FR2669681A1

FR2669681A1 - MECHANISM COMPRISING A STATOR, A ROTOR AND A SEAL INTERPOSED BETWEEN THE SAID STATOR AND ROTOR.

Info

Publication number: FR2669681A1
Application number: FR9014661A
Authority: FR
Inventors: Gilles G Lemaire; Marc L Perot
Original assignee: Poclain Hydraulics France SA
Current assignee: Poclain Hydraulics France SA
Priority date: 1990-11-23
Filing date: 1990-11-23
Publication date: 1992-05-29
Also published as: GB9124812D0; GB2253660B; CS350291A3; GB2253660A; CZ283093B6; BR9105092A; DE4137986A1; FR2669681B1

Abstract

L'invention est relative à un mécanisme comportant: un stator (2); un rotor (5) monté à rotation par rapport au stator; un premier (2) de ces éléments définissant une enceinte (33) contenant le deuxième élément (5); un joint d'étanchéité (16) interposé entre rotor et stator; et une buté de maintien axial en position du joint d'étanchéité; l'un (5) des deux éléments - stator ou rotor - étant fixé sur un corps extérieur (7). Selon l'invention, la butée de maintien du joint d'étanchéité (16) est constituée par ledit corps externe (7). Une application est la réalisation d'un moteur hydraulique compact.The invention relates to a mechanism comprising: a stator (2); a rotor (5) mounted to rotate with respect to the stator; a first (2) of these elements defining an enclosure (33) containing the second element (5); a seal (16) interposed between rotor and stator; and a stop for axially holding the seal in position; one (5) of the two elements - stator or rotor - being fixed to an external body (7). According to the invention, the seal retaining stop (16) is formed by said outer body (7). One application is the realization of a compact hydraulic motor.

Description

1. On connait un mécanisme, tel qu'un moteur ou une pompe hydraulique,1. We know a mechanism, such as a motor or a hydraulic pump,

comportant: un stator, un rotor, qui est monté à rotation par rapport au stator autour d'un axe de rotation, un premier de ces deux éléments définissant une enceinte contenant au moins partiellement le deuxième des deux éléments; un joint d'étanchéité, qui est interposé entre lesdits rotor et stator; et une butée de maintien axial en position dudit joint d'étanchéité; l'un des deux éléments constitués par le stator et le rotor étant fixé sur un corps externe Le joint d'étanchéité a pour objet d'isoler l'enceinte qui contient un fluide sous pression par comprising: a stator, a rotor, which is rotatably mounted relative to the stator about an axis of rotation, a first of these two elements defining an enclosure containing at least partially the second of the two elements; a seal, which is interposed between said rotor and stator; and an axial holding stop in position of said seal; one of the two elements constituted by the stator and the rotor being fixed on an external body The purpose of the seal is to isolate the enclosure which contains a fluid under pressure by

rapport au milieu extérieur.relation to the external environment.

Selon la technique connue, la butée de maintien du joint d'étanchéité est constituée par un épaulement, cet épaulement étant généralement réalisé sur une pièce spéciale, qui est fixée According to the known technique, the stop for holding the seal is constituted by a shoulder, this shoulder generally being produced on a special piece, which is fixed

sur le mécanisme en devant y être adaptée de manière étanche. on the mechanism, having to be tightly adapted to it.

Ces dispositons connues sont encombrantes et conduisent à des réalisations coûteuses L'invention entend remédier à ces These known arrangements are bulky and lead to costly embodiments. The invention intends to remedy these

inconvénients par suppression dudit épaulement dans le mécanisme. disadvantages by removing said shoulder from the mechanism.

A cet effet, selon l'invention, la butée de maintien du To this end, according to the invention, the stop for maintaining the

joint d'étanchéité est constituée par ledit corps externe. seal is formed by said outer body.

Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adoptées: ledit corps externe possède une face plane, qui est perpendiculaire à l'axe de rotation et sur laquelle est en appui ledit joint; ledit joint d'étanchéité a une forme générale en U, la base du U étant en appui sur ladite face plane du corps externe; le joint d'étanchéité possède une armature rigide partiellement enrobée dans un volume d'élastomère, une partie de ladite armature s'étendant parallèlement à la base du U et présentant une face nue, sans enrobage, qui est en appui sur la face plane du corps externe; le joint d'étanchéité comporte une âme et deux ailes qui s'étendent sensiblement perpendiculairement à ladite âme, en sens opposés aux extrémités de l'âme du joint, cependant que l'extrémité d'une première des deux ailes constitue une face d'appui du joint d'étanchéité sur la face plane du corps externe; le joint d'étanchéité possède une armature rigide en L, l'une des ailes de cette armature étant au moins partiellement enrobée dans une volume d'élastomère et constituant ladite première aile du joint d'étanchéité; le corps externe possède une portée de centrage dudit The following advantageous arrangements are also preferably adopted: said external body has a flat face, which is perpendicular to the axis of rotation and on which said seal bears; said seal has a general U-shape, the base of the U being supported on said flat face of the external body; the seal has a rigid frame partially coated in an elastomer volume, a part of said frame extending parallel to the base of the U and having a bare face, without coating, which is supported on the flat face of the external body; the seal comprises a core and two wings which extend substantially perpendicular to said core, in opposite directions to the ends of the core of the seal, while the end of a first of the two wings constitutes a face of pressing the seal on the flat face of the external body; the seal has a rigid L-shaped reinforcement, one of the wings of this reinforcement being at least partially coated in a volume of elastomer and constituting said first wing of the seal; the external body has a centering range for said

élément du mécanisme fixé sur ledit corps externe. element of the mechanism fixed to said external body.

L'avantage principal des dispositions qui viennent d'être définies réside dans la suppression de l'épaulement antérieurement utilisé, qui était co Oteux et encombrant De plus, cette pièce, relativement fragile, avait une résistance mécanique The main advantage of the arrangements which have just been defined resides in the elimination of the previously used shoulder, which was costly and bulky. In addition, this relatively fragile part had mechanical strength.

très inférieure à celle du corps sur lequel est monté le mécanisme. much lower than that of the body on which the mechanism is mounted.

L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la The invention will be better understood, and secondary characteristics and their advantages will become apparent during the

description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. description of achievements given below by way of example.

Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés It is understood that the description and the drawings are only given

qu'à titre indicatif et non limitatif. for information only and not limitative.

Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe partielle montrant le montage d'un moteur hydraulique conforme à l'invention sur une structure de réception; la figure 2 est une coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention représentant une première variante de son montage sur la structure de réception; la figure 3 est une coupe axiale d'un moteur conforme à l'invention représentant une deuxième variante de montage dudit moteur; la figure 4 est une coupe représentant le détail D de la figure 2; et la figure 5 est une coupe représentant une variante de Reference will be made to the accompanying drawings in which FIG. 1 is a partial section showing the mounting of a hydraulic motor according to the invention on a receiving structure; Figure 2 is an axial section of an engine according to the invention showing a first variant of its mounting on the receiving structure; Figure 3 is an axial section of an engine according to the invention showing a second mounting variant of said engine; Figure 4 is a section showing the detail D of Figure 2; and Figure 5 is a section showing a variant of

réalisation conforme à l'invention du détail D de la figure 4. embodiment according to the invention of detail D in FIG. 4.

La bride 1 du carter 2 du moteur de la figure 1 est fixée par des boulons 3 sur le châssis 4 d'un engin de travaux publics, un compacteur dans l'exemple représenté, cependant que le bloc-cylindres 5 de ce moteur est fixé, par des vis 6, sur une plaque 7, elle-même reliée à un rouleau de vibrations 8 par The flange 1 of the casing 2 of the engine of FIG. 1 is fixed by bolts 3 on the chassis 4 of a public works machine, a compactor in the example shown, while the cylinder block 5 of this engine is fixed. , by screws 6, on a plate 7, itself connected to a vibration roller 8 by

l'intermédiaire de supports élastiques 9 réalisés en élastomère. through elastic supports 9 made of elastomer.

Le détail de la constitution du moteur n'est pas l'objet The detail of the constitution of the engine is not the object

de la présente invention.of the present invention.

Ici, le moteur comprend le carter 2, constituant ici le stator fixé sur le châssis 4, qui définit une enceinte 33, par rapport à laquelle et à l'intérieur de laquelle le bloc-cylindres , constituant ici le rotor, est monté rotatif, autour d'un axe de rotation 10, au moyen de roulements ocniques Il Le bloc-cylindres comporte une face transversale d'extrémité 12, plane, perpendiculaire à l'axe de rotation 10, sur laquelle la plaque 7 est en appui et fixée par les vis 6 Le bloc-cylindres 5 comporte en outre un épaulement 13, qui comporte deux faces transversales 14 et 15 orientées, l'une 14, vers l'intérieur du carter 2, l'autre 15, vers l'extérieur du carter Cet épaulement est voisin de la face d'extrémité 12 Les roulements coniques Il sont en appui sur la face 14 de l'épaulement, alors qu'un joint d'étanchéité 16 est en appui sur la face 15 de l'épaulement 13 et Here, the engine comprises the casing 2, here constituting the stator fixed on the chassis 4, which defines an enclosure 33, with respect to and inside of which the cylinder block, constituting here the rotor, is rotatably mounted, around an axis of rotation 10, by means of conical bearings II The cylinder block has a transverse end face 12, flat, perpendicular to the axis of rotation 10, on which the plate 7 is in abutment and fixed by the screws 6 The cylinder block 5 further comprises a shoulder 13, which has two transverse faces 14 and 15 oriented, one 14, towards the inside of the casing 2, the other 15, towards the outside of the casing This shoulder is close to the end face 12 The tapered bearings It are supported on the face 14 of the shoulder, while a seal 16 is supported on the face 15 of the shoulder 13 and

