CH359036A - Rotor pour pompe rotative - Google Patents

Description

Rotor pour pompe rotative Le present brevet a pour objet un rotor pour pompe rotative, et Futilisation de ce rotor dans une pompe de circulation de Feau de refroidissement des moteurs ä combustion interne, pour vehicules automobiles et autres, par exemple. Les pompes actuelles comportent un corps de pompe enfermant 1e rotor qui comprend un moyeu fixe Sur un arbre d'entrainement et un flasque soli- daire de ce moyeu et pourvu, ä sa peripherie, d'un certain nombre de pales. L'arbre traverse 1e corps de pompe qui 1e supporte par 1'intermediaire de roulements, en vue de son entrainement en rotation, par sa partie exterieure au corps de pompe. Il est donc indispensable d'assurer une etancheite perma nente ä la traversee du corps par Farbre. Jusqu'ä res dernieres annees, rette etancheite etait assuree par un presse-etoupe ä tresse generalement graphi- tee. Depuis, ce moyen tres rudimentaire a ete rem- plac6 par une garniture dite automatique, formee par un ensemble plus ou moins heteroclite qui com- porte, en general, une bagne en matiere auto- lubrifiante et un Support elastique pour rette bague. Ce Support est constitue soit par un simple dispositif metallique, soit par la combinaison dune membrane elastique et d'un dispositif mAallique. L'ensemble est maintenu reuni par des frettes rigides, vissees, serties ou emmanchees ä force. Ce dispositif de joint est independant du rotor qui est, en general, obtenu par coulee en moule (en fonte, bronze, alliage leger, etc.), ou fabrique par emboutissage. Le joint est fixe Sur Farbre, der- riere 1e rotor, et tourne avec eux, la bague auto- lubrifiante prenant appui par 1'intermediaire du dispositif metallique Oastique de son Support sur une face rectifiee du corps de pompe, ce qui assure une etancheite en rotation. Cet agencement connu implique donc 1e montage sur 1'arbre, dune part, du rotor et, d'autre part, du dispositif de joint et celui-ci, en raison meme de sa nature, est par ailleurs Sujet ä des deformations et deteriorations frequentes. Il est ä noter, en outre, qu'avec rette disposition classique ä rotor et dispositif de joint juxtaposes Sur 1'arbre, il se produit tres souvent 1e phenomene sui- vant. Les faces entre lesquelles doit etre realisee 1'etancheite, c'est-ä-dire la face laterale active de la bague auto-lubrifiante et la face rectifiee conjuguee du corps de pompe se polissent mutuellement. Ort obtient donc des surfaces en contact polier et gla- c6es, de teile SorteRTI ID="0001.0267" WI="9" HE="4" LX="1412" LY="1708"> qu'on constate, Tors des arrets frequents et prolonges de la pompe, un phenomene de collage ; ä la remise en route, il arrive parfois que 1e joint tourne Sur Farbre, ce qui amene sa deterioration rapide. 0n remedie ä cet inconvenient grave en rendant 1e joint solidaire en rotation du rotor, par un ergot, par exemple, ce qui complique encore 1e dispositif. Au Surplus, il arrive fr6quem- ment que les dimensions tres reduites des divers elements rendent impossible une telle solidarisation sans entrainer des complications redhibitoires. L'invention a pour but de remedier ä tour res inconvenients. Elle a pour objet un rotor pour pompe rotative, caracterise en ce qu'il constitue, conjointement avee une bague auto-lubrifiante des- tin6e ä assurer 1'etancheite entre Farbre d'entraine- ment et 1e corps de pompe, un ensemble monobloc susceptible de se deformer elastiquement, au moins dans 1e sens axial.

Ce rotor presente de nombreux avantages Sur 1e plan de la fabrication, il peut eire realise dune fagon rationnelle ; il est beaucoup plus simple, plus rigide et plus leger que 1e rotor et 1e dispositif de joints usuels juxtaposes ; en outre, 1'inconvdnient grave signale plus haut concernant 1e phenomene de Collage trouve, sui- vant Finvention, une solution automatique puisque la bague de joint faisant un tout avec 1e rotor, leur solidarisation est totale et la bague, par consequent, ne risque pas de tourner sur Farbre en cas de Collage .

Au dessin annexe, donne uniquement ä titre d'exemple la fig. 1 est une demi-coupe longitudinale radiale et une demi-vue en elevation, avec arrachement partiel, dune forme d'exdcution du rotor suivant Finvention ; la fig. 2 est une vue de face du rotor, du cöte de la bague auto-lubrifiante, ä une khelle plus petite que celle de la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe partielle dune variante du rotor ; les fig. 4, 5 et 6 sont des demi-coupes axiales radiales et des demi-vues en elevation d'autres variantes de rotors suivant 1'invention, montes sur Farbre d'entrainement.

