[0001] La présente invention a pour objet un dispositif tournant à engrenages pour la circulation
d'un liquide.
[0002] De façon plus précise l'invention concerne un dispositif tournant du type à engrenages
pouvant fonctionner soit comme une pompe pour la mise en circulation d'un liquide,
notamment un hydrocarbure soit comme un débitmètre pour mesurer un débit de liquide
en circulation, notamment un hydrocarbure.
[0003] Les pompes à engrenages, notamment pour la distribution d'hydrocarbures sont bien
connues. La figure 1 représente une telle pompe. Elle comprend un corps de pompe 10
muni d'une conduite d'admission 12 et d'une conduite de refoulement 14 du liquide.
Un engrenage à denture interne 16 est monté à pivotement dans le corps de pompe 10
autour d'un premier axe XX′. A l'intérieur de l'engrenage 16 on trouve un engrenage
18, par exemple menant, à denture externe qui est entrainé en rotation autour d'un
axe YY′ parallèle à l'axe XX′. L'engrenage 18 engrêne partiellement avec l'engrenage
16 du fait de son excentrement. Une pièce 20, dont les génératrices sont parallèles
aux axes XX′ et YY′ sépare sur une partie de leur circonférence, les engrenages 16
et 18. L'engrenage 16 comporte des ouvertures 22, correspondant aux fonds de dent,
qui permettent au liquide de passer de l'aspiration à la zone interne à l'engrenage
16 et de ladite zone interne vers le refoulement. Sous l'effet des mouvements relatifs
de rotation des engrenages 16 et 18 du liquide est aspiré de la conduite d'aspiration
12 vers la zone interne à l'engrenage 16 puis refoulé de cette zone interne vers la
conduite de refoulement 14. Le principe de telles pompes est bien connu mais leur
fabrication est délicate et onéreuse. En particulier la fabrication de l'engrenage
externe à denture interne, qui doit permettre le montage de l'engrenage interne à
denture externe, est très onéreuse. En effet il est impossible de réaliser intégralement
cette pièce qui a une forme de cage d'écureuil par moulage ou par frittage.
[0004] Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif tournant à engrenages,
notamment une pompe à engrenages du type précité, dont au moins l'engrenage externe
peut être réalisé par moulage ou par frittage.
[0005] Pour atteindre ce but le dispositif tournant pour la circulation de liquide qui comprend
un carter muni d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie, et dans ledit
carter un premier organe tournant muni d'un axe de rotation et d'une denture externe,
et un deuxième organe tournant entourant ladite première denture et guidé en rotation
autour d'un deuxième axe parallèle au premier, ledit deuxième organe comportant une
denture interne pour coopérer avec une partie de ladite denture externe et des orifices
pour permettre audit liquide de pénêtrer dans ledit deuxième organe, se caractérise
en ce que ledit deuxième organe est constitué par deux couronnes circulaires montées
dans ledit carter selon deux plans perpendiculaires audit premier axe, et par une
pluralité d'éléments longitudinaux montés entre lesdites couronnes parallèlement à
l'axe X,X′,ayant en section droite la forme d'une dent d'engrenage, lesdits éléments
longitudinaux n'étant pas solidaires desdites couronnes.
[0006] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de plusieurs
modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description
se réfère au dessin annexé sur lequel :
La figure 1, déjà décrite, montre en coupe et en élévation une pompe à engrenages
de type connu ;
La figure 2 est une vue éclatée d'un mode de réalisation de la pompe à engrenages
;
La figure 3a est une vue partielle de face d'une partie des éléments formant l'éngrenage
externe de la pompe;
La figure 3b est une vue partielle en coupe verticale de l'élément d'engrenage de
la figure 3a ;
La figure 4a est une vue en coupe axiale de l'engrenage interne de la pompe à engrenage;
et
La figure 4b est une vue de gauche de l'engrenage interne de la figure 4a.
[0007] En se référant tout d'abord à la figure 2 on va décrire un mode de réalisation d'une
pompe à engrenages selon l'invention.
[0008] La pompe comprend un corps formé par un carter principal 30 fermé par un flasque
32. Le carter 30 définit une cavité cylindrique 34 d'axe XX′. Dans la cavité 34 débouchent
une conduite d'aspiration 36 visible sur la figure 2 et une conduite de refoulement
non représentée. La paroi 38 du carter 30 perpendiculaire à l'axe XX′ comporte un
palier - butée 40 dont l'axe YY′ est décalé par rapport à l'axe XX′ comme le montre
la figure 2.
[0009] Le flasque 32, dont la périphérie 42 peut être fixée par tout moyen convenable sur
le bord 44 carter 30 définit un palier 46 dont l'axe est confondu avec l'axe YY′ lorsque
le flasque 32 est monté sur le carter 30. Le flasque 32 comporte sur sa face interne
une extension 48 qui définit la pièce en forme de demi-lune 20 de la figure 1. La
face externe 50 du prolongement 48 est une portion de cylindre de révolution d'axe
XX′ alors que sa face interne 52 est une portion de cylindre de révolution d'axe YY′
. La cavité 34 a une forme générale cylindrique limitée par la paroi latérale 39 et
par deux parois d'extrémité 38 et 41 (flasque 32)
[0010] A l'intérieur du corps de pompe est monté un engrenage externe 100
[0011] En se référant aux figures 3a et 3b on va décrire un mode de réalisation de l'engrenage
externe 100 de la pompe à engrenages selon l'invention. L'engrenage externe référencé
100 comprend deux couronnes circulaires d'extrémité 102 et 104 et une pluralité d'éléments
longitudinaux 106, tous identiques, qui sont disposés selon l'axe XX′ de l'engrenage
externe 100. Chaque couronne 102 ou 104, comporte sur sa périphérie des encoches 108
en nombre égal au nom des éléments longitudinaux 106. Les encoches 108 ont une profondeur
inférieure à l'épaisseur de la couronne 102 ou 104 de telle sorte que l'épaisseur
résiduelle sert de butée axiale selon la direction XX′ pour les éléments longitudinaux
106. Il y en a neuf dans l'exemple décrit. Les encoches 108 sont usinées pour recevoir
les extrémités des éléments longitudinaux 106 avec un leger jeu comme le montrent
les figures 3a et 3b. Les éléments longitudinaux ont, en section droite, la forme
d'une dent d'engrenage.
