ledit liquide hydraulique. Pour éviter les risques de cavitation et les pertes turbulentes dans le fluide mû par la pompe, il est avantageux que ladite entrée de fluide radiale et/ou ladite sortie de fluide radiale s'étende(nt) d'un flasque à l'autre dudit engrenage extérieur. Aux mêmes fins, la denture interne de l'engrenage extérieur et la denture interne de l'engrenage extérieur comportent, au plus, cinq et quatre dents respectivement. Ainsi, le diamètre extérieur de ladite pompe peut être réduit, ce qui réduit en conséquence les vitesses du fluide en périphérie de ladite pompe. Grâce aux particularités décrites ci-dessus, on comprendra aisé-ment que la pompe conforme à la présente invention peut être miniaturisée tout en ayant un débit réversible. Selon un exemple d'application, la pompe miniaturisée conforme à 20 la présente invention peut être incorporée dans une prothèse cardiaque implantable dans la cavité péricardique d'un patient. Ainsi, une telle prothèse cardiaque, qui est apte à remplacer les ventricules gauche et droit naturels dudit patient après ablation de ceux-ci et qui comporte un corps dans lequel sont agencés des ventricules gauche 25 et droit artificiels actionnés par au moins un actionneur hydraulique, est remarquable en ce que ledit actionneur hydraulique est une pompe volumétrique telle que celle spécifiée ci-dessus. Si, comme cela est usuel, les ventricules artificiels comportent un couvercle d'obturation rapporté audit corps de prothèse, il est avantageux, 4 selon l'invention, qu'une telle pompe volumétrique soit reliée à un tel couvercle d'obturation. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue de dessus d'un exemple de réalisation à faible encombrement de la pompe volumétrique rotative conforme à la présente invention. La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la fi- gure 1. La figure 3 est une coupe axiale selon la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective de la pompe des figures 1 à 3, de laquelle ont été éliminés les engrenages extérieur et intérieur. La figure 5 est une vue en perspective de l'engrenage extérieur. La figure 6 est une vue en perspective de l'ensemble de l'engrenage extérieur et de l'engrenage intérieur. La figure 7 est une vue en perspective, schématique et partielle, d'une prothèse cardiaque équipée d'un actionneur hydraulique. La figure 8 est une vue de dessus de la pompe des figures 1 à 3, montée sur le couvercle d'un ventricule. La figure 9 est une coupe transversale selon la ligne IX-IX de la fi- gure 8. La pompe volumétrique rotative 1, conforme à la présente invention et illustrée par les figures 1 à 6, comporte un carter 2 comprenant une partie 2M, dans laquelle est logé un moteur électrique 3, et une partie 2P, dans laquelle est agencée une chambre de pompage 4. Les parties 2M et 2P du carter 2 sont séparées l'une de l'autre par une paroi interne fixe 5 faisant partie intégrante dudit carter 2. Le moteur électrique 3 est ali- menté par un câble électrique 6 traversant la partie de carter 2M et ledit carter 2 est pourvu de pattes de fixation 7. L'arbre rotatif 8 du moteur électrique 3 présente un axe A8 et il traverse la paroi interne fixe 5 pour pénétrer dans la chambre de pompage 5 4. Sur la partie dudit arbre 8, logée dans la chambre de pompage 4, est calé un engrenage 9 allongé, à quatre dents arrondies externes 9D. La partie 2P du carter 2, formant ladite chambre de pompage 4, est ouverte à son extrémité opposée à la partie 2M et peut être obturée de façon étanche par une paroi amovible 10, apte à être fixée audit carter 2. Dans ladite paroi interne fixe 5 et dans ladite paroi amovible 10 sont respectivement agencés, du côté de ladite chambre de pompage 4 et en regard l'un de l'autre, des paliers 1 1 et 12 définissant un axe A13 pour un engrenage 13 logé dans ladite chambre de pompage 4. L'axe A13 est parallèle à l'axe A8, mais décalé par rapport à celui- ci. L'engrenage 13 présente la forme d'une cage d'écureuil pourvue de deux flasques d'extrémité 14 et 15, reliés par cinq barreaux