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REVENDICATIONS
1. Pompe à engrenage intérieur comprenant un rotor (7) à denture intérieure entraîné par l'axe de la pompe et dans lequel s'en gréne un pignon fou (5), le rotor et le pignon étant insérés dans un boîtier (1) comportant des conduites d'entrée et de sortie de fluide et un organe d'étanchéité (6) à profil en croissant logé entre le rotor et le pignon, le rotor comportant des dents dont les flancs sont plans, caractérisée en ce que les dents du pignon ont des flancs à profil en développante pour coopérer avec les dents du rotor à flancs plans.
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents du pignon ont une épaisseur moyenne sensiblement égale aux deux tiers de leur hauteur et sont telles que le rapport entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du pignon soit sensiblement égal àO,4.
3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dents du rotor définissent un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du pignon, la hauteur de ses dents étant sensiblement égale à leur épaisseur moyenne et étant inférieure à la hauteur des dents du pignon.
4. Pompe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface intérieure du boîtier comporte une gorge radiale (43) disposée entre l'axe de rotation (4) du pignon et l'organe d'étanchéité (6) à profil en croissant.
5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, les dents du rotor comportant des flancs plans alignés deux à deux, caractérisée en ce que le rotor comporte un nombre pair de dents et en ce que les flans alignés par groupe de deux sont parallèles par groupes de quatre.
6. Procédé de fabrication d'une pompe à engrenage intérieur selon la revendication 1, dont le rotor comprend un nombre pair de dents, caractérisé en ce qu'il comprend, pour la fabrication du rotor, les étapes suivantes: réaliser un cylindre solidaire d'un axe de rotation et comportant, opposé à l'axe, un alésage borgne, et - usiner le cylindre pour former les dents par l'action d'un ensemble de deux fraises parallèles couplées, d'axe perpendiculaire à l'axe du rotor et disposées de façon symétrique par rapport à cet axe, chaque passage de l'ensemble des fraises formant quatre faces de dent et le rotor étant tourné d'un pas pour le passage suivant des fraises.
La présente invention concerne une pompe à engrenage intérieur formé d'un rotor à denture intérieure, entraîné par l'axe de la pompe, dans lequel s'engrène un pignon monté fou, le rotor et le pignon étant insérés dans un boîtier comportant des conduites d'entrée et de sortie de fluide et un organe d'étanchéité à profil en croissant logé entre le rotor et le pignon. Ces pompes à engrenage intérieur sont communément appelées pompes à profil Eaton.
Ces pompes à engrenage intérieur sont utilisées depuis de longues années. Elles comportent un rotor muni d'un nombre de dents supérieur à celui des dents du pignon. Pour faciliter la fabrication, on a généralement choisi un nombre de dents de pignon faible, généralement sept dents, et un rotor comportant neuf dents. Néanmoins, la fabrication de ces dents est une opération coûteuse et longue, réalisée par les techniques classiques de taillage d'engrenage.
La présente invention a pour objet de réaliser une telle pompe à engrenage intérieur dont la fabrication soit particulièrement aisée et peu onéreuse, en simplifiant considérablement les opérations de taillage du rotor, et dont le débit et la pression soient nettement supérieurs aux pompes connues de même type, à volume égal. Pour ce faire, la pompe selon l'invention est caractérisée en ce que les dents du pignon ont des flancs à profil en développante pour coopérer avec les dents du rotor à flancs plans.
Les dents du pignon peuvent avoir une épaiseur moyenne sensiblement égale aux deux tiers de leur hauteur, et le rapport entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du pignon peut être sensiblement égal à 0,4. On réalise ainsi des dents de pignon plus longues que dans les dispositifs connus, de sorte que le débit de la pompe est sensiblement augmenté.
Selon une autre forme d'exécution, les dents du rotor définissent un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du pignon, la hauteur des dents du rotor étant sensiblement égale à leur épaisseur moyenne et étant légèrement inférieure à la hauteur des dents du pignon. Cette disposition permet notamment de réaliser une pompe robuste qui fournit une pression élevée.