[0012] La pompe comprend également un engrenage interne 80. Comme le montre la figure 4a
l'éngrenage 80 comprend un arbre 82 sur lequel est fixé un pignon 84 à denture externe.
Le pignon 84 a par exemple sept dents qui sont taillées pour pouvoir engrener avec
les dents de l'engrenage externe formées par les éléments longitudinaux 106. L'arbre
82 comprend une première extrémité 86 qui forme une portée pour le palier 40 du corps
de pompe et, de l'autre côté du pignon 82, une portée 88 pour le palier 46 du flasque
32 et une extrémité 90 de fixation à un organe moteur.
[0013] On comprend qu'en montant successivement dans la cavité 36 du corps de pompe 30 la
couronne 104, les éléments longitudinaux 106 et la couronne 102 on reconstitue exactement
la structure de l'engrenage externe 100. Les éléments longitudinaux 106 sont maintenus
axialement par les couronnes circulaires 102 et 104 disposées dans des plans perpendiculaires
à l'axe XX′ et ils sont maintenus radialement par la paroi latérale cylindrique de
cette même cavité 36. De même les couronnes 102 et 104 sont maintenues en place par
la paroi latérale 39 et par les parois d'extrémité 38 et 41 de la cavité 36. Selon
l'axe X,X′ le montage présente un leger jeu pour absorber les effets de dilatation
thermique différentielle. Les différentes pièces formant l'engrenage externe 100 peuvent
aisément être réalisées par moulage ou par frittage (acier fritté). Cela est vrai
surtout pour les couronnes 102 et 104. En ce qui concerne les éléments longitudinaux
106 ils peuvent être avantageusement découpés dans une tige en Delrin ayant une section
droite convenable. De préférence les éléments longitudinaux 106 et les encoches 108
sont limités par des portions de surfaces cylindriques de révolution autour d'un même
axe, ces axes étant parallèles à l'axe X,X′. Ainsi chaque élément longitudinal guidé
par les deux encoches 108, a une possibilité réduite de pivotement autour de son axe
lorsqu'il engrène avec une dent de l'engrenage interne.
[0014] En variante les encoches 108 ménagées dans les couronnes 102 et 104 peuvent faire
toute l'épaisseur de celles-ci. Dans ce cas, après montage des pièces formant l'engrenage
externe, les éléments longitudinaux 106 sont maintenus longitudinalement par les parois
internes du carter et du flasque perpendiculaires à l'axe XX′.
[0015] Dans la description précédente on a considéré qu'il s'agissait d'une pompe à engrenages
pour mettre en circulation un liquide, l'arbre 82 de l'engrenage interne étant entrainé
en rotation. On comprend cependant que le même appareil peut fonctionner en débitmètre,
la rotation de l'arbre 90 étant représentative du débit, le liquide traversant le
carter du débitmètre.
1. Dispositif tournant pour la circulation de liquide comprenant un carter (30) muni
d'une ouverture d'entrée (12, 36) et d'une ouverture de sortie (14) et, dans ledit
carter, un premier organe tournant (80) muni d'un axe de rotation (Y, Y′) et d'une
denture externe (84), et un deuxième organe tournant (54, 100)entourant ladite première
denture et guidé en rotation autour d'un deuxième axe (XX′) parallèle au premier ledit
deuxième organe comportant une denture interne pour coopérer avec une partie de ladite
denture externe et des orifices pour permettre audit liquide de pénêtrer dans ledit
deuxième organe, caractérisé en ce que ledit deuxième organe (54) est constitué par
deux couronnes circulaires (102, 104) montées dans ledit carter (30) selon deux plans
perpendiculaires audit premier axe (Y, Y′), et par une pluralité d'éléments longitudinaux
(106) montés entre lesdites couronnes selon la direction X,X′, ayant en section droite
la forme d'une dent d'engrenage, lesdites couronnes (102, 104) présentant sur leur
périphérie des encoches (108) régulièrement réparties pour recevoir les extrémités
desdits éléments longitudinaux (106), lesdits éléments longitudinaux n'étant pas solidaires
desdites couronnes.
2. Dispositif tournant selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites couronnes
(102, 104) sont maintenues en place dans ledit carter (30) par la face latérale cylindrique
(39) de celui-ci par ses faces d'extrémité (38, 41) perpendiculaires a l'axe X,X′.
3. Dispositif tournant selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé
en ce que lesdits éléments longitudinaux (106) sont montés dans lesdites couronnes
(102, 104) avec un jeu selon la direction de l'axe X,X′.
4. Dispositif tournant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que lesdits éléments longitudinaux (106) sont réalisés en un matériau plastique
et que lesdites couronnes (102, 104) sont en métal.