sur la face 7 A de la plaque 7.on face 7 A of plate 7.

La réalisation de la figure 3 est analogue à celle de la figure 2, complétée de la manière suivante: la plaque 7 comporte un logement cylindrique 17 délimité par un fond 18 perpendiculaire à l'axe de rotation 10 l'extrémité du bloc-cylindres 5 comporte une face cylindrique 19, qui est introduite, pratiquement sans jeu et qui est centrée dans le logement 17; la face transversale d'extrémité 12 du bloc- cylindres est en appui sur le fond 18 du logement 17 et est fixée par les vis 6 le joint d'étanchéité 16 est encore disposé entre, et en appui sur la face 15 de l'épaulement 13 et sur la face 7 A de la The embodiment of Figure 3 is similar to that of Figure 2, supplemented as follows: the plate 7 has a cylindrical housing 17 delimited by a bottom 18 perpendicular to the axis of rotation 10 the end of the cylinder block 5 has a cylindrical face 19, which is introduced, practically without play and which is centered in the housing 17; the transverse end face 12 of the cylinder block bears on the bottom 18 of the housing 17 and is fixed by the screws 6 the seal 16 is still disposed between, and bears on the face 15 of the shoulder 13 and on side 7 A of the

plaque 7.plate 7.

Le détail de montage du joint d'étanchéité 16 est illustré par la figure 4, une variante étant représentée sur la figure 5, ces deux réalisations se rapportant chacune au montage The mounting detail of the seal 16 is illustrated in FIG. 4, a variant being shown in FIG. 5, these two embodiments each relating to the mounting

plus général représenté sur la figure 2. more general shown in figure 2.

La réalisation de la figure 4 se rapporte à un joint d'étanchéité en forme générale de U, comportant une armature rigide en forme de L L'une 20 des ailes du L s'étend sensiblement parallèlement à la face 7 A de la plaque 7, est en appui sur cette face 7 A, et correspond à la base du U L'autre aile 21 du L s'étend parallèlement à l'axe de rotation 10, c'est-à-dire perpendiculairement à la face 7 A, et correspond à l'une des branches du U L'autre branche 22 du U est en élastomère, est adhérisée sur l'extrémité de l'aile 20 de l'armature, et comporte deux lèvres 23 qui sont en appui sur une face cylindrique 2 A en regard du carter 2 Une autre partie en élastomère 24 est adhérisée à l'aile 21 de l'armature et est en appui étanche sur une face cylindrique 5 A du bloc-cylindres, sur la face 15 de l'épaulement 13, et sur la face 7 A de la plaque 7 Un anneau élastique 25, en acier, est disposé sur l'extrémité intérieure de la branche 22 du U et contribue à mettre en appui une des lèvres The embodiment of FIG. 4 relates to a generally U-shaped seal, comprising a rigid L-shaped frame. One of the wings of the L extends substantially parallel to the face 7 A of the plate 7. , is supported on this face 7 A, and corresponds to the base of the U The other wing 21 of L extends parallel to the axis of rotation 10, that is to say perpendicular to the face 7 A, and corresponds to one of the branches of the U The other branch 22 of the U is made of elastomer, is adhered to the end of the wing 20 of the frame, and has two lips 23 which are supported on a cylindrical face 2 A opposite the casing 2 Another elastomer part 24 is adhered to the wing 21 of the frame and is in sealed support on a cylindrical face 5 A of the cylinder block, on the face 15 of the shoulder 13, and on the face 7 A of the plate 7 An elastic ring 25, of steel, is disposed on the inner end of the branch 22 of the U and contributes to support one of the lips

23 sur la face 2 A du carter 2.23 on the face 2 A of the casing 2.

