EP0123579B1

EP0123579B1 - Dispositif pour la compensation hydrostatique de pompes et moteurs hydrauliques du type à engrenage

Info

Publication number: EP0123579B1
Application number: EP84400565A
Authority: EP
Inventors: Roger Laumont
Original assignee: Hydroperfect International Inc
Current assignee: Hydroperfect International Inc
Priority date: 1983-03-22
Filing date: 1984-03-20
Publication date: 1986-09-10
Also published as: DE123579T1; RO92213A; DK160084D0; DK160084A; DE3460661D1; CA1221876A; EP0123579A1; IL71306A0; AR230757A1; RO92213B; BR8401311A; ES8500394A1; FR2543229B1; KR840008035A; JPS6011691A; AU2593684A; CS207284A2; ATE22161T1; NZ207553A; US4527966A

Description

La présente invention concerne les pompes ou moteurs à engrenages dont les pignons portés par des arbres sont disposés entre deux coussinets qui sont appliqués sous pression contre les faces latérales des pignons.
La technique antérieure a enseigné de' nom. breux moyens pour appliquer sur les coussinets des forces dites de compensation et le plus souvent la technique antérieure prévoit de délimiter des chambres de compensation entre les coussinets et des couvercles fermant le corps de pompe ou de moteur sur ses côtés latéraux.
Dans certaines publications, par exemple dans le brevet US-A-3 473 476, des chambres de compensation sont délimitées par des cloisons mises en place dans des rainures, ces cloisons formant en quelque sorte joints entre les coussinets et les couvercles. Il en est de même dans le brevet français FR-A-1 598 392 qui met en oeuvre des joints disposés dans des rainures du corps de pompe ou de moteur, ces joints délimitant des chambres de forme complexe dans lesquelles du liquide est amené à une pression qui correspond à celle qui s'exerce sur la face opposée du coussinet, c'est-à-dire celle tournée vers les pignons.
D'autres publications montrent encore des joints et chambres analogues. C'est le cas, en particulier, des brevets US-A-3 482 524 et 3142260.
Le brevet US-A-3 578 887 décrit une pompe à engrenages dont les coussinets sont pressés contre les pignons par la pression hydraulique développée dans des chambres de compensation symétriques fermées par des joints déformables continus disposés dans des rainures de couvercles fermant le corps de pompe. Des parties des joints de deux chambres de compensation contiguës sont logées dans une rainure commune.
La Demanderesse a elle-même enseigné, en particulier dans son brevet français FR-A-2215103, une disposition dans laquelle un joint est prévu soit dans les coussinets, soit dans le couvercle pour délimiter des chambres de compensation.
Les dispositions ci-dessus donnent généralement satisfaction mais se sont révélées imparfaites pour des pompes ou moteurs hydrauliques travaillant sous très haute préssion. En effet, les joints et les cloisons pour les maintenir constituent des ensembles généralement fragiles. De plus, lorsque des cloisons sont prévues, cela limite la surface sur laquelle peut s'exercer la pression de compensation.
L'invention résout ce problème en permettant d'exercer des pressions de compensation sur toute la surface utile des coussinets d'une pompe ou d'un moteur et cela quel que soit le sens de rotation des pignons.
Conformément à l'invention, le dispositif pour la compensation hydrostatique de pompes et de moteurs hydrauliques du type à engrenages dans lesquels deux pignons en prise sont montés sur des arbres qui sont supportés par des coussinets ou paliers pouvant coulisser à l'intérieur de la cavité d'un corps de pompe, ou de moteur fermé sur ses côtés latéraux par des couvercles, des chambres de compensation étant prévues entre les coussinets et les couvercles, est caractérisé en ce que les chambres de compensation voisines sont délimitées par des rainures, respective-' ment pratiquées dans les faces en regard de coussinets et couvercles, en ce que ces chambres de compensation voisines ont en commun une portion de leurs contours extérieurs respectifs, en ce que chaque contour extérieur est constitué par celui des bords de la rainure délimitant la chambre de compensation qui est située le plus à l'extérieur par rapport à la chambre de compensation, en ce qu'un côté des rainures des coussinets est aligné avec un côté des rainures du couvercle correspondant et en ce que des joints d'étanchéité déformables sont disposés dans lesdites rainures.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description qui suit.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé.