Selon une autre forme d'exécution, la surface intérieure du boîtier comporte une gorge radiale disposée entre l'axe de rotation du pignon et l'organe d'étanchéité à profil en croissant; le pignon comprend un alésage central dans lequel est emmanché une bague en bronze pour tourner librement et avec peu de frottement sur l'axe du pignon. La vitesse de rotation et le débit de la pompe peuvent ainsi être sensiblement augmentés sans risque de gnppage.
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront compris à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite à titre d'exemple et en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:
la fig. 1 représente une vue schématique en coupe d'une pompe selon la présente invention;
la fig. 2 représente une vue de côté du rotor;
la fig. 3 représente une vue en coupe longitudinale du corps de boîtier;
la fig. 4 représente une vue de face du couvercle de boîtier, et
la fig. 5 représente une vue en coupe du couvercle de boîtier.
Comme le représente en coupe la fig. 1, la pompe comprend un boîtier 1 comportant un alésage intérieur dans lequel sont disposés les organes mobiles, une conduite d'entrée de fluide 2, une conduite de sortie de fluide 3, un axe 4 sur lequel est monté un pignon fou 5, et un organe d'étanchéité fixe 6 à profil en croissant. L'axe 4 du pignon est décentré par rapport à l'alésage du boîtier, de sorte que le pignon s'engrène dans un rotor à denture intérieure 7 tournant autour de son axe 8. L'organe d'étanchéité 6 est logé dans l'espace disponible entre le rotor et le pignon, pour empêcher le fluide de passer directement de la conduite d'entrée à la conduite de sortie 3.
Le pignon 5 comporte sept dents dont les flancs tels que 9 ont un profil en développante pour améliorer l'étanchéité entre le pignon et le rotor. Ces dents ont une épaisseur moyenne sensiblement égale aux deux tiers de leur hauteur; le rapport entre le diamètre intérieur, ou diamètre de pied de dent, et le diamètre extérieur, ou diamètre de tête de dent, est sensiblement égal à 0,4, de façon à réaliser un pignon ayant des dents suffisamment longues. La longueur de ces dents, associée au profil en développante des flancs 9, permet de réaliser une pompe ayant un débit important pour un volume de pompe donné, à vitesse de rotation donnée.
Pour améliorer les performances de la pompe, et notamment augmenter son débit, le pignon comporte une bague centrale 10 en bronze pour coopérer avec l'axe 4. Cette bague, emmanchée dans l'alésage central du pignon, permet de diminuer le frottement sur l'axe 4 généralement en acier, de sorte que la vitesse de rotation du pignon et du rotor peut être augmentée pour assurer le passage d'un débit important.
Le rotor 7 comprend dix dents régulièrement espacées, à profil sensiblement trapézoïdal. Les flancs des dents du rotor 7 sont plans pour en faciliter l'usinage. Les faces planes coopèrent de façon efficace avec les faces à profil en développante du pignon 5. Comme le représente en vue de côté la fig. 2, le rotor comprend un axe d'entraînement 8 en bout duquel est monté un cylindre à alésage borgne 21 muni de fentes longitudinales telles que 22 pour former les dents du rotor. Sur la fig. 1, on a représenté la disposition relative des dents du rotor 7. Les flancs sont parallèles ou alignés par groupes de quatre: si l'on considère un premier flanc 1 1 d'une première dent 12, ce flanc est aligné avec le flanc opposé 13 de la huitieme dent 14, et parallèle au flanc opposé 15 de la troisième dent 16, ce flanc 15 étant
lui-même aligné avec le flan opposé 17 de la sixième dent 18. Cette propriété d'alignement et de parallélisme se retrouve pour tous les flancs du rotor. Les dimensions relatives des dents du rotor sonten outre choisies de façon que ces dents définissent un diamètre intérieur du rotor sensiblement égal au diamètre extérieur du pignon. La hauteur des dents du rotor est sensiblement égale à l'épaisseur moyenne de ces dents et est légèrement inférieure à la hauteur des dents du pignon. De cette façon, les dents du pignon et du rotor sont relativement résistantes et s'engrènent facilement, de sorte que la pompe peut avoir un débit important et produire une pression élevée dans la conduite de sortie 3.
