EP0989303B1 - Pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne - Google Patents

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EP0989303B1
EP0989303B1 EP19990402312 EP99402312A EP0989303B1 EP 0989303 B1 EP0989303 B1 EP 0989303B1 EP 19990402312 EP19990402312 EP 19990402312 EP 99402312 A EP99402312 A EP 99402312A EP 0989303 B1 EP0989303 B1 EP 0989303B1
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EP
European Patent Office
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control shaft
key
pump
pinion
driving
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EP19990402312
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EP0989303A1 (fr
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Gabriel Plassat
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Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
Original Assignee
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/02Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for several machines or pumps connected in series or in parallel

Definitions

  • the invention relates to an oil pump for lubrication of an internal combustion engine.
  • the invention relates more particularly to a pump external gear oil with variable displacement.
  • the displacement of an oil pump is determined and measured under standard operating conditions of the engine.
  • the oil pump provides a oil flow proportional to engine speed.
  • the pump imposes a high oil delivery rate, which may cause cause too high a pressure in the lubrication.
  • the flow and pressure of the oil discharged by the pump are generally oversized compared to engine requirements under normal conditions so ensure good engine lubrication in extreme conditions where the engine speed is high, or when the lubricating oil is cold and therefore more viscous.
  • this oversized flow presents the disadvantage of unnecessarily increasing the power consumed by the pump.
  • Document DE4134219 describes an oil pump for a lubrication circuit an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, comprising a housing comprising a suction port and a discharge port opening into an internal recess in which a pinion is arranged leading integral in rotation with a control shaft and a driven pinion mounted on a driven shaft, the pinions being and able to mesh with each other to transfer oil from the suction port to the discharge port, the pump includes minus a second pair of driving and driven pinions meshing with each other, mounted respectively on the control and driven shafts, and means for maneuver capable of separating or making the second pinion rotatable drive and the drive shaft, depending on the discharge pressure of the pump, where the second driving gear is mounted to rotate freely on the shaft control, the operating means comprising a movable key, means return biasing the key in a rotational fastening position of the second pinion driving with the drive shaft, a feed hole being formed in the body of the housing and in the control shaft, to set relation of the oil
  • the key is slidably mounted on the end of the drive shaft carrying the driving pinions in one direction parallel to the longitudinal axis of the tree.
  • An object of the present invention is to provide a oil pump for the lubrication circuit of a internal combustion, overcoming all or part of the disadvantages of the prior art noted above.
  • the oil pump according to the invention is essentially characterized in that the key is radially movable relative to the shaft control in a bore or passage formed in the body of the pinion and is extending into the body of the control shaft, when the pressure of delivery exceeds the determined pressure, the key is moved in its corridor.
  • the maneuvering means automatically ensure the rotational separation of the second driving gear and drive shaft when the pump discharge pressure is greater than one determined pressure, and make the rotation integral second pinion leading from the drive shaft when the pump discharge pressure is less than this pressure.
  • the second driving pinion is mounted freely in rotation on the control shaft, the means maneuver comprising a key movable radially by relation to the motor shaft in a bore or passage formed in the body of the pinion and extending into the body of the shaft control, return means urging the key in a rotational securing position of the second pinion leading from the drive shaft, a feed hole being formed in the body of the housing and in the pinion and / or in the control tree, to relate the oil driven back with the key so that when the pressure of pump discharge exceeds a determined pressure, the key is moved in its corridor so as to make disconnect in rotation the second driving pinion and the shaft of ordered.
  • the supply drilling is formed in a wall of the pump housing and extends longitudinally in the body of the control shaft for lead into the keyway, the return means being made up of a compression spring supported by a of its ends on the bottom of the corridor provided for the key and by its other end on the key.
  • the driving pinions are mounted side by side on the control shaft, drilling oil supply opening into a radial groove formed on the control shaft and in the body of one to less drive gables, at the side faces adjacent of the two driving pinions, to spare a film oil between them and prevent entrainment in rotation of the second pinion leading through the first pinion leading when the second pinion is disengaged in rotation of the control shaft.
  • the invention relates to a gear oil pump. intended for supplying the lubrication circuit of a internal combustion engine.
  • the pump conventionally comprises a housing 1 comprising a suction port and a discharge port opening into an interior recess in which are arranged a driving pinion 2 and a driven pinion 3.
  • the pinion leading 2 is integral in rotation with a control shaft 10 or motor shaft rotated from the crankshaft.
  • the driven pinion 3 is in turn integral in rotation with a shaft led 11 mounted free in rotation in the housing 1 of the pump.
