Dispositif à action hydraulique pure pour la compensation hydrostatique de pompes et moteurs hydrauliques du type à engrenage

Description

[0001] 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.

[0002] La technique antérieure a enseigné de nombreux 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.

[0003] 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 te 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.

[0004] D'autres publications montrent encore des joints et chambres analogues. C'est le cas en particulier des brevets USA 3 482 524 et 3 142 260.

[0005] La Demanderesse a elle-même enseigné, en particulier dans son brevet français FR-A 2 215 103, une disposition analogue dans laquelle un joint est prévu, soit dans des coussinets, soit dans le couvercle pour délimiter des chambres de compensation.

[0006] 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 pression de compensation.

[0007] 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, cette pression s'exerçant également sur toute la surface du joint d'étanchéité délimitant les zones de pression d'équilibrage.

[0008] Le document EP-A 0 093 917 concerne le même type de machine que l'invention; ici cependant le joint excerce une pression élastique permanente.

[0009] Si une telle pression a lieu, alors que les pressions se sont égalisées pendant le non fonctionnement de la pompe ou du moteur, cela tend à provoquer des déformations de certaines parties du joint, notamment de la partie anti-extrusion, qui peut être gauchie.

[0010] Conformément à l'invention, le dispositif de compensation hydrostatique pour pompe ou moteur hydraulique à engrenage dans lequel des coussinets de support des pignons sont montés coulissant dans le corps de pompe et délimitent avec des couvercles du corps de pompe des chambres de compensation bordées par au moins un joint et dans lesquelles une pression est développée pour maintenir les coussinets appliqués contre les faces latérales des engrenages est caractérisé en ce que le joint présente une section en U, dont le fond est tourné vers un couvercle pour délimiter une rainure mise en communication avec une haute pression régnant dans la pompe ou le moteur, et est muni d'une garniture anti-extrusion appliquée contre le couvercle soumise à la pression sur toute sa surface et s'étendant sur toute sa surface d'appui, le joint ménageant en outre un leger jeu avec le fond du la rainure.

[0011] Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit;

[0012] Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé.

[0013] La fig. 1 est une coupe transversale d'une pompe ou d'un moteur à engrenage d'un type faisant l'objet de l'invention.

[0014] La fig. 2 est une coupe vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1.

[0015] La fig. 3 est une coupe partielle, en partie schématique, vue sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 2.

[0016] La fig. 4 est une coupe très agrandie du détail A de la fig. 3.

[0017] La description qui suit se réfère à une pompe hydraulique à engrenage qui est constituée pour pouvoir fonctionner dans l'un et l'autre des deux sens de rotation possibles.

[0018] 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 différence essentielle existant avec la pompe décrite résiderait dans la conformation différente que présenteraient alors les chambres ou espaces dits de compensation.

[0019] La pompe comporte un corps 1 délimitant une cavité 2 de forme ovoïde.

[0020] Le corps 1 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 sur lesquels sont calés des pignons 8a et 9a.

[0021] 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.

[0022] Les coussinets ou paliers 6, 7 respectivement appelés palier avant et palier arrière présentent une rainure 10 en forme de 8 avec des prolongements radiauxl 1, 11a, 11 b,11 ç,11 d,11 e_délimitantdes zones d'équilibrage (ou chambres de compensation) 12, 13, 14, 15, 16 et 17.

[0023] Pour que les coussinets 6, 7 soient toujours maintenus appliqués contre les faces latérales des pignons de la pompe ou du moteur, des conduits ou rainures 18, 19, 20 21 traversent les coussinets pour mettre en communication les entre-dents des pignons avec l'espace de très faible épaisseur qui sépare l'autre face des coussinets des couvercles.

[0024] De même, si l'on considère le sens de circulation du liquide de travail illustré par les flèches fi et f₂ de la fig. 2, les conduits d'admission 24 et de refoulement 25, sont également mis en communication respectivement avec l'espace 12 et 13 compris entre chaque coussinet et chaque couvercle.

[0025] Les zones d'équilibrage sur lesquelles viennent s'appliquer les pressions régnant dans. la pompe ou le moteur sont délimitées et rendures étanches par un joint 26 de section en forme de U et qui est emboîté dans la rainure 10 comme illustré par la fig. 4 et qui forme une rainure continue 27.

