FR2585083A1 - PURE HYDRAULICALLY ACTUATED DEVICE FOR HYDROSTATIC COMPENSATION OF GEAR TYPE HYDRAULIC PUMPS AND MOTORS - Google Patents
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- F04C15/0026—Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
Abstract
Description
i La présente invention concerne les pompes ou moteurs à engrenages donti The present invention relates to pumps or gear motors of which
les pignons portés par desthe gables carried by
arbres sont disposés entre deux coussinets qui sont ap- shafts are arranged between two bearings which are ap-
pliqués sous pression contre les faces latérales des pignons. La technique antérieure a enseigné de nombreux moyens pour appliquer sur les coussinets des forces dites pressed under pressure against the side faces of the gables. The prior art has taught many ways to apply so-called forces to the pads.
de compensation et le plus souvent la technique anté- compensation and most often the prior technique
rieure prévoit de délimiter des chambres de compensation entre les coussinets et des couvercles fermant le corps rieure plans to delimit compensation chambers between the pads and covers closing the body
de pompe ou de moteur sur ses cotés latéraux. pump or motor on its lateral sides.
Dans certaines publications, par exemple dans le brevet USA 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 i 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 In certain publications, for example in US Pat. No. 3,473,476, compensation chambers are delimited by partitions placed in grooves, these partitions forming, so to speak, joints between the pads and the covers. It is the same in French patent i 598 392 which uses seals arranged in grooves of the pump or motor body, these seals delimiting chambers of complex shape in which liquid is brought to a pressure which corresponds to that which is exerted on the opposite face of the bearing, that is to say that turned
vers les pignons.towards the gables.
D'autres publications montrent encore des joints et chambres analogues. C'est le cas en particulier des Other publications also show similar seals and chambers. This is particularly the case for
brevets USA 3 482 524 et 3 142 260.US patents 3,482,524 and 3,142,260.
La Demanderesse a elle-même enseigné, en parti- The Applicant herself taught, in part
culier dans son brevet français 73 02257, une disposition analogue dans laquelle un joint est prévu soit dans les coussinets, soit dans le couvercle pour délimiter des culier in its French patent 73 02257, a similar arrangement in which a seal is provided either in the bearings or in the cover to delimit
chambres de compensation.clearing houses.
Les dispositions ci-dessus donnent généralement satisfaction mais se sont révélées imparfaites pour des pompes ou moteurs hydrauliques travaillant sous très haute pression. 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 The above arrangements are generally satisfactory but have proved to be imperfect for hydraulic pumps or motors working under very high pressure. Indeed, the joints and the partitions to maintain them constitute generally fragile assemblies. In addition, when partitions are provided, this limits the surface on which the
pression de compensation.compensation pressure.
L'invention résoud 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, cette pression s'exerçant également sur toute la surface du joint d'étanchéité délimitant les zones de pression d'équilibrage. Conformément à l'invention, le dispositif de The invention solves this problem by making it possible to exert compensating pressures over the entire useful surface of the bearings of a pump or of a motor and this whatever the direction of rotation of the pinions, this pressure also being exerted on the entire surface of the seal delimiting the balancing pressure zones. In accordance with the invention, the device for
compensation hydrostatique pour pompe ou moteur hydrau- hydrostatic compensation for hydraulic pump or motor
lique à engrenage dans lequel au moins un coussinet de support'des pignons est monté coulissant dans le corps de pompe et délimite avec un couvercle du corps de pompe des chambres de compensation bordées par au moins un joint et dans lesquelles une pression est développée pour maintenir le coussinet appliqué contre la face latérale des engrenages est caractérisé en ce que le joint présente une section en U pour délimiter une rainure mise en communication avec une haute pression régnant gearbox in which at least one pinion support bearing is slidably mounted in the pump body and delimits with a pump body cover compensation chambers bordered by at least one seal and in which a pressure is developed to maintain the bearing applied against the lateral face of the gears is characterized in that the seal has a U-shaped section to delimit a groove placed in communication with a prevailing high pressure
dans la pompe ou le moteur.in the pump or motor.
Diverses autres caractéristiques de l'invention Various other features of the invention
ressortent d'ailleurs du dessin détaillé qui suit. moreover emerge from the detailed drawing which follows.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au An embodiment of the object of the invention is shown, by way of nonlimiting example, at
dessin annexé.attached drawing.
