FR2491171A3 - PUMPING ROTATING DEVICE CAPABLE OF SUPPORTING A ROTATING ELEMENT WHILE DEBUTING A LIQUID HAVING LUBRICATING PROPERTIES - Google Patents

Abstract

L'INVENTION RESSORT A LA FOIS DU DOMAINE DES PALIERS TOURNANTS ET DES POMPES A LIQUIDE. SON BUT EST DE FOURNIR, SOUS UN ENCOMBREMENT NE DEPASSANT PAS SENSIBLEMENT CELUI D'UN PALIER ORDINAIRE, UN DISPOSITIF AYANT A LA FOIS LES FONCTIONS D'UN PALIER ET D'UNE POMPE. UN CORPS ANNULAIRE INTERIEUR 1 QUI PEUT ETRE EMMANCHE SUR L'ARBRE D'UN MOTEUR OU D'UNE MACHINE POUR LE SUPPORTER, PORTE LE ROTOR 5 D'UNE POMPE. UN CORPS ANNULAIRE EXTERIEUR 2 SUPPORTE LE CORPS ANNULAIRE INTERIEUR 1 GRACE A DES ELEMENTS DE ROULEMENT 3 ET COMPORTE UNE CAVITE 10, PAR EXEMPLE CYLINDRIQUE EXCENTREE, QUI ENTOURE LE ROTOR 5 ET SERT DE CHAMBRE DE POMPE. DE PREFERENCE LE LIQUIDE POMPE PASSE SUR LES ELEMENTS DE ROULEMENT 3.THE INVENTION EMERGES BOTH FROM THE FIELD OF ROTATING BEARINGS AND LIQUID PUMPS. ITS PURPOSE IS TO PROVIDE, UNDER A SIZE THAT DOES NOT EXCEED SENSITIVELY THAN AN ORDINARY BEARING, A DEVICE HAVING BOTH THE FUNCTIONS OF A BEARING AND A PUMP. AN INTERNAL ANNULAR BODY 1 WHICH CAN BE FITTED ON THE SHAFT OF A MOTOR OR A MACHINE TO SUPPORT IT, SUPPORTS THE ROTOR 5 OF A PUMP. AN EXTERNAL ANNULAR BODY 2 SUPPORTS THE INTERNAL ANNULAR BODY 1 THANKS TO BEARING ELEMENTS 3 AND INCLUDES A CAVITY 10, FOR EXAMPLE CYLINDRICAL ECCENTERED, WHICH SURROUND THE ROTOR 5 AND SERVES AS A PUMP CHAMBER. THE PUMP LIQUID PASSES ON THE BEARING ELEMENTS 3.

Description

l 249117 1 La présente invention concerne un dispositif de pompage et deThe present invention relates to a device for pumping and

rotation pour supporter un élément tournant et  rotation to support a rotating element and

pour entrainer un liquide ayant des propriétés lubrifiantes.  to entrain a liquid having lubricating properties.

Le dispositif selon l'invention comprend un corps annulaire intérieur et un corps annulaire extérieur entre lesquels est disposée au moins une rangée annulaire d'éléments de roulement et au moins un rotor de pompe, relié rigidement au corps annulaire intérieur,ledit corps annulaire intérieur étant pourvu d'un siège sur lequel ledit rotor peut être claveté,alors que le corps annulaire extérieur présente une  The device according to the invention comprises an inner annular body and an outer annular body between which is disposed at least one annular row of rolling elements and at least one pump rotor, rigidly connected to the inner annular body, said inner annular body being provided with a seat on which said rotor can be keyed, while the outer annular body has a

cavité qui est excentrée par rapport à l'axe du corps annulai-  cavity which is eccentric to the axis of the annular body

re extérieur de manière à former une chambre pour ladite pompe,au moins une paire de passages étant ménagés dans lesdits corps annulaires intérieur et extérieur de façon à pouvoir placer ladite cavité en communication avec l'environnement  externally to form a chamber for said pump, at least one pair of passages being formed in said annular inner and outer bodies so as to be able to place said cavity in communication with the environment

extérieur entourant lesdits corps et à constituer des passa-  surrounding the said bodies and to constitute

ges d'admission et de décharge pour le liquide par rapport à  intake and discharge for the liquid compared to

la pompe.the pump.