  • the axes of rotation of the pinions driving 2 and driving 3 are parallel and arranged so that the pinions 2, 3 mesh with each other to transfer oil from the orifice suction to the discharge port, i.e. from upstream E downstream S as shown in Figures 1 and 2.
  • the pump comprises a second pair pinions driving 4 and driven 5 mounted respectively on the control shafts 10 and led 11. Furthermore, the pump is provided with maneuvering means 6 to 9 suitable for, selectively, to separate or to make rotationally integral the second pinion 4 leading from the control shaft 10, depending on the pump discharge pressure.
  • the two driving pinions 2, 4 are mounted side by side on the control shaft 10, the second driving pinion 4 being mounted freely in rotation on this shaft 10.
  • the two pinions leds 3, 5 are mounted side by side on the driven shaft 11 of so as to mesh respectively with the two pinions 2, 4 menants.
  • the two driven pinions 3, 5 are mounted free in rotation on the driven axis 11.
  • the driven pinion 3 which meshes with the first gear 2 driving is linked in rotation with the driven shaft 11, that is to say that the pinions of the first pair of pinions are rigidly linked in rotation with their shaft 10, 11 respective.
  • the maneuvering means 6 to 9 comprise a key 8 radially movable relative to the control shaft 10 in a bore or passage formed in the body of the pinion 4 and extending into the body of the control shaft 10.
  • a compression spring 9 is arranged at the bottom of the corridor provided for the key 8.
  • the compression spring 9 is supported by one of its ends on the bottom of the corridor, inside the second pinion leading 4.
  • the other end of the spring 9 is supported on a first end of the key 8.
  • a drilling hole 6, 7 intended to put in relation the oil discharged with the second end of the key 8 is formed in a wall of the housing 1 of the pump and extends longitudinally in the body of the control shaft 10 to lead into the keyway 8.
  • the stiffness of the spring 9 is determined so that, when the pump discharge pressure is lower at a determined pressure Pmax, the key 8 is in a position in its corridor in which it makes solidarity in rotation of the second driving pinion 4 and the control shaft 10. In other words, the displacement of the pump is ensured by the first pair 2, 3 and the second pair 4, 5 of pinions.
  • the value of the pressure Pmax above which the second driving pinion 4 is no longer rotated by the control shaft 10 is easily determined as a function engine operating characteristics and pump.
  • a radial groove 12 can be formed on the control shaft 10 at the side faces adjacent two driving gears 2, 4.
  • Drilling supply 6, 7 of the oil opens into the radial groove 12 so that part of the oil that passes through the duct supply 6, 7 forms an oil film between the two pinions 2, 4 menants. This oil film thus prevents entrainment in friction rotation of the second pinion 4 by the first pinion 2 when the second pinion 4 is separated in rotation from the control shaft 10.
  • the oil pump according to the invention is of a simple structure, because it involves a small number of parts.
  • the mechanism for varying the displacement of the pump as a function of the pressure of backflow can be applied to existing pumps, without impose large changes and without increasing their footprint.
  • the invention cannot be limited to the example described above. So other modes of realization within the reach of the skilled person also enter in the context of the invention.
  • the means of operation (movable key, return spring and conduit oil supply) of the different drive gears can be shaped to separate these driving pinions from the tree control at different pressure values of pump discharge. In this way, the oil pump adapts its displacement more finely to the needs of the engine.
  • the radial groove designed to provide an oil film between two adjacent drive gables can be formed also on the side faces of the sprocket (s) concerned.

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Description

L'invention se rapporte une pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne.
L'invention concerne plus particulièrement une pompe à huile à engrenages extérieurs et dont la cylindrée est variable.
La cylindrée d'une pompe à huile est déterminée et mesurée dans des conditions de fonctionnement standard du moteur. En fonctionnement normal, la pompe à huile fournit un débit d'huile proportionnel au régime du moteur. Lors d'un fonctionnement du moteur à haut régime, la pompe impose un débit de refoulement de l'huile important, qui risque de provoquer une pression trop élevée dans le circuit de lubrification.
Par ailleurs, le débit et la pression de l'huile refoulée par la pompe sont généralement surdimensionés par rapport aux besoins du moteur dans des conditions normales, afin d'assurer une bonne lubrification du moteur dans des conditions extrêmes où le régime du moteur est élevé, ou lorsque l'huile de lubrification est froide et donc plus visqueuse. Cependant, ce débit surdimensionné présente l'inconvénient d'augmenter inutilement la puissance consommée par la pompe.