La fig. 1 est une coupe transversale d'une pompe ou d'un moteur à engrenage d'un type faisant l'objet Fig. 1 is a cross section of a gear pump or motor of a type which is the subject
de l'invention.of the invention.
La fig. 2 est une coupe vue sensiblement suivant Fig. 2 is a section seen substantially along
la ligne II-II de la fig. 1.line II-II of fig. 1.
La fig. 3 est une coupe partielle en partie sché- Fig. 3 is a partial section partly dried
matique vue sensiblement suivant la ligne III-III de matic view substantially along line III-III of
la fig. 2.fig. 2.
La fig. 4 est une coupe très agrandie du détail A Fig. 4 is a very enlarged section of detail A
de la fig. 3.of fig. 3.
La description qui suit se réfère à une pompe The following description refers to a pump
hydraulique à engrenage 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 mme façon à un moteur hydraulic gear which is constituted to be able to operate in either of the two possible directions of rotation. All of the following apply in the same way to an engine
hydraulique et, le cas échéant, à une pompe ou à un moteur hydrau- hydraulic and, where applicable, to a hydraulic pump or motor
lique destiné à fonctionner seulement dans un seul sens de rotation. intended to operate only in one direction of rotation.
La différence essentielle existant avec la pompe décrite résiderait dans la conformation différente que présenteraient alors The essential difference existing with the pump described would reside in the different conformation that would then present
les chambres ou espaces dits de compensation. so-called compensation rooms or spaces.
La pompe comporte un corps 1 délimitant une The pump comprises a body 1 defining a
cavité 2 de forme ovoide.ovoid cavity 2.
Le corps i est fermé sur chacun de ses deux côtés par des couvercles 3, 4 qui y sont reliés par des pions de centrage 5. La cavité 2 contient des coussinets ou paliers 6, 7 pouvant coulisser à frottement doux. Les coussinets 6, 7 supportent des arbres menant 8 et mené 9 The body i is closed on each of its two sides by covers 3, 4 which are connected to it by centering pins 5. The cavity 2 contains bearings or bearings 6, 7 which can slide with gentle friction. The bearings 6, 7 support driving shafts 8 and driven 9
sur lesquels sont calés des pignons 8a et 9a. on which are pinions 8a and 9a.
Dans l'exemple décrit,.l'arbre 8 constituant l'arbre menant fait saillie du couvercle 3 tandis que l'arbre 9 est complètement inclus à l'intérieur de la pompe. Les coussinets ou paliers 6, 7 respectivement appelés palier avant et palier arrière présentent une rainure 10 en forme de 8 avec des prolongements radiaux In the example described, the shaft 8 constituting the driving shaft projects from the cover 3 while the shaft 9 is completely included inside the pump. The bearings or bearings 6, 7 respectively called front bearing and rear bearing have an 8-shaped groove 10 with radial extensions
11, lia, llb, llc, l1d, lie délimitant des zones d'équi- 11, lia, llb, llc, l1d, lie delimiting areas of equi-
librage 12, 13, 14, 15, 16 et 17.librage 12, 13, 14, 15, 16 and 17.
Pour que les coussinets 6, 7 soient toujours main- So that the pads 6, 7 are always hand-
tenus appliqués contre les faces latérales des pignons de la pompe ou du moteur, des conduits ou rainures 18, held applied against the lateral faces of the pinions of the pump or of the motor, of the conduits or grooves 18,
19, 20, 21 traversent les coussinets pour mettre en com- 19, 20, 21 pass through the pads to bring into contact
munication les entre-dents des pignons avec l'espace de très faible épaisseur qui sépare l'autre face des munication the gears of the gables with the very thin space which separates the other side of the
coussinets des couvercles.cover pads.
De même, si l'on considère le sens de circulation du liquide de travail illustré par les flèches fl et Similarly, if we consider the direction of circulation of the working liquid illustrated by the arrows fl and
f2 de la fig. 2, les conduits d'admission 24 et de refou- f2 of fig. 2, the inlet 24 and outlet ducts
lement 25, sont également mis en communication respec- tivement avec l'espace 12 et 13 compris entre chaque 25, are also put into communication respectively with the space 12 and 13 between each
coussinet et chaque couvercle.pad and each cover.