Comme cela sera précisé dans la suite de la  As will be explained later in the

description,le dispositif selon l'invention est capable de  description, the device according to the invention is capable of

supporter n'importe quel type d'élément tournant,par exemple un arbre d'un moteur ou d'une machine,à la façon d'un palier à roulement normal et simultanément de remplir la fonction d'une véritable pompe pour débiter un liquide;le dispositif peut remplir les deux fonctions précitées d'une manière aussi satisfaisante que si elles étaient remplies par deux dispositifs entièrement séparés (palier et pompe) et il a un encombrement sensiblement égal à celui d'un ensemble de palier normal ayant la même capacité de charge; il a en outre une  to support any type of rotating element, for example a shaft of an engine or a machine, in the manner of a normal rolling bearing and simultaneously to fulfill the function of a real pump for discharging a liquid the device can fulfill both of the aforementioned functions as satisfactorily as if they were filled by two completely separate devices (bearing and pump) and has a bulk space substantially equal to that of a normal bearing assembly having the same capacity load; he also has a

structure particulièrement simple et compacte.  particularly simple and compact structure.

Le dispositif selon l'invention peut par consé-  The device according to the invention can therefore

quent être utilisé commodément dans des moteurs et machines o les deux fonctions mentionnées ci-dessus doivent être remplies et qui comprennent par conséquent des éléments  can be used conveniently in engines and machines where the two functions mentioned above must be

tournants supportés par des paliers et au moins une pompe.  turners supported by bearings and at least one pump.

Le dispositif convient par conséquent en particti-  The device is therefore suitable for

lier pour être utilisé dans un moteur thermique ou dans une  bind to be used in a heat engine or in a

machine d'entralnement.driving machine.

2 24911712 2491171

D'autres avantages et caractéristiques de l'in-  Other advantages and characteristics of the

vention seront mis en évidencedans la suite de la descrip-  will be highlighted in the following description of the

tion,donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig.l est une coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention; Fig.2 est une coupe du dispositif de la figure l,faite sur la ligne II-II; Figs.3 et 4 sont des coupes semblables à celle de la figure 2 et montrant différents modes de réalisation du dispositif; Fig.5 est une coupe longitudinale d'une partie d'un dispositif pour montrer des moyens d'étanchéité différents de ceux indiqués sur la figure l;et Fig.6 est une coupe longitudinale d'une partie  tion, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which: Fig.l is a longitudinal section of a first embodiment of the device according to the invention; Fig. 2 is a sectional view of the device of Fig. 1 taken on line II-II; Figs.3 and 4 are sections similar to that of Figure 2 and showing various embodiments of the device; Fig. 5 is a longitudinal section of a part of a device for showing different sealing means from those shown in Fig. 1 and Fig. 6 is a longitudinal section of a part

d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'inven-  another embodiment of the device according to the invention.

tion.tion.

Le dispositif selon l'invention comprend essen-  The device according to the invention essentially comprises

tiellement deux corps annulaires,à savoir un corps intérieur 1 et un corps extérieur 2,entre lesquels est disposée au moins une rangée d'éléments de roulement 3;dans le cas  two annular bodies, namely an inner body 1 and an outer body 2, between which is arranged at least one row of rolling elements 3;

du mode de réalisation de la figure l,il est prévu par exem-  of the embodiment of FIG. 1, provision is made, for example,

ple deux rangées annulaires d'éléments roulants qui peuvent  two annular rows of rolling elements which can

être des billes ou des rouleaux de toute forme appropriée.  be balls or rolls of any suitable form.