Le boîtier 1 comprend un corps de boîtier, représenté en coupe en fig. 3, sur lequel s'adapte un couvercle de boîtier représenté sur les fig. 4 et 5. Le corps de boîtier 30 comporte un alésage longitudinal 31 pour le passage de l'axe 8 du rotor, et un alésage de diamètre supérieur 32 pour l'insertion du cylindre 21 du rotor. La conduite de sortie 3 relie l'alésage 32 à l'extérieur du boîtier. Sur la fig. 4, on a représenté en vue de face le couvercle du boîtier s'adaptant sur l'ouverture de l'alésage 32 du couvercle de boîtier. Le couvercle 40 supporte l'axe de rotation 4 du pignon et l'organe d'étanchéité à profil en croissant 6. Des évidements latéraux 41 et 42 sont ménagés de part et d'autre de l'axe 4 pour permettre le passage du fluide entre les conduites d'entrée et de sortie et l'engrenage formé par le rotor et le pignon.
La pompe selon la présente invention est prévue pour fournir un débit et une pression élevés. Pour cela, il est prévu d'imprimer à la pompe une vitesse de rotation élevée. Dans les dispositifs connus, cette vitesse de rotation élevée produit rapidement un grippage du pignon 5 qui frotte contre la face interne du couvercle 40. Il est prévu de ménager une gorge 43 sur la face interne de ce couvercle, pour améliorer la lubrification du pignon. Cette gorge pourra par exemple être disposée, comme le représentent les fig. 4 et 5, entre l'axe du pignon et l'organe d'étanchéité 6. Notamment, en disposant cette rainure de façon symétrique entre les deux évidements 41 et 42, le pignon pourra être correctement lubrifié pour les deux sens de rotation de la pompe.
Comme le représente en coupe la fig. 5, le couvercle comprend une partie cylindrique 50 pour s'emboîter partiellement dans l'extrémité de l'alésage 32 du corps de boîtier. Le couvercle est fixé au corps de boîtier par boulonnage.
Pour abaisser les coûts de fabrication de la pompe, le rotor 7 comprend dix dents dont les faces soient alignées ou parallèles par groupes de quatre. Dans le cas d'un rotor à dix dents, et plus généralement dans le cas d'un rotor comportant un nombre pair de dents, la présente invention prévoit un procédé de fabrication permettant de diminuer le nombre des opérations d'usinage pour réaliser les dents du rotor. Selon ce procédé, une première étape consiste à réaliser un rotor comportant un axe de rotation tel que 8 et, monté en bout d'axe, un cylindre 21 comportant un alésage axial borgne ouvert à l'opposé de l'axe.
L'usinage du cylindre pour former les dents du rotor est effctué par l'action d'un ensemble de deux fraises parallèles et couplées, d'axe perpendiculaire à l'axe du rotor et disposées de façon symétrique par rapport à cet axe; chaque passage en bout de rotor de l'ensemble des fraises permet d'usiner quatre faces de dents. On effectue donc des passages de l'ensemble des fraises, le rotor étant tourné d'un angle égal au pas du rotor entre deux passages des fraises. Ainsi, par exemple pour un rotor à dix dents, I'usi- nage pourra être réalisé en cinq passages des fraises.
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CLAIMS
1. Inner gear pump comprising a rotor (7) with internal toothing driven by the axis of the pump and in which a loose pinion (5) is meshed, the rotor and the pinion being inserted in a housing (1) comprising fluid inlet and outlet pipes and a crescent-shaped sealing member (6) housed between the rotor and the pinion, the rotor comprising teeth whose sides are planar, characterized in that the teeth of the pinion have sides with involute profile to cooperate with the teeth of the rotor with planar sides.
2. Pump according to claim 1, characterized in that the teeth of the pinion have an average thickness substantially equal to two thirds of their height and are such that the ratio between the internal diameter and the external diameter of the pinion is substantially equal to 0.4 .
3. Pump according to claim 2, characterized in that the teeth of the rotor define an inside diameter substantially equal to the outside diameter of the pinion, the height of its teeth being substantially equal to their average thickness and being less than the height of the teeth of the pinion. .
4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner surface of the housing has a radial groove (43) disposed between the axis of rotation (4) of the pinion and the sealing member (6 ) with crescent profile.