Le document DE4134219 décrit une pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon le préambule de la revendication 1, comportant un boítier comprenant un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement débouchant dans un évidement intérieur dans lequel sont disposés un pignon menant solidaire en rotation d'un arbre de commande et un pignon mené monté sur un arbre mené, les pignons étant et aptes à s'engrener mutuellement pour transférer l'huile de l'orifice d'aspiration vers l'orifice de refoulement, la pompe comporte au moins une seconde paire de pignons menant et mené s'engrenant mutuellement, montés respectivement sur les arbres de commande et mené, et des moyens de manoeuvre aptes à désolidariser ou rendre solidaire en rotation le second pignon menant et l'arbre de commande, en fonction de la pression de refoulement de la pompe, où le second pignon menant est monté libre en rotation sur l'arbre de commande, les moyens de manoeuvre comportant une clavette mobile, des moyens de rappel sollicitant la clavette dans une position de solidarisation en rotation du second pignon menant avec l'arbre de commande, un perçage d'amené étant ménagé dans le corps du boítier et dans l'arbre de commande, pour mettre en relation l'huile refoulée avec la clavette de façon que, lorsque la pression de refoulement de la pompe excède une pression déterminée, la clavette est déplacée de façon à rendre désolidariser en rotation le second pignon menant et l'arbre de commande.
Selon le document DE4134219, la clavette est montée coulissante sur l'extrémité de l'arbre de commande portant les pignons menants dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre.
Cependant, ce type de pompe à huile est relativement complexe car il fait intervenir un grand nombre de pièces. Par ailleurs, il nécessite un aménagement important de l'arbre de commande et des pignons menants.
Un but de la présente invention est de proposer une pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne, palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, la pompe à huile selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que la clavette est mobile radialement par rapport à l'arbre de commande dans un alésage ou couloir formé dans le corps du pignon et se prolongeant dans le corps de l'arbre de commande, lorsque la pression de refoulement excède la pression déterminée, la clavette est déplacée dans son couloir.
Selon une autre particularité les moyens de manoeuvre assurent automatiquement la désolidarisation en rotation du second pignon menant et de l'arbre de commande lorsque la pression de refoulement de la pompe est supérieure à une pression déterminée, et rendent solidaires en rotation le second pignon menant de l'arbre de commande lorsque la pression de refoulement de la pompe est inférieure à cette pression.
Selon une autre particularité le second pignon menant est monté libre en rotation sur l'arbre de commande, les moyens de manoeuvre comportant une clavette mobile radialement par rapport à l'arbre moteur dans un alésage ou couloir formé dans le corps du pignon et se prolongeant dans le corps de l'arbre de commande, des moyens de rappel sollicitant la clavette dans une position de solidarisation en rotation du second pignon menant de l'arbre de commande, un perçage d'amenée étant ménagé dans le corps du boítier et dans le pignon et/ou dans l'arbre de commande, pour mettre en relation l'huile refoulée avec la clavette de façon que, lorsque la pression de refoulement de la pompe excède une pression déterminée, la clavette est déplacée dans son couloir de façon à rendre désolidariser en rotation le second pignon menant et l'arbre de commande.
Selon une autre particularité le perçage d'amenée est formé dans une paroi du boítier de la pompe et se prolonge longitudinalement dans le corps de l'arbre de commande pour déboucher dans le couloir de la clavette, les moyens de rappel étant constitués d'un ressort de compression en appui par une de ses extrémités sur le fond du couloir prévu pour la clavette et par son autre extrémité sur la clavette.
Selon une autre particularité les pignons menants sont montés côte à côte sur l'arbre de commande, le perçage d'amenée de l'huile débouchant dans une rainure radiale formée sur l'arbre de commande et dans le corps de l'un au moins des pignons menants, au niveau des faces latérales adjacentes des deux pignons menants, pour ménager un film d'huile entre ces derniers et empêcher l'entraínement en rotation du second pignon menant par le premier pignon menant lorsque le second pignon est désolidarisé en rotation de l'arbre de commande.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 représente une vue en coupe, schématique et partielle, d'une pompe à huile conforme à l'invention,
  • la figure 2 représente une vue en coupe schématique selon la ligne AA de la figure 1.
L'invention va à présent être décrite en référence aux figures 1 et 2.
L'invention concerne une pompe à huile à engrenages extérieurs destinée à alimenter le circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne.
La pompe comporte classiquement un boítier 1 comprenant un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement débouchant dans un évidement intérieur dans lequel sont disposés un pignon menant 2 et un pignon mené 3. Le pignon menant 2 est solidaire en rotation d'un arbre 10 de commande ou arbre moteur entraíné en rotation depuis le vilebrequin. Le pignon mené 3 est quant à lui solidaire en rotation d'un arbre mené 11 monté libre en rotation dans le boítier 1 de la pompe.