L'exemple d'execution reprdsente aux fig. 1 et 2 est une pompe ä eau destinee ä un moteur ä com- bustion interne d'un vehicule automobile ou autre. Cette pompe comporte essentiellement un Corps de pompe Al, un arbre d'entrainement BI et un ensem- ble C1 constituant un rotor ä joint incorpore, entraine par Farbre B1.

Le Corps de pompe Al est classique. 11 comporte, en a, une bride de fixation, sur 1e carter du moteur dans lequel Feau doit Ure aspiree dans 1e sens de la fleche f1.

La cavitd b du Corps de pompe debouche direc- tement sur la face externe dressde c de la bride a et, par ailleurs, communique directement avec 1e raccord d par lequel 1'eau est refoulee par la pompe dans 1e sens de la fleche f2.

L'arbre d'entrainement BI de Fensemble Cl tourillonne dans 1e Corps Al par 1'intermediaire de roulements e qu'un graisseur f permet de lubrifier. Cet arbre se prolonge vers la gauche (fig. 1) ä 1'ex- t6rieur du Corps de pompe, en vue de recevoir une poulie ou eldment d'engrenage destine ä Fentrainer en rotation ä grande vitesse.

L'ensemble Cl comporte une piece metallique annulaire 1, en acier, Bronze ou autre materiau resistant, destinee ä eire emmanchee ä force sur 1'extremit6 de 1'arbre B1, gräce ä son trou central 2 de diametre appropri6 ä celui de Farbre B1. Sur sa face tournee vers la gauche sur la fig. 1, la pike annulaire 1, qui peut etre obtenue par cou16e en moule et/ou decolletage, comporte une saillie cir- conf6rentielle 3 de profil tel quelle menage, ä Fex- tr6mit6 du trou axial 2, une feuillure 4 de section axiale radiale en queue d'aronde. Cette feuillure 4 permet une solidarisation axiale et radiale entre la piece 1 et une autre piece 5 en caoutchouc naturel ou synthetique ou tout autre materiau elastique simi- laire, presentant un moyeu 5 attenant ä un flasque 11.

Ce moyeu 5 a une section par un plan axial radial en forme de U ä deux ailes inegales. L'aile interne ou centrale 6 est destinee ä eire engagee dans la feuillure 4 de la pike 1 et elle menage un alesage cylindrique 7 dann 1e prolongement du trou 2 de cette pike 1. Quant ä 1'aile externe ou peri- pherique 8, elle prend appui, par sa surface interne 9, contre la surface peripherique 10 de la bague 1, puis se prolonge par une collerette meplate 11 ä peu pres perpendiculaire ä laxe X-X de Fensemble Cl, de maniere ä former 1e flasque ou limbe du rotor.

Le flasque 11 est relie ä la partie longitudinale de 1'aile peripherique 8 par un certain nombre de pales 12, venues de matiere avec 1'ensemble de la pike 5 et destinees ä constituer les pales du rotor. Leur nombre, qui est suppose egal ä quatre dans 1'exemple, peut, bien entendu, etre different et leur forme plus ou moins massive peut avoir tout profil quelconque connu susceptible de conferer une Bonne resistance ä Ces pales et de donner tout ä la fois un rendement hydraulique convenable.

0n notera que Faile externe 8 est rigidifiee par une armature metallique 13 en forme de corniere, noyee dans la matiere elastique constituant la piece 5. Cette cormere peut, avantageusement, affleurer la surface interne 9 de Faile externe 8 pour venir, par une portion de sa surface interne, au contact de la bague 1 qui assure ainsi son centrage et son maintien.

Du fait de sa section en forme de U, la piece elastique 6 forme une cavite annulaire 14 qui est obturee par Fanneau 1 ; cette cavite donne une cer- taine elasticite aux deux ailes 6 et 8 de la pike 5 et permet notamment au fond ou talon 15 de 1'U de se rapprocher ou de s'eloigner elastiquernent de la surface 3 de la pike 1.

Ce talon 15 est plus ou moins massif et com- porte, dans sa surface externe qui est perpendiculaire ä Faxe X-X, une rainure 16. Dans cette rainure est encastree une bague auto-lubrifiante 17. Celle-ci est, par exemple, en graphite ou en un melange de gra- phite et dune autre substance plastique ou elastique telle que du caoutchouc ou de la bakelite. Elle est reunie au talon 15 par Collage ou vulcanisation, sofft <RTI ID="0002.0549" WI="18" HE="4" LX="1159" LY="2251"> directement dans 1e fond de la gorge 16, sofft sur une rondelle intermediaire 18 metallique ou autre assurant, pour la bagne 17, une Bonne assise.

La face laterale 19 de la bague 17 est parfai- tement dressee.