La réalisation de la figure 5 est celle d'un joint d'étanchéité 16 comportant une armature en L à deux ailes 26, 27 enrobées entièrement d'élastomère L'aile 26 s'étend sensiblement parallèlement à la face 7 A de la plaque 7, constitue l'âme du joint et est en appui, avec interposition d'élastomère 28, sur la face 15 de l'épaulement 13 L'aile 27 de l'armature s'étend perpendiculairement à la face 7 A de la plaque 7, est en appui sur la face cylindrique 5 A du bloc-cylindres 5, avec interposition d'élastomère, et a son extrémité 27 A en appui sur la face 7 A de la plaque 7, avec interposition d'élastomère L'aile 27 et l'élastomère qui y est adhérisé s'étendent, à partir de l'âme du joint constituée par l'aile 26 et l'élastomère adhérisé, vers la plaque 7, alors qu'une aile en élastomère 29 s'étend sensiblement perpendiculairement à la face 7 A de la plaque 7, mais en sens opposé de l'aile 27, à partir de l'autre extrémité de l'âme 26 du joint, c'est-à-dire vers l'intérieur du carter 2 Cette aile 29 comporte deux lèvres 30, qui sont en appui sur la face cylindrique 2 A du carter 2, et qui sont maintenues en appui au moyen d'un anneau 32 en acier disposé du côté intérieur de l'extrémité de l'aile 29 Une troisième lèvre 31 s'étend à partir de l'âme 26 The embodiment of FIG. 5 is that of a seal 16 comprising an L-shaped reinforcement with two wings 26, 27 entirely coated with elastomer The wing 26 extends substantially parallel to the face 7 A of the plate 7 , constitutes the core of the seal and is in abutment, with the interposition of elastomer 28, on the face 15 of the shoulder 13 The wing 27 of the frame extends perpendicular to the face 7 A of the plate 7, is supported on the cylindrical face 5 A of the cylinder block 5, with interposition of elastomer, and at its end 27 A is supported on the face 7 A of the plate 7, with interposition of elastomer The wing 27 and l elastomer which is adhered thereto extend, from the core of the joint formed by the wing 26 and the adhered elastomer, towards the plate 7, while an elastomer wing 29 extends substantially perpendicularly to the face 7 A of the plate 7, but in the opposite direction of the wing 27, from the other end of the core 26 of the seal, that is to say towards the inside of the casing 2 This wing 29 comprises two lips 30, which are in abutment on the cylindrical face 2 A of the casing 2, and which are held in abutment by means of a ring 32 in steel arranged on the inner side of the end of the wing 29 A third lip 31 extends from the core 26

vers la face cylindrique 2 A sur laquelle elle est en appui étanche. towards the cylindrical face 2 A on which it is in leaktight support.

Dans l'une comme dans l'autre réalisation des figures 4 et 5, à l'opposé de l'épaulement 13, le joint d'étanchéité 16 est In one as in the other embodiment of FIGS. 4 and 5, opposite the shoulder 13, the seal 16 is

maintenu par, et en appui étanche sur la face 7 A de la plaque 7. maintained by, and in leaktight support on the face 7 A of the plate 7.

Ici cette plaque 7 est une plaque très résistante, qui remplace avec avantage l'épaulement de maintien qui était antérieurement Here this plate 7 is a very resistant plate, which advantageously replaces the retaining shoulder which was previously

utilisé pour maintenir le joint d'étanchéité. used to hold the gasket.

L'utilisation de la plaque 7, qui appartient au corps sur lequel le bloc-cylindres 5 est fixé, permet donc d'une part, de supprimer une pièce, d'autre part, de remplir sa fonction avec une meilleure efficacité, en raison de la résistance plus grande de la plaque 7 L'avantage est double: la fonction de maintien du joint est mieux assumée et les moyens adoptés sont moins co Oteux The use of the plate 7, which belongs to the body on which the cylinder block 5 is fixed, therefore allows on the one hand, to remove a part, on the other hand, to fulfill its function with better efficiency, due of the greater strength of the plate 7 The advantage is twofold: the function of maintaining the joint is better assumed and the means adopted are less costly

qu'auparavant.than before.

L'avantage du joint en U de la figure 4 réside dans le fait que la pression du fluide s'exerce à l'intérieur du U, la réaction se produisant sur l'appui de la base du U, donc directement face à la zone en pression, d'o une déformation minimale du joint La face du joint en appui sur le corps externe n'est pas enrobée pour limiter davantage les déformations et The advantage of the U-joint in Figure 4 is that the fluid pressure is exerted inside the U, the reaction occurring on the support of the base of the U, therefore directly facing the area in pressure, resulting in minimal deformation of the seal The face of the seal bearing on the external body is not coated to further limit the deformations and

rendre indépendante de la pression la position des lèvres. make the position of the lips independent of the pressure.