Les axes de rotations des pignons menant 2 et mené 3 sont parallèles et disposés de façon que les pignons 2, 3 s'engrènent mutuellement pour transférer l'huile de l'orifice d'aspiration vers l'orifice de refoulement, c'est-à-dire de l'amont E vers l'aval S comme représenté aux figures 1 et 2.
Selon l'invention, la pompe comporte une seconde paire de pignons menant 4 et mené 5 montés respectivement sur les arbres de commande 10 et mené 11. Par ailleurs, la pompe est pourvue de moyens 6 à 9 de manoeuvre aptes à, sélectivement, désolidariser ou rendre solidaire en rotation le second pignon 4 menant de l'arbre 10 de commande, en fonction de la pression de refoulement de la pompe.
Les deux pignons menants 2, 4 sont montés côte-à-côte sur l'arbre de commande 10, le second pignon 4 menant étant monté libre en rotation sur cet arbre 10. Les deux pignons menés 3, 5 sont montés côte-à-côte sur l'arbre mené 11 de façon à engrener respectivement avec les deux pignons 2, 4 menants. Les deux pignons menés 3, 5 sont montés libres en rotation sur l'axe mené 11. Bien sûr, on peut envisager une variante dans laquelle le pignon mené 3 qui engrène avec le premier pignon 2 menant soit lié en rotation avec l'arbre mené 11, c'est-à-dire que les pignons de la première paire de pignons sont liés rigidement en rotation avec leur arbre 10, 11 respectif.
Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, les moyens 6 à 9 de manoeuvre comprennent une clavette 8 mobile radialement par rapport à l'arbre 10 de commande dans un alésage ou couloir formé dans le corps du pignon 4 et se prolongeant dans le corps de l'arbre 10 de commande.
Un ressort de compression 9 est disposé au fond du couloir prévu pour la clavette 8. Le ressort 9 de compression est en appui par l'une de ses extrémités sur le fond du couloir, à l'intérieur du second pignon menant 4. L'autre extrémité du ressort 9 est en appui sur une première extrémité de la clavette 8.
Un perçage d'amenée 6, 7 destiné à mettre en relation l'huile refoulée avec la seconde extrémité de la clavette 8, est formé dans une paroi du boítier 1 de la pompe et se prolonge longitudinalement dans le corps de l'arbre 10 de commande pour déboucher dans le couloir de la clavette 8.
Ainsi, le ressort 9 sollicite en permanence la clavette 8 vers une position de solidarisation en rotation du second pignon 4 menant et de l'arbre 10 de commande. L'huile refoulée qui transite dans le conduit d'amenée 6, 7 exerce une action sur la clavette 8 qui est antagoniste à celle exercée par le ressort 9.
La raideur du ressort 9 est déterminée de façon que, lorsque la pression de refoulement de la pompe est inférieure à une pression Pmax déterminée, la clavette 8 est dans une position dans son couloir dans laquelle elle rend solidaire en rotation le second pignon 4 menant et l'arbre de commande 10. C'est-à-dire que la cylindrée de la pompe est assurée par la première paire 2, 3 et la seconde paire 4, 5 de pignons.
Lorsque la pression de refoulement de la pompe excède cette pression Pmax déterminée, la clavette 8 est déplacée dans son couloir par l'huile sous pression dans le corps du pignon 4, de façon à désolidariser en rotation le second pignon 4 menant et l'arbre de commande 10. C'est-à-dire que la cylindrée de la pompe est assurée alors uniquement par la première paire de pignons 2, 3.
La valeur de la pression Pmax au-delà de laquelle le second pignon 4 menant n'est plus entraíné en rotation par l'arbre de commande 10 est déterminée aisément en fonction des caractéristiques de fonctionnement du moteur et de la pompe.
Avantageusement, une rainure 12 radiale peut être formée sur l'arbre 10 de commande au niveau des faces latérales adjacentes des deux pignons menants 2, 4. Le perçage d'amenée 6, 7 de l'huile débouche dans la rainure 12 radiale de façon qu'une partie de l'huile qui transite dans le conduit d'amenée 6, 7 forme un film d'huile entre les deux pignons 2, 4 menants. Ce film d'huile empêche ainsi l'entraínement en rotation par friction du second pignon 4 par le premier pignon 2 lorsque le second pignon 4 est désolidarisé en rotation de l'arbre 10 de commande.
On conçoit donc aisément que la pompe à huile selon l'invention est d'une structure simple, car elle fait intervenir un nombre peu important de pièces.
Par ailleurs, le mécanisme permettant de faire varier la cylindrée de la pompe en fonction de la pression de refoulement peut être appliqué à des pompes existantes, sans imposer de grandes modifications et sans augmenter leur encombrement.