La figure 1 est une coupe transversale d'une pompe ou moteur hydraulique à engrenages d'un type faisant application de l'invention.
La figure 2 est une coupe vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La figure 3 est une coupe partielle, en partie schématique, vue sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 2.
La figure 4 est une coupe très agrandie d'un détail de la fig. 3.
La figure 5 est une élévation d'un des couvercles que comporte la pompe ou moteur des figures précédentes.
La figure 6 est une coupe vue suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.

La description qui suit se réfère à une pompe hydraulique à engrenages qui est constituée pour pouvoir fonctionner dans l'un et l'autre des deux sens de rotation possibles. Tout ce qui suit s'applique de la même façon à un moteur hydraulique et, le cas échéant, à une pompe ou à un moteur hydraulique destiné à fonctionner seulement dans un seul sens de rotation. La seule différence existant avec la pompe décrite réside dans la conformation différente que présenteraient alors les chambres ou espaces dits de compensation, cette conformation des chambres ou espaces de compensation propres à un moteur ou une pompe tournant dans un seul sens de rotation étant décrite dans de nombreux documents de la technique.
La pompe comporte un corps 1 délimitant une cavité 2 de forme ovoïde.
Le corps 1 est fermé sur chacun de ses deux côtés par des couvercles 3. 4 qui sont reliés au corps 1 par des pions de centrage 5. La cavité 2 contient des coussinets ou paliers 6, 7 pouvant coulisser dans la cavité 2 à frottement doux. Les coussinets 6, 7 supportent des arbres 8 et 9 sur lesquels sont calés des pignons 10 et 11.
Dans le cas de la pompe décrite, l'arbre 8 constitue l'arbre menant et fait saillie du couvercle 3 tandis que l'arbre 9-est complètement inclus à l'intérieur de la pompe. Un joint d'étanchéité 10a est prévu sur l'arbre 8 pour éviter toute fuite de liquide de travail.
Pour que les coussinets 6, 7 soient toujours maintenus appliqués contre les faces latérales des pignons 10, 11 de la pompe, des conduits 12 traversent les coussinets pour mettre en communication les entredents des pignons 10, 11 avec l'espace de très faible épaisseur qui sépare l'autre face des coussinets des couvercles. De même, si l'on considère le sens de circulation du liquide de travail illustré par la flèche f₁ de la fig. 2, les conduits d'admission 12a et de refoulement 12b sont également mis en communication avec l'espace compris entre les couvercles et les paliers.
Chaque espace compris entre chaque coussinet et chaque couvercle correspondant est délimité par des joints pour correspondre aux zones de pressions différentes.
La Fig. 2 montre un joint annulaire 13 assurant l'étanchéité entre le couvercle 4 et le corps 1. Des joints 14, 14a pour des chambres de compensation supérieure et inférieure 15, respectivement 15a, un joint médian 16 correspondant à la partie d'engrènement des pignons et deux joints 17, 17a bilatéraux qui délimitent des zones de compensation, d'admission et de refoulement.
Dans le mode de réalisation représenté, le joint annulaire 13 est disposé dans une rainure 13, (fig. 5) pratiquée dans chaque couvercle qui présente également des rainures 14₁, 14a₁, 16a pour les joints 14, 14a, 16.
Des rainures 17₁, respectivement 17a₁, (fig. 1 à 3), sont prévues dans la face de chaque coussinet 6, 7 tourné vers le couvercle correspondant 3, 4, l'un des bords des rainures 17₁, 17a, étant aligné avec des bords A" des rainures 14₁, 14a, et avec des bords de la rainure 16, de chaque couvercle 3, 4 contenant le joint médian 16.
Cette disposition apparaît particulièrement à la fig. 4 qui montre, à titre d'exemple et pour illustrer la disposition des différents joints décrits, deux rainures A et B contenant chacune un joint A, respectivement B₁, ces rainures étant prévues l'une dans un couvercle C, l'autre dans un coussinet D.
On voit à la fig. 4 que les côtés A', B' des rainures pratiquées dans le couvercle et dans le coussinet sont rigoureusement alignés.
La fig. 4 montre, aussi, que les rainures peuvent être à angle vif car il est avantageux, selon l'invention, que la pression qui s'exerce dans l'espace séparant le couvercle du coussinet s'exerce même à l'intérieur des rainures et, par conséquent, tende à appliquer le joint contenu dans chaque rainure sur la face de l'élément opposé, c'est-à-dire que le joint appliqué contre le coussinet est serré, voire déformé, dans la rainure du couvercle qui le contient et réciproquement. Les parties des joints A₁ et B₁ contiennent chacune une garniture latérale A", respectivement B", par exemple fabriquée en polyamide, lorsque les joints sont en élastomère. Il est important, de toute façon, que les garnitures ci-dessus soient en une matière plus dure que celle des joints mais présentant un faible coefficient de friction afin que lesdites garnitures ne puissent pas subir un effet d'extrusion dû à la pression qui s'exerce sur les joints.
Comme cela ressort de ce qui précède, en fonctionnement, des pressions différentielles sont développées de façon connue dans les différentes chambres de compensation, et ces pressions s'exercent sur toute la surface des parties des couvercles et coussinets se faisant face sans qu'il n'y ait aucune interruption dans les forces de compensation développées. Par ailleurs, les joints étant disposés dans des rainures complémentaires prévues respectivement dans les couvercles et les coussinets, il en résulte un bon maintien des joints sans aucun risque que les pressions développées dans les chambres de compensation puissent endommager des parties fragiles puisque toute cloison est supprimée, l'isolation entre les chambres de compensation contiguës se faisant seulement par les joints.
Il est avantageux que les rainures 17₁, 17a, contenant les joints 17, 17a soient évasées à leurs extrémités comme montré en 18 à la fig. 2 et que la partie en élastomère A₁ forme un talon 18₁ pour faire en sorte que les pressions qui s'exercent dans les chambres de compensation, d'admission et de refoulement tendent toujours à maintenir la garniture A" contre le bord externe de la rainure tandis que le talon 18₁ est lui-même appliqué contre la paroi interne de la cavité ovoïde 2.