L'avantage du joint de la figure 5 réside dans le fait que sur ce joint, la pression ne s'exerce pas en regard de la face d'appui, de façon à obtenir une déformation du joint telle que les lèvres, principalement les lèvres 30, soient plus fortement The advantage of the joint of FIG. 5 lies in the fact that on this joint, the pressure is not exerted opposite the bearing face, so as to obtain a deformation of the joint such as the lips, mainly the lips 30, be more strongly

appliquées sur la surface à étancher. applied to the surface to be sealed.

L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient The invention is not limited to the embodiments described, but on the contrary covers all the variants which could

leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. be brought to them without departing from their framework or their spirit.

Claims

REVENDICATIONS

1 Mécanisme, tel qu'un moteur ou une pompe hydraulique, comportant: un stator ( 2), un rotor ( 5), qui est monté à rotation par rapport au stator autour d'un axe de rotation ( 10), un premier ( 2) de ces deux éléments définissant une enceinte ( 33) contenant au moins partiellement le deuxième ( 5) des deux éléments, un joint d'étanchéité ( 16), qui est interposé entre lesdits rotor ( 5) et stator ( 2); et une butée de maintien axial en position dudit joint d'étanchéité; l'un ( 5) des deux éléments constitués par le stator et le rotor étant fixé sur un corps externe ( 7) caractérisé en ce que la butée de maintien du joint d'étanchéité 1 Mechanism, such as a motor or a hydraulic pump, comprising: a stator (2), a rotor (5), which is rotatably mounted relative to the stator about an axis of rotation (10), a first ( 2) of these two elements defining an enclosure (33) containing at least partially the second (5) of the two elements, a seal (16), which is interposed between said rotor (5) and stator (2); and an axial holding stop in position of said seal; one (5) of the two elements constituted by the stator and the rotor being fixed on an external body (7) characterized in that the stop for holding the seal

( 16) est constituée par ledit corps externe ( 7). (16) is constituted by said external body (7).

2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps externe ( 7) possède une face plane ( 7 A), qui est perpendiculaire à l'axe de rotation ( 10) et sur laquelle est en 2 Mechanism according to claim 1, characterized in that said external body (7) has a planar face (7 A), which is perpendicular to the axis of rotation (10) and on which is in

appui ledit joint d'étanchéité ( 16). support said seal (16).

3 Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité a une forme générale en U ( 21-20-22), la base ( 20) du U étant en appui sur ladite face plane ( 7 A) du corps externe. 4 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité possède une armature rigide ( 20-21) partiellement enrobée dans un volume d'élastomère ( 22-24), une partie de ladite armature s'étendant parallèlement à la base du U et présentant une face nue, sans enrobage, qui est en appui sur la 3 Mechanism according to claim 2, characterized in that the seal has a general U-shape (21-20-22), the base (20) of the U being supported on said flat face (7 A) of the body external. 4 Mechanism according to claim 3, characterized in that the seal has a rigid frame (20-21) partially embedded in an elastomer volume (22-24), a part of said frame extending parallel to the base of the U and having a bare face, without coating, which is supported on the

face plane ( 7 A) du corps extérieur ( 7). flat face (7 A) of the outer body (7).

Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité comporte une âme ( 26) et deux ailes ( 27-29) qui s'étendent sensiblement perpendiculairement à ladite âme, en sens opposés aux extrémités de l'âme ( 26) du joint, cependant que l'extrémité ( 27 A) d'une première ( 27) des deux ailes constitue une face d'appui du joint d'étanchéité ( 16) sur la face Mechanism according to claim 2, characterized in that the seal comprises a core (26) and two wings (27-29) which extend substantially perpendicular to said core, in opposite directions to the ends of the core (26 ) of the seal, while the end (27 A) of a first (27) of the two wings constitutes a bearing face of the seal (16) on the face

plane ( 7 A) du corps extérieur ( 7). plane (7 A) of the outer body (7).

6 Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité possède une armature rigide en L ( 26-27), l'une ( 27) des ailes de cette armature étant au moins partiellement enrobée dans un volume d'élastomère et constituant ladite première 6 Mechanism according to claim 5, characterized in that the seal has a rigid L-shaped frame (26-27), one (27) of the wings of this frame being at least partially coated in a volume of elastomer and constituting said first

aile ( 27) du joint d'étanchéité. wing (27) of the seal.

7 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 7 Mechanism according to any one of claims 1

à 6, caractérisé en ce que le corps externe ( 7) possède une portée ( 17) de centrage dudit élément ( 5) du mécanisme fixé sur ledit 6, characterized in that the external body (7) has a bearing surface (17) for centering said element (5) of the mechanism fixed on said

corps externe ( 7).external body (7).