5. Pump according to one of claims 1 to 4, the rotor teeth having planar sides aligned two by two, characterized in that the rotor has an even number of teeth and in that the blanks aligned in groups of two are parallels in groups of four.
6. A method of manufacturing an internal gear pump according to claim 1, the rotor of which comprises an even number of teeth, characterized in that it comprises, for the manufacture of the rotor, the following steps: producing a cylinder integral with 'an axis of rotation and comprising, opposite the axis, a blind bore, and - machining the cylinder to form the teeth by the action of a set of two parallel parallel cutters, with an axis perpendicular to the axis of the rotor and arranged symmetrically with respect to this axis, each passage of the assembly of cutters forming four tooth faces and the rotor being rotated by one step for the following passage of the cutters.
The present invention relates to an internal gear pump formed by a rotor with internal teeth, driven by the axis of the pump, in which meshes a pinion mounted idly, the rotor and the pinion being inserted in a housing comprising pipes. fluid inlet and outlet and a crescent profile sealing member housed between the rotor and the pinion. These internal gear pumps are commonly known as Eaton profile pumps.
These internal gear pumps have been used for many years. They comprise a rotor provided with a number of teeth greater than that of the teeth of the pinion. To facilitate manufacture, a small number of pinion teeth, generally seven teeth, and a rotor comprising nine teeth have generally been chosen. However, the manufacture of these teeth is a costly and time-consuming operation, carried out by conventional gear cutting techniques.
The object of the present invention is to produce such an internal gear pump, the manufacture of which is particularly easy and inexpensive, considerably simplifying the cutting operations of the rotor, and the flow and pressure of which are clearly greater than known pumps of the same type. , at equal volume. To do this, the pump according to the invention is characterized in that the teeth of the pinion have sides with an involute profile to cooperate with the teeth of the rotor with planar sides.
The teeth of the pinion can have an average thickness substantially equal to two thirds of their height, and the ratio between the internal diameter and the external diameter of the pinion can be substantially equal to 0.4. Longer pinion teeth are thus produced than in known devices, so that the flow rate of the pump is substantially increased.
According to another embodiment, the teeth of the rotor define an inside diameter substantially equal to the outside diameter of the pinion, the height of the teeth of the rotor being substantially equal to their average thickness and being slightly less than the height of the teeth of the pinion. This arrangement makes it possible in particular to produce a robust pump which provides high pressure.
According to another embodiment, the inner surface of the housing has a radial groove disposed between the axis of rotation of the pinion and the sealing member with a crescent profile; the pinion includes a central bore in which is fitted a bronze ring to rotate freely and with little friction on the pinion axis. The speed of rotation and the flow rate of the pump can thus be significantly increased without risk of seizing.
The characteristics and advantages of the invention will be understood on reading the following description of a particular embodiment, given by way of example and in relation to the attached figures among which:
fig. 1 shows a schematic sectional view of a pump according to the present invention;
fig. 2 shows a side view of the rotor;
fig. 3 shows a view in longitudinal section of the housing body;
fig. 4 represents a front view of the housing cover, and
fig. 5 shows a sectional view of the housing cover.
As shown in section fig. 1, the pump comprises a housing 1 comprising an internal bore in which the movable members are arranged, a fluid inlet pipe 2, a fluid outlet pipe 3, an axis 4 on which a idler gear 5 is mounted, and a fixed sealing member 6 with a crescent profile. The axis 4 of the pinion is off-center with respect to the bore of the housing, so that the pinion meshes in a rotor with internal teeth 7 rotating around its axis 8. The sealing member 6 is housed in the space available between the rotor and the pinion, to prevent the fluid from passing directly from the inlet pipe to the outlet pipe 3.
The pinion 5 has seven teeth whose sides such as 9 have an involute profile to improve the seal between the pinion and the rotor. These teeth have an average thickness substantially equal to two thirds of their height; the ratio between the inside diameter, or tooth root diameter, and the outside diameter, or tooth head diameter, is substantially equal to 0.4, so as to produce a pinion having sufficiently long teeth. The length of these teeth, associated with the developing profile of the sides 9, makes it possible to produce a pump having a large flow rate for a given pump volume, at a given speed of rotation.