Claims

1. Dispositif pour la compensation hydrostatique de pompes et de moteurs hydrauliques du type à engrenages dans lesquels deux pignons (10, 11) en prise sont montés sur des arbres (8, 9) qui sont supportés par des coussinets (6, 7, D) ou paliers (6, 7) pouvant coulisser à l'intérieur de la cavité (2) d'un corps de pompe, ou de moteur (1) fermé sur ses côtés latéraux par des couvercles (3, 4, C), des chambres de compensation (12a, 12b, 15, 15a) étant prévues entre les coussinets et les couvercles (3, 4, C), caractérisé en ce que les chambres de compensation voisines sont délimitées par des rainures (A, B), respectivement pratiquées dans les faces en regard de coussinets (D) et couvercles (C), en ce que les chambres de compensation voisines (12a, 12b, 15, 15a) ont en commun une portion de leurs contours extérieurs respectifs, en ce que chaque contour extérieur est constitué par celui des bords (A') de la rainure (A) délimitant la chambre de compensation qui est situé le plus à l'extérieur par rapport à la chambre de compensation, en ce qu'un côté (A') des rainures (A) des coussinets est aligné avec un côté (B') des rainures (B) du couvercle (C) correspondant et en ce que des joints d'étanchéité déformables (A,, B_i) sont disposés dans lesdites rainures.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures (A, B) sont à angle vif de façon que les pressions s'exercant dans les chambres de compensation délimitées par les joints (A_i, B_i) s'appliquent à l'intérieur des rainures sur lesdits côtés.

3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le côté des joints prenant appui sur le côté aligné (A'. B') des rainures (A, B) est muni de garnitures indéformables (A", B").

4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que celle des rainures (17, 18) qui ouvre jusqu'à la paroi de la cavité du corps de pompe ou de moteur présente une embouchure évasée (18) tandis que le joint (17, 17a) présente, à ce niveau, un talon (18₁).

5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'une des chambres de compensation communique avec le conduit d'admission (12a), une autre communique avec le conduit de refoulement (12b), et les chambres de compensation restantes (15, 15a) communiquent par l'intermédiaire de canaux (12) traversant les coussinets (6, 7), avec les entredents des pignons (10, 11).