Sur le corps annulaire intérieur l,il est prévu un siège 4 pour un rotor 5 de pompe;ce siège peut avoir toute forme appropriée,à condition qu'il permette la fixation du rotor sur le corps annulaire intérieur l,de préférence par emmanchement à force,bien qu'on puisse adopter une liaison d'un autre type. Ledit rotor,qui peut avoir toute structure connue,peut simplement comprendre plusieurs aubes radiales 6,comme indiqué sur la figure l,ou bien lesdites aubes peuvent être mobiles radialement à l'intérieur du moyeu du rotor lui-même,comme indiqué sur la figure 3,ou bien il peut être constitué par un simple manchon 7 sur lequel sont ménagés des passages radiaux 9 (figure 4)communiquant avec d'autres passages 8 formés dans le corps annulaire intérieur 1.  On the inner annular body 1, there is provided a seat 4 for a pump rotor 5. This seat may be of any suitable form, provided that it allows the attachment of the rotor to the inner annular body 1, preferably by fitting to force, although we can adopt a link of another type. Said rotor, which may have any known structure, may simply comprise a plurality of radial vanes 6, as indicated in FIG. 1, or said blades may be movable radially inside the hub of the rotor itself, as shown in FIG. 3, or it can be constituted by a simple sleeve 7 on which are formed radial passages 9 (Figure 4) communicating with other passages 8 formed in the inner annular body 1.

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Le corps annulaire extérieur 2 comporte,en corres-  The outer annular body 2 comprises, in corres-

pondance au rotor 5,une cavité 10 de forme appropriée,destinée à constituer la chambre d'une pompe dont le rotor est formé précisément par l'élément 5;cette cavité peut être simplement cylindrique et disposée excentriquement par rapport aux axes des corps annulaires I et 2,comme dans les modes de réalisation  5, a suitably shaped cavity 10 intended to constitute the chamber of a pump whose rotor is formed precisely by the element 5, this cavity may be simply cylindrical and arranged eccentrically with respect to the axes of the annular bodies I and 2, as in the embodiments

des figures 1, 3 et 4.Figures 1, 3 and 4.

Dans les corps annulaires 1 et 2,il est prévu au moins deux passages destinés à mettre en communication la cavité 10 avec l'environnement extérieur entourant lesdits corps annulaires et à constituer des passages d'admission et de décharge de liquide pour la pompe;lesdits passages sont situés l'un par rapport à l'autre de manière qu'au moins une partie de la cavité annulaire 15 existant entre les deux corps annulaires 1 et 2 soit située entre eux de telle manière que l'écoulement de liquide produit par la pompe s'écoule sur les éléments de  In the annular bodies 1 and 2, at least two passages are provided for placing the cavity 10 in communication with the external environment surrounding said annular bodies and for constituting liquid intake and discharge passages for the pump; passages are located relative to each other so that at least a portion of the annular cavity 15 between the two annular bodies 1 and 2 is located between them so that the flow of liquid produced by the pump flows on the elements of

roulement 3.bearing 3.

Une disposition de ces passages qui satisfait à cette condition a été mise en évidence sur la figure l,o les  A provision of these passages which satisfies this condition has been highlighted in Figure 1, where

passages,désignés par 13 et 14,sont formés sur le corps annu-  passages, designated 13 and 14, are formed on the annular body

laire extérieur et sur un côté des deux rangées annulaires d'éléments de roulement 3;de cette manière,on peut produire un  outer ring and on one side of the two annular rows of rolling elements 3, in this way a

écoulement de liquide qui,en pénétrant par le passage 134cons-  flow of liquid which, penetrating through the passage 134cons-

titu ait par conséquent le passage d'admission)et en sortant par le passage 14(constitu ait par conséquent le passage de  titu therefore has the intake passage) and exiting through the passage 14 (thus constituting the passage of

décharge)s'écoule sur les éléments de roulement 3.  discharge) flows on the rolling elements 3.

Lesdits passages peuvent être formés de manière qu'un passage soit placé sur le corps annulaire intérieur et l'autre sur le corps annulaire extérieur,comme dans le cas par exemple duode de réalisation de la figure 4 o les passages d'admission sont constitués par les trous 8 ménagés dans le corps annulaire intérieur l;il va de soi qu'on peut adopter d'autres solutions dans lesquelles les passages d'admission et les passages de décharge sont placés sur le corps annulaire  Said passages may be formed so that one passage is placed on the inner annular body and the other on the outer annular body, as in the case for example of the embodiment of Figure 4 o the intake passages are constituted by the holes 8 formed in the inner annular body 1 it is obvious that other solutions may be adopted in which the intake passages and the discharge passages are placed on the annular body

intérieur.inside.