Bien entendu, l'invention ne saurait se limiter à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. Ainsi, d'autres modes de réalisation à la portée de l'homme du métier entrent également dans le cadre de l'invention. Par exemple, il est possible de prévoir plus d'un pignon menant pouvant être désolidarisé de l'arbre de commande 10. Dans ce cas, les moyens de manoeuvre (clavette mobile, ressort de rappel et conduit d'amenée d'huile) des différents pignons menants peuvent être conformés pour désolidariser ces pignons menants de l'arbre de commande à des valeurs différentes de pression de refoulement de la pompe. De cette façon, la pompe à huile adapte plus finement sa cylindrée aux besoins du moteur.
De même, tout autre agencement de ces moyens de manoeuvre, qui assure la même fonction que celle décrite ci-dessus, entre dans le cadre de la présente invention. La rainure radiale prévue pour ménager un film d'huile entre deux pignons menants adjacents peut quant à elle être formée également sur les faces latérales du ou des pignons manants concernés.
Enfin, bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, dans le cadre de l'objet de la protection défini par les revendications.

Claims (4)

  1. Pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne comportant un boítier (1) comprenant un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement débouchant dans un évidement intérieur dans lequel sont disposés un pignon menant (2) solidaire en rotation d'un arbre (10) de commande et un pignon mené (3) monté sur un arbre mené (11), les pignons (2, 3) étant et aptes à s'engrener mutuellement pour transférer l'huile de l'orifice d'aspiration vers l'orifice de refoulement, la pompe comporte au moins une seconde paire de pignons menant (4) et mené (5) s'engrenant mutuellement, montés respectivement sur les arbres de commande (10) et mené (11), et des moyens (6 à 9) de manoeuvre aptes à désolidariser ou rendre solidaire en rotation le second pignon (4) menant et l'arbre (10) de commande, en fonction de la pression de refoulement de la pompe, où le second pignon (4) menant est monté libre en rotation sur l'arbre (10) de commande, les moyens de manoeuvre (6 à 9) comportant une clavette (8) mobile, des moyens (9) de rappel sollicitant la clavette (8) dans une position de solidarisation en rotation du second pignon (4) menant avec l'arbre (10) de commande, un perçage d'amené (6, 7) étant ménagé dans le corps du boítier (1) et dans l'arbre (10) de commande, pour mettre en relation l'huile refoulée avec la clavette (8) de façon que, lorsque la pression de refoulement de la pompe excède une pression (Pmax) déterminée, la clavette (8) est déplacée de façon à rendre désolidariser en rotation le second pignon (4) menant et l'arbre (10) de commande, caractérisé en ce que la clavette (8) est mobile radialement par rapport à l'arbre (10) de commande dans un alésage ou couloir formé dans le corps du second pignon (4) menant et se prolongeant dans le corps de l'arbre (10) de commande, lorsque la pression de refoulement excède la pression (Pmax) déterminée, la clavette (8) est déplacée dans son couloir.
  2. Pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (6 à 9) de manoeuvre assurent automatiquement la désolidarisation en rotation du second pignon (4) menant et de l'arbre (10) de commande lorsque la pression de refoulement de la pompe est supérieure à une pression (Pmax) déterminée, et rendent solidaires en rotation le second pignon (4) menant de l'arbre (10) de commande lorsque la pression de refoulement de la pompe est inférieure à cette pression (Pmax).
  3. Pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le perçage d'amenée (6, 7) est formé dans une paroi du boítier (1) de la pompe et se prolonge longitudinalement dans le corps de l'arbre (10) de commande pour déboucher dans le couloir de la clavette (8), les moyens de rappel étant constitués d'un ressort (9) de compression en appui par une de ses extrémités sur le fond du couloir prévu pour la clavette (8) et par son autre extrémité sur la clavette (8).
  4. Pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les pignons menants (2, 4) sont montés côte à côte sur l'arbre de commande 10, et en ce que le perçage d'amenée (6, 7) de l'huile débouche dans une rainure (12) radiale formée sur l'arbre (10) de commande et dans le corps de l'un au moins des pignons (2, 4) menants, au niveau des faces latérales adjacentes des deux pignons menants (2, 4), pour ménager un film d'huile entre ces derniers et empêcher l'entraínement en rotation du second pignon (4) menant par le premier pignon (2) menant lorsque le second pignon (4) est désolidarisé en rotation de l'arbre (10) de commande.
EP19990402312 1998-09-22 1999-09-22 Pompe à huile pour circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne Expired - Lifetime EP0989303B1 (fr)

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