[0026] Les conduits ou rainures 22 et 23 traversant les coussinets, mettent en communication le fluide sous pression se trouvant entre les entre-dents des pignons avec l'intérieur de la partie en forme de U du joint 26.

[0027] Le dessin montre que les conduits 22 et 23 sont diamétralement opposés.

[0028] La réalisation décrite et représentée fait apparaître que le joint 26 en forme de U, qui délimite les zones de pression d'équilibrage 12 à 17, est lui-même soumis intérieurement à une pression hydraulique provenant des conduits 22 et 23 qui sont symétriques aux pignons menant et mené.

[0029] Ce qui précède montre que la pression régnant dans les conduits 22 et 23 est toujours la même, quel que soit le sens de rotation de la pompe ou du moteur, l'expérience faisant apparaître que cette pression correspond sensiblement à la plus forte pression régnant dans la pompe ou le moteur.

[0030] 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 f_i, la haute pression est établie dans le conduit de sortie 25 et la basse pression dans le conduit 24; la zone d'équilibrage 13 est aussi soumise à la haute pression.

[0031] 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 de la communication réalisée par les conduits 18 et 19. La zone 12 est soumise à la basse pression ou à la pression d'admission.

[0032] Parallèlement, le joint 26 alimenté par les conduits 22 et 23 est soumis à la haute pression sur toute son étendue.

[0033] La haute pression régnant dans la rainure 27 du joint d'étanchéité 26 en U appuie ledit joint par l'intermédiaire de sa garniture anti-extrusion 28 sur le couvercle avant 3 ou arrière 4 de la pompe en provoquant une auto-étanchéité 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 dans les zones ci-dessus.

[0034] 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 ménage un léger jeu avec le fond de la rainure 10.

[0035] Selon l'invention, l'étanchéité entre les zones d'équilibrage est donc réalisée par l'intermédiaire d'un joint élastique soumis aux seuls effets de la pression régnant dans la zone haute pression de la pompe ou du moteur et en aucun cas par la compression de ce joint.

[0036] L'équilibrage est donc ainsi complètement réalisé par des poussées hydrauliques indépendantes d'une compression mécanique d'un joint mécanique.

[0037] Les forces d'équilibrage et d'appui des coussinets 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.

[0038] Du fait de la symétrie du joint 26 par rapport à l'axe x - x de la pompe ou du moteur un fonctionnement altematif dans l'un et l'autre sens de rotation est possible indépendamment des pressions d'entrée et de sortie, les conduits 22 et 23 de communication alimentant la rainure 27 du joint 26 toujours à la valeur de la haute pression.

[0039] Cette haute pression régnant sur le joint 26 et indépendante du sens de rotation, applique celui-ci sur le pourtour de la rainure 10 et des couvercles en assurant parfaitement l'étanchéité entre les zones d'équilibrage 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 11,11_a,i 1 _b, i iç,11 d_et i igcontre laparoi interne du corps de pompe 1 en empêchant ainsi toutes fuites.

Revendications

1. Dispositif de compensation hydrostatique pour pompes ou moteurs hydrauliques à engrenage dans lequel des coussinets de support des pignons sont montés coulissant dans le corps de pompe (1) et délimitent avec des couvercles (3, 4) du corps de pompe des chambres de compensation bordées par au moins un joint et dans lesquelles une pression est développée pour maintenir les coussinets appliqués contre les faces latérales des engrenages, caractérisé en ce que le joint (26) présente une section en U dont le fond est tourné vers un couvercle pour délimiter une rainure (27) mise en communication avec une haute pression régnant dans la pompe ou le moteur et est muni d'une garniture anti-extrusion (28) appliquée contre le couvercle, soumise à la pression sur toute sa surface et s'étendant sur toute la surface d'appui, le joint (26) ménageant en outre un léger jeu avec le fond de la rainure (10).

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (26) présente sensiblement la forme du chiffre 8 à partir duquel font saillie des prolongements radiaux (11 à 11 e) dont les extrémités portent contre l'intérieur du corps de pompe.

3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la haute pression est amenée dans la rainure (27) du joint par des conduits (22, 23) diamètralement opposés.

4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la haute pression est amenée dans la rainure (27) du joint (26) par des rainures (22, 23) prévues à la périphérie de chaque coussinet.