La cavité annulaire 15 existant entre les deux corps annulaires 1 et 2 est isolée de l'extérieur par des moyens d'étanchéité qui peuvent être de tout type approprié  The annular cavity 15 existing between the two annular bodies 1 and 2 is isolated from the outside by sealing means which can be of any suitable type.

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et qui servent à empêcher la sortie du liquide hors de la cavité. De tels moyens peuvent comprendre des éléments annulaires d'étanchéité 16,comme dans le cas de la figure lou bien,dans des cas o l'élément tournant sur lequel le corps annulaire intérieur 1 est fixé ne doit pas dépasser d'un côté par rapport à lui,par un couvercle de fermeture 17  and which serve to prevent the exit of the liquid from the cavity. Such means may comprise annular sealing elements 16, as in the case of FIG. 1a, in cases where the rotating element on which the inner annular body 1 is fixed must not protrude on one side relative to the other. to him, by a closing lid 17

(figure 5);il est évident qu'on peut prévoir des moyens d'é-  (Figure 5), it is obvious that ways can be

tanchéité différents de ceux décrits ci-dessus.  different sealing than those described above.

Les corps annulaires 1 et 2 peuvent avantageuse-  Annular bodies 1 and 2 can advantageously

ment être pourvus de rainures annulaires 18 disposées de cha-  be provided with annular grooves 18 provided with each

que coté de chacun des passages d'admission et de décharge 13 et 14 (figure 1) de manière à recevoir une bague d'étanchéité correspondante (non représentée)qui est destinée à coopérer avec des surfaces portantes correspondantes du dispositif en vue de remplir une fonction de joint d'étanchéité pour le  that side of each of the intake and discharge passages 13 and 14 (Figure 1) so as to receive a corresponding sealing ring (not shown) which is intended to cooperate with corresponding bearing surfaces of the device to fill a seal function for the

liquide qui est canalisé et déchargé par lesdits passages.  liquid which is channeled and discharged by said passages.

Le mode de réalisation de la figure 6 diffère des modes de réalisation précédemment décrits en ce que la pompe est constituée par deux roues dentées 19,20 dont l'une est reliée rigidement d'une manière appropriée au corps annulaire intérieur 1 du palier,tandis que.l'autre est montée folle sur une broche 21 portée par le couvercle d'extrémité 17;il est évident que dans ce cas la cavité 10 formée Dans le corps annulaire intérieur 1 est profilée de manière qu'elle puisse  The embodiment of FIG. 6 differs from the previously described embodiments in that the pump is constituted by two toothed wheels 19, one of which is rigidly connected in a suitable manner to the inner annular body 1 of the bearing, while that the other is mounted idle on a pin 21 carried by the end cap 17, it is obvious that in this case the cavity 10 formed in the inner annular body 1 is profiled so that it can

contenir les deux roues dentées.contain the two gears.

On va maintenant décrire le fonctionnement du  We will now describe the operation of the

dispositif selon l'invention.device according to the invention.

Ce dispositif est monté sur un siège cylindrique approprié,à la façon d'un roulement à rouleaux normal,par liaison de la surface extérieure du corps annulaire extérieur 2 avec la surface du siègeproprementdit;dans ce siège,il est prévu des passages appropriés pour établir une liaison avec le passage d'admission 13 et le passage de décharge 14 du dispositif; l'étanchéité au liquide est assurée par les bagues  This device is mounted on a suitable cylindrical seat, in the manner of a normal roller bearing, by connecting the outer surface of the outer annular body 2 with the surface of the seat itself, and in this seat appropriate passages are provided to establish a connection with the intake passage 13 and the discharge passage 14 of the device; the liquid tightness is ensured by the rings

qui sont logées dans les gorges 18.  which are housed in the gorges 18.

Un élément tournant de la machine ou appareil sur lequel le dispositif est monté est supporté à rotation par le corps annulaire intérieur l,par exemple par liaison  A rotating element of the machine or apparatus on which the device is mounted is rotatably supported by the inner annular body 1, for example by connection

de cet élément avec un trou ménagé dans ce corps annulaire.  of this element with a hole in the annular body.