Les zones d'équilibrage sur lesquelles viennent s'appliquer les pressions régnant dans la pompe ou le moteur, sont délimitées et rendues étanches par un joint 26 de section en forme de U et qui est emboité dans la rainure 10 comme illustré par la fig. 4 et qui forme The balancing zones on which the pressures prevailing in the pump or the motor are applied, are delimited and sealed by a seal 26 of U-shaped section which is fitted into the groove 10 as illustrated in FIG. 4 and that forms
une rainure continue 27.a continuous groove 27.
Les conduits 22 et 23 traversant les coussinets, mettent en communication le fluide sous pression se The conduits 22 and 23 passing through the bearings, bring the pressurized fluid into communication
trouvant entre les entre-dents des pignons avec l'inté- finding pinions between the teeth with the interior
rieur de la partie en forme de U du joint 26. of the U-shaped part of the seal 26.
Le dessin montre que les conduits 22 et 23 sont The drawing shows that the conduits 22 and 23 are
diamétralement opposés.diametrically opposite.
La réalisation décrite et représentée fait ap- The realization described and represented makes ap-
paraltre que le joint 26 en forme de U qui délimite les zones de pression d'équilibrage 12 à 17J est lui-même soumis intérieurement à une pression hydraulique provenant des conduits 22 et 23 qui sont symétriques aux pignons seem that the U-shaped seal 26 which delimits the balancing pressure zones 12 to 17J is itself internally subjected to hydraulic pressure coming from the conduits 22 and 23 which are symmetrical with the pinions
menant et mené.leading and leading.
Ce qui précède montre que la pression régnant dans les conduits 22 et 23 est toujours la même quelque soit le sens de rotation de la pompe ou du moteur, The above shows that the pressure prevailing in the conduits 22 and 23 is always the same regardless of the direction of rotation of the pump or the motor,
l'expérience faisant apparaître que.cette pression cor- experience showing that this pressure
respond sensiblement à la plus forte pression régant responds substantially to the highest pressure prevailing
dans la pompe ou le moteur.in the pump or motor.
A titre d'exemple pour un fonctionnement en pompe, si l'on considère la fig. 2 et le sens de rotation de l'arbre menant suivant la flèche fl, la haute pression est établie dans le conduit de sortie 25 et la basse pression dans le conduit 24; la zone d'équilibrage 13 As an example for pump operation, if we consider fig. 2 and the direction of rotation of the driving shaft according to arrow fl, the high pressure is established in the outlet conduit 25 and the low pressure in the conduit 24; balancing zone 13
est aussi soumise à la haute pression. is also subject to high pressure.
Par suite des jeux fonctionnels les zones 16 et 17 sont également soumises à la haute pression du fait de la communication des conduits 20 et 21. La pression est également élevée dans les zones 14 et 15 du fait As a result of the functional clearances zones 16 and 17 are also subjected to high pressure due to the communication of the conduits 20 and 21. The pressure is also high in zones 14 and 15 due
de la communication réalisée par les conduits 18 et 19. of the communication carried out by the conduits 18 and 19.
La zone 12 est soumise à la basse pression ou à la Zone 12 is subject to low pressure or
pression d'admission.inlet pressure.
Parallèlement, le joint 26 alimenté par les con- At the same time, the seal 26 supplied by the connectors
duits 22 et 23 est soumis à la haute pression sur toute duits 22 and 23 is subjected to high pressure on any
son étendue.its extent.
La haute pression régnant dans la rainure 27 du joint d'étanchéité 26 en U appuie ledit joint par l'intermédiiare de sa garniture anti-extrusion 28 sur The high pressure prevailing in the groove 27 of the U-shaped seal 26 presses the said seal through its anti-extrusion seal 28 on
le couvercle avant 3 ou arrière 4 de la pompe en provo- the front cover 3 or rear 4 of the pump provo-
quant une auto-6tanchéité entre les zones 13, 16 et 17 et 14, 15 et 12, la pression régnant dans la rainure 27 étant toujours égale ou supérieure à la pression régnant as for a self-sealing between the zones 13, 16 and 17 and 14, 15 and 12, the pressure prevailing in the groove 27 always being equal to or greater than the prevailing pressure
dans les zones ci-dessus.in the areas above.