5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par des conduits supplémentaires (18, 19, 20, 21) pour faire communiquer les entre-dents des engrenages avec les chambres de compensation (14,15,16,17) délimitées par les prolongements radiaux (11 à 11 a) du joint (26).

6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les conduits supplémentaires sont formés par des rainures pratiquées à la périphérie des coussinets (6, 7).

7. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le joint (26) et ses prolongements radiaux sont disposés dans une rainure (10) du côté de chaque coussinet faisant face à un couvercle (3 ou 4) qui forme surface d'appui pour la garniture anti-extrusion (28).

Ansprüche

1. Vorrichtung zum hydrostatischen Ausgleich für hydraulische Zahnradpumpen und Motoren, in welchen Lagerblöcke zum Lagern der Zahnräder im Pumpenkörper (1) verschiebbar gehalten sind und mit Deckeln (3, 4) des Pumpenkörpers Ausgleichskammern begrenzen, die von zumindest einer Dichtung abgegrenzt sind und in denen ein Druck entwickelt wird, um die Lagerblöcke gegen die Stirnseiten der Zahnräder zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (26) U-förmigen Querschnitt hat, dessen Unterseite gegen einen Deckel gerichtet ist, um einen Kanal (27) zu umgrenzen, welcher mit einem hohen Druck in Verbindung gebracht wird, welcher in der Pumpe oder im Motor herrscht, und mit einer gegen den Deckel gerichteten Dichtleiste (28) versehen ist, die auf ihrer gesamten Oberfläche dem besagten Druck ausgesetzt ist, der sich über die gesamte Anlagefläche verbreitet, wobei die Dichtung (26) gegenüber der Unterseite des Kanals (10) ein kleines Spiel aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (26) im wesentlichen die Form der Ziffer "Acht" aufweist, wobei von ihr radiale Verlängerungen (11 bis 11 e) ausgehen, deren Enden gegen die Innenseite des Pumpenkörpers gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Druck durch einander diametral gegenüberliegende Leitungen (22, 23) in die Nut (27) der Dichtung eingeleitet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Druck durch Leitungen (22, 23), die im Umfang jedes Lagerblocks vorgesehen sind, in die Nut (27) der Dichtung (26) eingeleitet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zusätzliche Kanäle (18, 19, 20, 21) zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Zahnzwischenräumen der Zahnräder und den Ausgleichskammern (14,15,16,17), welche durch die radialen Verlängerungen (11 bis 11e) der Dichtung (26) begrenzt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Kanäle durch Nuten gebildet sind, welche sich im Umfang der Lagerblöcke (6, 7) befinden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (26) mit ihren radialen Verlängerungen in einem Kanal (10) in der einem Deckel (3 oder 4) gegenüberliegenden Seitenfläche jedes Lagerblocks angeordnet ist, wobei der Deckel die Auflagefläche für die Dichtleiste (28) bildet.

Claims

1. Hydrostatic compensation device for gear hydraulic pumps or motors in which support bearings of the pinions are slidably mounted in the pump body (1) and define, with covers (3, 4) of the pump body, compensation chambers bordered by at least a gasket and in which a pressure is developed for keeping the bearings applied against the side face of the gears, characterized in that the gasket (26) has a U-shaped section the bottom part of which is facing a cover for defining a groove (27) set into communication with a high pressure prevailing in the pump or motor and is provided with an anti-extrusion fitting (28) applied against the cover, subjected to the pressure on its entire surface and extending on the whole support surface, the gasket (26) forming moreover a slight clearance with the bottom portion of the groove (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that the gasket (26) has substantially the shape of the numeral 8 from which protrude radial projections (11 to 11 e) the ends of which bear against the inside of the pump body.

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the high pressure is led into the groove (27) of the gasket by diametrically opposite ducts (22, 23).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the high pressure is led into the groove (27) of the gasket (26) by grooves (22, 23) provided at the periphery of each bearing.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by extra ducts (18, 19, 20, 21) for communicating the tooth spaces of the gears with the compensation chambers (14,15,16,17) defined by the radial projections (11 to 11 e) of the gasket (26).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the extra ducts are formed by grooves made at the periphery of the bearings (6, 7).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gasket (26) and its radial projections are placed in a groove (10) of the side of each bearing which is facing a cover (3 or 4) forming a support surface for the anti-extrusion fitting (28).

Dessins