longitudinaux 16 formant des dents arrondies internes pour ledit engrenage 13. Dans l'exemple représenté sur les figures, les barreaux 16 sont solidaires du flasque 15, alors que le flasque 14 est amovible, grâce à un montage par vis 17, lui permettant d'être séparé du flasque d'extrémité 15 et des barreaux 16. Les flasques 14 et 15 sont respectivement pourvus d'évidements circulaires centraux 18 et 19, aptes à coopérer respectivement avec les paliers 11 et 12 pour permettre la rotation dudit engrenage 13 à l'intérieur de ladite chambre de pompage 4. L'engrenage 9 est logé à l'intérieur de l'engrenage 13, avec ses faces d'extrémité 9E respectivement au voisinage des flasques 14 et 15 et l'arbre 8 traversant l'évidement circulaire central 18 du flasque 14. On 6 comprendra aisément que, grâce à l'amovibilité du flasque 14, il est aisé de monter l'engrenage 9 à l'intérieur de l'engrenage 13. Lorsque l'engrenage 13 est monté sur les paliers 11 et 12 et que l'engrenage 9 est disposé à l'intérieur dudit engrenage 13 et calé sur l'ar- bre 8, les dents arrondies 9D et 16 respectives desdits engrenages sont aptes à coopérer, pour produire un pompage. Par ailleurs, la partie 2P du carter 2 définissant la chambre de pompage 4 comporte deux ouvertures 20 et 21 en regard, s'étendant sur la longueur de l'engrenage 9 et aptes à servir respectivement d'entrée et de sortie radiales pour le fluide à pomper. Ainsi, lorsque le moteur 3, par l'intermédiaire de l'arbre 8, entraîne la rotation de l'engrenage 9 autour de l'axe A8, les dents externes arrondies 9D dudit engrenage 9 coopèrent avec les dents internes arrondies 16 de l'engrenage 13, pour entraîner ce dernier en rotation autour de l'axe 1 5 A13 des paliers 1 1 et 12. Ce faisant, du fluide est aspiré à travers l'entrée 20 et refoulé à travers la sortie 21. Comme on peut le voir clairement sur la figure 3, l'arbre 8 du moteur 3 et de l'engrenage intérieur 9 est creux et il est traversé avec jeu par un tirant 22, solidaire de la paroi amovible 10. Des paliers 23, 24 sont 20 portés par le tirant 22 et servent à la rotation de l'engrenage intérieur 9. Une vis 25, engagée à l'extrémité libre dudit tirant 22, prend appui sur l'extrémité du carter 2, opposée à la paroi amovible 10, pour plaquer la-dite paroi amovible 10 contre ledit carter. La vis 25 et le tirant 22 sont creux et des orifices 26 sont percés 25 dans la paroi latérale du tirant 22. Ainsi, lorsque la pompe 1 est immergée dans un liquide hydraulique, celui-ci peut lubrifier lesdits paliers 23, 24 de l'engrenage intérieur 9. Sur la figure 7, on a représenté schématiquement en perspective le corps 30 d'une prothèse cardiaque implantable après ablation des ventri- 7 cules naturels d'un patient et pourvue d'orifices de raccord 31 à 34, respectivement à l'oreillette droite, à l'oreillette gauche, à l'aorte et à l'artère pulmonaire dudit: patient. Sur cette figure 7, on a indiqué, de l'extérieur dudit corps 30, l'emplacement d'un ventricule artificiel 35, obturé par un couvercle 36 portant un actionneur 37 pour ledit ventricule. Les figures 8 et 9 montrent un mode de réalisation du couvercle 36 du ventricule artificiel 35, sur lequel ledit actionneur 37 est formé par la pompe 1 conforme à la présente invention, ladite pompe 1 étant fixée audit couvercle 36 par des boulons 38 traversant les pattes 7. REVENDICATIONS 1. Pompe volumétrique rotative, comportant : un carter (2) dans lequel sont agencées une chambre de pompage (4), ainsi qu'une entrée (20) et une sortie (21) radiales de fluide pour ladite chambre de pompage (4) ; un engrenage extérieur (13) à denture interne (16), disposé dans ladite chambre de pompage (4) et présentant la forme d'une cage d'écureuil pourvue de deux flasques d'extrémité (14, 15) reliés par des barreaux longitudinaux formant ladite denture interne ; des moyens de rotation (Il, 12) permettant la rotation dudit engrenage extérieur (13) à l'intérieur de ladite chambre de pompage (4), autour d'un premier axe (A13) ; - un engrenage intérieur (9), logé à l'intérieur dudit engrenage