De préférence, la garniture anti-extrusion s'étend comme représenté à la fig. 4 sur toute la surface d'appui du joint portant contre le couvercle 11 et le joint Preferably, the anti-extrusion lining extends as shown in FIG. 4 over the entire bearing surface of the seal bearing against the cover 11 and the seal
ménage un léger jeu avec le fond de la rainure 10. make a slight play with the bottom of groove 10.
Selon l'invention, l'étanchéité entre les zones d'équilibrage est donc réalisée par l'intermédiaire d'un joint élastique sousmis aux seuls effets de la pression régnant dans la zone haute pression de la pompe ou du According to the invention, the seal between the balancing zones is therefore achieved by means of an elastic seal submitted solely to the effects of the pressure prevailing in the high pressure zone of the pump or of the
moteur et en aucun cas par la compression de ce joint. engine and in no case by the compression of this seal.
L'équilibrage est donc ainsi complètement réalisé Balancing is thus completely achieved
par des poussées hydrauliques indépendantes d'une com- by hydraulic thrusts independent of a com-
pression mécanique d'un joint mécanique. mechanical pressure of a mechanical seal.
Les forces d'équilibrage et d'appui des cous- The balancing and support forces of the necks
sinets 6, 7 sur les pignons 10, 11 sont donc réalisées par le produit de la pression régnant dans les conduits 24 et 25 d'une part et d'autre part dans les conduits 18, 19 et 20, 21 par les sections correspondantes des zones 12, 13, 14, 15, 16 et 17 augmenté de la force d'équilibrage provoquée par la pression dans les conduits 22 et 23 par la surface du joint 26. Du fait de la symétrie du joint 26 par rapport à l'axe x - x de la pompe ou du moteur un fonctionnement alternatif dans l'un et l'autre sens de rotation est possible indépendamment des pressions d'entrée et de sinets 6, 7 on the pinions 10, 11 are therefore produced by the product of the pressure prevailing in the conduits 24 and 25 on the one hand and on the other hand in the conduits 18, 19 and 20, 21 by the corresponding sections of the zones 12, 13, 14, 15, 16 and 17 increased by the balancing force caused by the pressure in the conduits 22 and 23 by the surface of the seal 26. Due to the symmetry of the seal 26 relative to the axis x - x of the pump or the motor alternating operation in either direction of rotation is possible independently of the inlet pressures and
sortie, les conduits 22 et 23 de communication alimen- output, the communication conduits 22 and 23 supplied
- tant la rainure 27 du joint 26 toujours à la valeur de - both the groove 27 of the seal 26 always at the value of
lahaute pression.high pressure.
Cette haute pression régnant sur le joint 26 et indépendante du sens de rotation, applique celui-ci sur This high pressure prevailing on the seal 26 and independent of the direction of rotation, applies the latter to
le pourtour de la rainure 10 et des couvercles en as- the periphery of the groove 10 and the lids as
surant parfaitement l'étanchéité entre les zones d'équi- ensuring perfect sealing between the equilibrium zones
librage et les zones basse pression régnant dans les alésages des arbres menant et mené. La haute pression dans la rainure 27 tend aussi à appliquer les extrémités des prolongements radiaux 11, lia, l1b, 11c, lld et lile contre la paroi interne du corps de pompe 1 en empêchant librage and low pressure zones prevailing in the bores of the driving and led shafts. The high pressure in the groove 27 also tends to apply the ends of the radial extensions 11, lia, l1b, 11c, lld and lile against the internal wall of the pump body 1 preventing
ainsi toutes fuites.thus all leaks.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de The invention is not limited to the embodiment shown and described in detail, because various modifications can be made thereto without departing from
son cadre.its frame.
Claims (8)
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Family Applications (1)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0211723B1 (en) | 1989-08-30 |
| DE3665351D1 (en) | 1989-10-05 |
| JPS6248978A (en) | 1987-03-03 |
| JP2572016Y2 (en) | 1998-05-20 |
| FR2585083B1 (en) | 1989-09-01 |
| EP0211723A1 (en) | 1987-02-25 |
| JPH0680885U (en) | 1994-11-15 |
| ATE46017T1 (en) | 1989-09-15 |
| DE211723T1 (en) | 1987-07-02 |
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