Le rotor est, de preference, complete par un certain nombre de ressorts helicoidaux 20, loges dans la cavite 14 et qui tendent, elastiquement, ä allonger axialement 1e moyeu Oastique 5.

L'ensemble monobloc Cl est fixe sur 1'arbre B1 par emmanchement ä la presse de Fanneau rigide 1 sur cet arbre et il est regle en position par rapport au corps A1 de maniere que la bague auto-lubrifiante 17 vienne, par sa surface parfaitement dressee 19, porter contre une surface conjugude rectifiee g, menagee soit directement dans 1e corps A1 comme represente, soit dans une piece rapportee sur ce corps. Cette surface de portee g peut eire plane et perpendiculaire ä Faxe X-X ou, de pr6f6rence, tron- conique, de maniere que 1e contact soit assurd suivant 1'arete externe 21 de la bague auto-lubri- fiante 17.

Le fonctionnement est evident. Les trois parties A', B1, Cl de la pompe occupent les positions rela tives representees sur la fig. 1 ; par Fentrainement en rotation de Farbre Bi, Fensemble Cl assure 1'aspi- ration de Feau, suivant la fleche f, et son refoule- ment suivant la fleche <B>f2,</B> tandis que par sa fonetion de joint, obtenue par 1e contact dtanche entre la bague auto-lubrifiante 17 et la port6e g, il assure 1'etancheitd de la pompe, c'est-ä-dire qu'il interdit toute communication entre la cavite de refoulement b et 1e trou adjacent 1a, menage dans 1e corps de la pompe et ä travers lequel passe librement I'arbre B1.

A la fig. 3, an a represent6 partiellement une variante qui differe de la precedente par les deux points suivants. L'anneau rigide la de 1'ensemble C2 comporte un trou central 2a filete en vue de son vissage sur 1'extremitd filetde i de 1'arbre B2.

Naturellement, 1e Aas du filetalte 211 est choisi inverse du sens de rotation de Farbre B2, de maniere que, Tors de la rotation de cet arbre, 1e dispositif C' tende, sous Faction de Finertie, ä se visser sur cet arbre.

Cette fixation par vissage presente 1'avantage sur celle par emmanchement du premier exemple, de ne necessiter qu'un usinage beaucoup moins pre- cis. Il presente, en outre, 1'avantage de faciliter les montages et demontages pour entretien, verifica- tion, etc.

L'anneau 111 comporte un certain nombre de trous borgnes 21 debouchant sur sa face laterale externe, en vue de permettre son entrainement en rotation ä Faide dune cle ä broches. Enfin, 1'arma- ture 13,1 n'interesse que la portion sensiblement axiale 8'1 de 1'aile externe de la pike en mat6riau elastique 5a.

Dans Fensemble C de la fig. 4, 1'anneau 1 ou <B>1,1</B> des exemples preeddents est remplacd par un anneau embouti, moule ou decollete 1v qui n'est plus destine ä etre emmanchd directement sur Far bre B3 car son trou central 211 est recouvert par un prolongement 22 de Falle interne<B>61,</B> de la pike elastique 5v. <RTI ID="0003.0277" WI="14" HE="4" LX="463" LY="2415"> L'anneau 1b, qui obture la cavite annulaire 14, est encastr6 dans Falle 6v et dans la partie parallele ä Faxe<B>81,</B> de 1'aile externe.

Le dispositif C3 formant rotor ä joint incorpore est force sur 1'extremite de Farbre 133 qui comporte des stries ou autres denivellations 23 et y est bloque par un anneau elastique et fendu 24, engage dans une gorge 25 de cet arbre.

Enfin, les ressorts 20 repartis autour de laxe X-X du premier exemple sont remplacds par un ressort unique 20v coaxial audit axe.

La fig. 5 represente un autre dispositif C4 dans Iequel la pike 5c en caoutchouc ou mat6riau simi- laire ne presente plus une section axiale radiale en forme de U, mais une cavite 14c qui debouche vers Farbre B4. L'armature 13e, toujours en forme de corniere, s'etend davantage vers Faxe du dispositif. Elle est, cependant, entierement enrobee de matiere elastique dont la portion centrale 26 assure 1'em- manchement sur Farbre B4 qui est agenc6 comme 1'arbre B3 de 1'exemple precedent, 1'immobilisation du dispositif C4 dtant toujours assuree par un anneau fendu elastique 24.

Les Aales 12 sont, au meine titre que dans les exemples precedents, venues de matiere avec la piece en matiere elastique. Quant ä la bague auto-lubri- fiante 17e, eile est rapportee par collage, vulcani- sation ou autrement sur un anneau metalhque 18c de section radiale axiale sensiblement en forme de C et dans lequel est encastre 1e talon 15c de la piece dlastique 51'. Un seul ressort 201', coaxial ä Faxe X-X, est dispose ä 1'interieur de la cavitd 14e, au meine titre que dans 1'exemple prdeddent.