En conséquence,le dispositif peut à la fois supporter ledit élément en rotation à la façon d'un palier normal,et remplir simultanément la fonction d'une pompe puisque la rotation du corps annulaire intérieur 1 dans le dispositif fait en sorte que le rotor 5 (ou bien les deux roues dentées 19 et 20)tourne en produisant ainsi une action de pompage qui a tendance à aspirer du liquide au travers de la cavité 15 existant entre les corps annulaires (figure 1), 1o ou bien dans le passage axial 21 du corps annulaire intérieur (figure 4),et à le refouler sous pression dans le passage de décharge 14;il s'établit ainsi un écoulement de liquide entre le passage d'admission 13 et le passage de décharge 14, de cet écoulement passant sur les éléments/roulement 3 et sur les voies associées des corps annulaires et assurant un effet de  Consequently, the device can both support said rotating element in the manner of a normal bearing, and simultaneously fulfill the function of a pump since the rotation of the inner annular body 1 in the device makes the rotor 5 (Or both gears 19 and 20) rotates thereby producing a pumping action which tends to suck liquid through the cavity 15 between the annular bodies (Figure 1), 1o or in the axial passage 21 of the inner annular body (FIG. 4), and to pressurize it under pressure in the discharge passage 14, thus establishing a flow of liquid between the intake passage 13 and the discharge passage 14, of this flow passing over the elements / bearing 3 and on the associated channels of the annular bodies and ensuring an effect of

lubrification efficace sur ceux-ci.effective lubrication on these.

En conséquence,avec le dispositif selon l'inven-  Consequently, with the device according to the invention

tion,il est possible de faire passer un liquide sous pression dans la machine ou appareil dans lequel le dispositif est monté,tout en remplissant également deux fonctions différentes,  it is possible to pass a liquid under pressure into the machine or apparatus in which the device is mounted, while also fulfilling two different functions,

à savoir une fonction de palier et une fonction de pompe.  namely a bearing function and a pump function.

L'encombrement du dispositif est très réduit et il correspond approximativement à celui du ou des  The size of the device is very small and it corresponds approximately to that of the

paliers qui serait autrement nécessaire pour supporter à rota-  bearings that would otherwise be required to support rotational

tion ledit élément tournant. En outre,ce dispositif est d'une construction très simple,et par conséquent d'un coût très réduit. Il est par conséquent possible de monter un dispositif de ce type dans un moteur thermique pour qu'il remplisse une fonction de palier pour un élément tournant et  said rotating element. In addition, this device is of a very simple construction, and therefore a very low cost. It is therefore possible to mount a device of this type in a heat engine to fulfill a bearing function for a rotating element and

pour qu'il serve simultanément de pompe pour refouler de l'hui-  to simultaneously serve as a pump to repress oil.

le ou du carburant;on peut également l'installer sur une ma-  fuel or it can also be installed on a machine.

chine d'actionnement de manière qu'il supporte un élément tournant et qu'il remplisse la fonction d'une pompe dans un  actuating device so that it supports a rotating element and fulfills the function of a pump in a

but approprié.appropriate purpose.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux  Of course, the invention is not limited to

modes-de réalisation décrits ci-dessus,qui peuvent faire l'ob-  modes of realization described above, which may be

jet de nombreuses variantes.many variants.