To improve the performance of the pump, and in particular to increase its flow, the pinion comprises a central ring 10 in bronze to cooperate with the axis 4. This ring, fitted into the central bore of the pinion, makes it possible to reduce the friction on the axis 4 generally made of steel, so that the speed of rotation of the pinion and the rotor can be increased to ensure the passage of a large flow.
The rotor 7 comprises ten regularly spaced teeth, with a substantially trapezoidal profile. The flanks of the teeth of the rotor 7 are flat to facilitate machining. The planar faces cooperate effectively with the involute profile faces of the pinion 5. As shown in side view FIG. 2, the rotor comprises a drive axis 8 at the end of which is mounted a cylinder with blind bore 21 provided with longitudinal slots such as 22 to form the teeth of the rotor. In fig. 1, there is shown the relative arrangement of the teeth of the rotor 7. The flanks are parallel or aligned in groups of four: if we consider a first flank 11 of a first tooth 12, this flank is aligned with the opposite flank 13 of the eighth tooth 14, and parallel to the opposite flank 15 of the third tooth 16, this flank 15 being
itself aligned with the opposite blank 17 of the sixth tooth 18. This property of alignment and parallelism is found for all the sides of the rotor. The relative dimensions of the teeth of the rotor are also chosen so that these teeth define an inside diameter of the rotor substantially equal to the outside diameter of the pinion. The height of the rotor teeth is substantially equal to the average thickness of these teeth and is slightly less than the height of the pinion teeth. In this way, the teeth of the pinion and the rotor are relatively strong and mesh easily, so that the pump can have a high flow rate and produce a high pressure in the outlet pipe 3.
The housing 1 comprises a housing body, shown in section in FIG. 3, on which a housing cover shown in figs. 4 and 5. The housing body 30 has a longitudinal bore 31 for the passage of the axis 8 of the rotor, and a bore of larger diameter 32 for the insertion of the cylinder 21 of the rotor. The outlet pipe 3 connects the bore 32 to the outside of the housing. In fig. 4, there is shown in front view the housing cover fitting over the opening of the bore 32 of the housing cover. The cover 40 supports the axis of rotation 4 of the pinion and the sealing member with a crescent profile 6. Lateral recesses 41 and 42 are provided on either side of the axis 4 to allow the passage of the fluid between the inlet and outlet pipes and the gear formed by the rotor and the pinion.
The pump according to the present invention is intended to provide a high flow and pressure. For this, it is planned to print a high rotation speed at the pump. In known devices, this high speed of rotation rapidly produces a pinching of the pinion 5 which rubs against the internal face of the cover 40. It is planned to provide a groove 43 on the internal face of this cover, to improve the lubrication of the pinion. This groove may for example be arranged, as shown in FIGS. 4 and 5, between the axis of the pinion and the sealing member 6. In particular, by placing this groove symmetrically between the two recesses 41 and 42, the pinion can be properly lubricated for the two directions of rotation of the pump.
As shown in section fig. 5, the cover comprises a cylindrical part 50 for partially fitting into the end of the bore 32 of the housing body. The cover is fixed to the housing body by bolting.
To lower the manufacturing costs of the pump, the rotor 7 comprises ten teeth whose faces are aligned or parallel in groups of four. In the case of a rotor with ten teeth, and more generally in the case of a rotor comprising an even number of teeth, the present invention provides a manufacturing method making it possible to reduce the number of machining operations for producing the teeth. rotor. According to this method, a first step consists in producing a rotor comprising an axis of rotation such as 8 and, mounted at the end of the axis, a cylinder 21 comprising a blind axial bore open opposite the axis.
The machining of the cylinder to form the teeth of the rotor is effected by the action of a set of two parallel and coupled milling cutters, of axis perpendicular to the axis of the rotor and arranged symmetrically with respect to this axis; each passage at the end of the rotor of all of the cutters makes it possible to machine four faces of teeth. Passes are therefore made to all of the cutters, the rotor being rotated by an angle equal to the pitch of the rotor between two passages of the cutters. Thus, for example for a rotor with ten teeth, the machining can be carried out in five passages of the cutters.