Enfin, dans la variante de la fig. 6, dune pari, la piece <I>5d</I> en caoutehouc ou mat6riau similaire ne comporte plus de cavitd mais est massive et 1e ou les ressorts 20d y sont noyds Tors du moulage et, d'autre part, Farmature 13d comporte, dans sa por- tion centrale 27, un certain nombre de fentes 28 qui lui permettent de jouer elastiquement, ce qui permet de monter Fensemble C4 dans une gorge 29 de Farbre B3 en 1e forgant par-dessus un collet d'ex- tr6mite 30, prevu sur cet arbre.

Cette solution de la fig. 6 est, comme an peut s'en rendre compte, tres simple, mais elle imphque Futilisation dune matiere elastique tres souple, genre caoutchouc mousse, par exemple.

Enfin, dans cette variante, 1'armature 13d com- porte des ailettes en relief 31, noyees RTI ID="0003.0552" WI="13" HE="4" LX="1681" LY="1924"> chacune dans Tune des Aales 1211 pour les renforcer et les rigidifier, ce qui est particulierement avantageux etant donn6 la nature tres souple du mat6riau 61astique consti- tuant la piece <B>5,1.</B>

Eventuellement, la bague auto-lubrifiante peut venir de matiere avec la pike en caoutchouc ou mat6riau elastique 5, 5a ... 5d mais avoir une com- position de caoutehouc differente, rendue auto-lubri- fiante par addition au caoutchouc de graphite ou autre substance appropriee.

Dans 1e meine ordre d'idees, an notera qu'even- tuellement la partie periph6rique de la pike en caoutchouc ou matiere similaire attenante aux Aales 12 et ces Aales elles-memes peuvent avoir une com- position differente du reste de cette pike, de maniere ä presenter une plus grande durete et, partant, une plus grande rigiditd.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS I. Rotor pour pompe rotative, caraeterise en ce qu'il constitue, conjointement avec une bague auto- lubrifiante destinee ä assurer 1'dtancheite entre Far bre d'entrainement et 1e corps de pompe, un ensem- ble monobloc susceptible de se deformer elastique- ment au moins dans 1e sens axial. II. Utilisation du rotor selon la revendication I dans une pompe rotative pour la circulation de Feau de refroidissement des moteurs ä combustion interne. SOUS-REVENDICATIONS 1. Rotor suivant la revendication 1, caracterise en ce qu'il comporte une piece moulee, en caout- chouc ou materiau elastique similaire, presentant un moyeu attenant ä un flasque et des pales de rotor venues directement de moulage, 1'extremite libre du moyeu presentant un talon portant la bague auto- lubrifiante venue de matiere avec ce talon ou rapportee sur lui.
2. 2. Rotor suivant la sous-revendication 1, carac- t6ris6 en ce que la piece en matiere elastique est renforcee par au moins une armature destinee, en outre, ä contribuer par sa rigidite ä la fixation du rotor sur Farbre d'entrainement de la pompe.
3. 3. Rotor suivant la sous-revendication 2, carac- terise en ce que la pike en matiere elastique a une section radiale axiale en forme de U dopt 1e fond forme 1e talon portant la bague auto-lubrifiante et qui est fermee ä Bon autre extremite par Farmature contribuant par sa rigidite ä la fixation du rotor sur Farbre de la pompe.
4. 4. Rotor suivant la sous-revendication 3, carac- terise en ce que Farmature est eneastree dans la piece en matiere elastique et presente un trou cen- tral, pour sa fixation directe sur Farbre.
5. 5. Rotor suivant la sous-revendication 3, carac- t6rise en ce que Farmature est annulaire et a Bon trou central recouvert dune couche de matiere Aas- tique destinee, apres montage, ä se trouver inter- posee entre cette armature et Farbre.
6. 6. Rotor suivant la sous-revendication 2, carac- t6ris6 en ce qu'il comporte deux armatures concen- triques, Fune interne contribuant ä la fixation sur Farbre, cependant que Fautre, externe, renforce la piece elastique dans sa portion adjacente aux pales.
7. 7. Rotor suivant la sous-revendication 2, carac- t6ris6 en ce qu'il comporte une Beule armature de fixation sur Farbre et de renforcement de la piece elastique au droit des pales. B.
8. Rotor suivant la sous-revendication 6, carac- t8rise en ce que 1'armature qui contribue ä la fixa- tion du rotor sur Farbre comporte des fentes qui lui conferent une certaine elasticite lui permettant Bon encliquetage sur 1'arbre par franchissement d'un collet prdvu sur cet arbre.
9. 9. Rotor suivant la sous-revendication 7, carac- t6rise en ce que Farmature renforpnt la pike & s- tique au droit des pales comporte des pattes ou sail- lies noyees dans ces pales.