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Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Dispositif intégré fonctionnant de manière à supporter un élément tournant et à débiter un liquide ayant des propriétés lubrifiantes, caractérisé en ce qu'il comprend  An integrated device operating to support a rotating element and to deliver a liquid having lubricating properties, characterized in that it comprises un corps annulaire-intérieur (1) et un corps annulaire exté-  an annular-inner body (1) and an outer annular body rieur (2) entre lesquels est disposée au moins une rangée annulaire d'éléments de roulement (3),et au moins un rotor (5),d'une pompe accouplée rigidement audit corps annulaire intérieur,ledit corps annulaire intérieur (1) étant pourvu d'un siège (4) sur lequel ledit rotor peut être fixé,et ledit corps annulaire extérieur (2)présentant une cavité (10) qui est excentrée par rapport à l'axe du corps annulaire intérieur (l)et qui peut constituer une chambre pour ladite pompe,en ce qu'il est prévu dans le corps annulaire intérieur  (2) between which is arranged at least one annular row of rolling elements (3), and at least one rotor (5), a pump rigidly coupled to said inner annular body, said inner annular body (1) being provided with a seat (4) on which said rotor can be fixed, and said outer annular body (2) having a cavity (10) which is eccentric with respect to the axis of the inner annular body (1) and which may constitute a chamber for said pump, in that it is provided in the inner annular body et/ou le corps annulaire extérieur au moins une paire de passa-  and / or the outer annular body at least one pair of ges (13,14,21)servant à mettre ladite cavité en communication  ges (13,14,21) for putting said cavity in communication avec l'environnement extérieur entourant lesdits corps annu-  with the external environment surrounding the said annular bodies laires et à constituer les passages d'admission et de décharge  and to constitute the intake and discharge passages du liquide de la pompe.pump fluid. 2.Dispositif selon la revendication l,caractérisé en ce que lesdits passages sont positionnés l'un par rapport à l'autre de manière qu'au moins une partie de la cavité (15) qui est située entre lesdits corps annulaires (1,2)et dans  2. Device according to claim 1, characterized in that said passages are positioned relative to each other so that at least a portion of the cavity (15) which is located between said annular bodies (1,2 )and in laquelle lesdits éléments de roulement (3) sont logés est pla-  which said rolling elements (3) are housed is placed cée entre ces corps annulaires de telle manière que l'écoule-  between these annular bodies in such a way that the ment de liquide produit par la pompe passe sur lesdits élé-  liquid produced by the pump passes on said ele- ments de roulement (3).(3). 3.Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite cavité (15)qui est située entre lesdits corps annulaires est séparée de l'environnement  3.Dispositif according to claim 1 or 2, characterized in that said cavity (15) which is located between said annular bodies is separated from the environment extérieur par des moyens d'étanchéité (16,17)au liquide.  outside by sealing means (16,17) to the liquid. 4. Dispositif selon la revendication 3,caractéri-  4. Device according to claim 3, characterized sé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent un élé-  in that said sealing means comprise an element ment annulaire d'étanchéité (16).  annular sealing member (16). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou  5. Device according to one of claims 3 or 4,caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité compren-  4, characterized in that said sealing means comprise nent un couvercle (17)d'obturation de ladite cavité.  a cover (17) for closing said cavity. 7 24911717 2491171 6.Dispositif selon l'une quelconque des revendi-  6.A device according to any of the claims cations I à 5,caractérisé en ce que ledit rotor (5)  cations I to 5, characterized in that said rotor (5) est un rotor centrifuge comportant des aubes (6) essentielle-  is a centrifugal rotor comprising vanes (6) ment radiales.radial. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit rotor est un rotor centrifuge pourvu d'aubes (6) qui sont mobiles dans des  7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said rotor is a centrifugal rotor provided with vanes (6) which are movable in rainures radiales ménagées dans le rotor proprement dit.  radial grooves in the rotor itself. 8.Dispositif selon l'une quelconque des revendi-  8.A device according to any of the claims cations 1 à 7,caractérisé en ce que ledit rotor comprend des  1 to 7, characterized in that said rotor comprises passages radiaux (9) en communication avec les passages ra-  radial passages (9) in communication with the passageways diaux (8)ménagés dans ledit corps annulaire intérieur (1).  diaux (8) formed in said inner annular body (1). 9.Dispositif selon l'une quelconque des revendi-  9.A device according to any of the claims cations 1 à 8 caractérisé en ce que ledit rotor est consti-  cations 1 to 8 characterized in that said rotor is constituted tué par une roue (19)pourvue de dents qui peuvent engrener avec des dents prévues sur une autre roue (20)montée folle  killed by a wheel (19) provided with teeth which can mesh with teeth provided on another wheel (20) mounted crazy sur un couvercle (17).on a lid (17).