extérieur (13) et pourvu d'une denture externe (9D) engrenant avec ladite den- ture interne (16) de l'engrenage extérieur (13), ledit engrenage intérieur (9) tournant autour d'un second axe (A8), parallèle et écarté dudit premier axe (A13), et ladite denture externe (9D) comportant un nombre de dents inférieur d'une unité au nombre de dents de la denture interne dudit engrenage extérieur (13) ; et un moteur (3) d'entraînement en rotation dudit engrenage intérieur (9) autour dudit second axe (A8), caractérisée en ce que : û lesdits moyens de rotation permettant la rotation dudit engrenage exté- rieur (13) à l'intérieur de ladite chambre de pompage (4) comportent au moins un palier (Il, 12) agencé centralement dans un flasque d'extré- mité (14, 15) dudit engrenage extérieur (13) ; et - ledit engrenage extérieur (13) est au moins en partie démontable pour pouvoir y introduire ledit engrenage intérieur (9). 9 2. Pompe volumétrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un des flasques d'extrémité (14, 15) du-dit engrenage extérieur (13) est démontable. 3. Pompe volumétrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite chambre de pompage (4) comporte une paroi amovible (10), apte à être fixée sur ledit carter (2) pour obturer ladite chambre de pompage (4), et en ce que le palier (12) desdits moyens de rotation est agencé dans ladite paroi amovible (10). 4. Pompe volumétrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un palier (Il) desdits moyens de rotation est agencé dans une paroi fixe (5) de ladite chambre de pompage (4). 5. Pompe volumétrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit carter (2) comporte un logement (2M) pour ledit moteur (3) et en ce que ladite paroi fixe (5) sépare ledit logement (2M) de ladite chambre de pompage (4). 6. Pompe volumétrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'arbre (8) du moteur (3) entraînant l'engrenage intérieur (9) en rotation traverse ladite paroi fixe (5) à l'intérieur dudit palier (Il). 7. Pompe volumétrique selon les revendications 3 et 6, caractérisée en ce que ledit arbre (8) du moteur (3) est creux et traversé avec jeu par un tirant (22) servant à fixer ladite paroi amovible (10) audit carter (2). 8. Pompe volumétrique selon la revendication 7, caractérisée en ce que des paliers (23, 24) pour ledit engrenage intérieur (9) sont agencés sur ledit tirant (22). 9. Pompe volumétrique selon la revendication 8, destinée à être immergée dans un liquide hydraulique, caractérisée en ce que ledit tirant (22) est creux pour laisser y pénétrer ledit liquide et en ce que la paroi latérale dudit tirant (22) est percée d'ouvertures (26). 10. Pompe volumétrique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisée en ce que ladite entrée de fluide radiale (20) s'étend d'un flasque à l'autre dudit engrenage extérieur (13). 11. Pompe volumétrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite sortie de fluide radiale (21) s'étend d'un flasque à l'autre dudit engrenage extérieur (13). 12. Pompe volumétrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1, caractérisée en ce que la denture interne (16) de l'engrenage extérieur (13) comporte, au plus cinq dents, alors que la denture externe de l'en-grenage intérieur (9) comporte au plus quatre dents (9D). 13. Prothèse cardiaque implantable dans la cavité péricardique d'un patient, ladite prothèse étant apte à remplacer les ventricules gauche et droit naturels dudit patient après ablation de ceux-ci et comportant un corps (30) dans lequel sont agencés des ventricules gauche et droit artificiels (35) actionnés par au moins un actionneur hydraulique (37), caractérisée en ce que ledit actionneur hydraulique est une pompe volumétrique (1) telle que celle spécifiée sous l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Prothèse cardiaque selon la revendication 13, dans laquelle les ventricules artificiels (35) comportent un couvercle d'obturation (36) rapporté audit corps (30), caractérisée en ce que la pompe volumétrique est reliée à un tel couvercle d'obturation (36).