FR2973452A1 - INTERNAL GEAR PUMP - Google Patents
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Abstract
Une pompe à engrenage interne destinée à transporter un fluide, notamment du type pompe Gerotor, comporte une roue dentée menée, une couronne dentée rotative et coopérant avec la roue dentée et un boîtier sensiblement cylindrique dans lequel sont disposées la roue dentée et la couronne dentée. Le boîtier comporte une portion formant fond, une portion annulaire et une portion formant couvercle, la portion formant fond comportant une ouverture sous pression qui forme un espace sous pression de la pompe ou qui débouche dans celui-ci. Un disque de poussée est disposé entre la roue dentée et la couronne dentée d'une part et la portion formant couvercle du boîtier d'autre part. Sur ou dans le boîtier de la pompe au moins un canal de liaison s'étend de l'espace sous pression de la pompe jusqu'à un espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier pour amener du fluide de l'espace sous pression dans l'espace intermédiaire.An internal gear pump for transporting a fluid, in particular of the Gerotor pump type, comprises a driven gearwheel, a rotating ring gear and cooperating with the gearwheel and a substantially cylindrical housing in which the gearwheel and the ring gear are arranged. The housing includes a bottom portion, an annular portion and a cover portion, the bottom portion having a pressure opening which forms a pressure space of the pump or opens into it. A thrust disk is disposed between the toothed wheel and the ring gear on the one hand and the lid portion of the housing on the other hand. On or in the housing of the pump at least one connecting channel extends from the pressurized space of the pump to an intermediate space between the push disk and the lid portion of the housing for supplying fluid from the pump. space under pressure in the intermediate space.
Description
Pompe à engrenage interne Internal gear pump
L'invention concerne une pompe à engrenage interne destinée à transporter un fluide, en particulier du type pompe Gerotor, selon le préambule de la revendication 1. Une pompe à engrenage interne de ce type possède une roue dentée menée (également désignée par rotor interne ou roue interne) et une couronne dentée coopérant avec la roue dentée (également désignée par rotor externe ou roue externe), la couronne dentée possédant au moins une dent de plus que la roue dentée. La figure 7 représente une vue en coupe transversale d'une pompe Gerotor classique 101 (également désignée par pompe à couronne dentée). La pompe 101 possède un boîtier sensiblement cylindrique doté d'une portion annulaire 103. Une couronne dentée 105 est montée de façon à pouvoir tourner librement autour d'un axe Al à la périphérie intérieure circulaire de la portion annulaire 103. Une route dentée 107, qui est entraînée en rotation par exemple dans le sens horaire autour d'un axe A2 au moyen d'un arbre d'entraînement (non représenté), est disposée radialement à l'intérieur de la couronne dentée 105 et excentriquement à celle-ci. La roue dentée 107 possède une denture extérieure, et la couronne dentée 105 possède une denture intérieure dont le nombre de dents est supérieur à celui de la roue dentée 107. La roue dentée 107 s'engrène avec la couronne dentée 105 et entraîne ainsi la couronne dentée 105 en rotation. Cependant, en raison du nombre élevé de dents, la couronne dentée 105 tourne plus lentement que la route dentée 107. The invention relates to an internal gear pump for transporting a fluid, in particular of the Gerotor pump type, according to the preamble of claim 1. An internal gear pump of this type has a driven gear (also referred to as an internal rotor or internal wheel) and a ring gear co-operating with the toothed wheel (also referred to as an outer rotor or outer wheel), the ring gear having at least one more tooth than the toothed wheel. Fig. 7 is a cross-sectional view of a conventional Gerotor pump 101 (also referred to as a ring gear pump). The pump 101 has a substantially cylindrical housing with an annular portion 103. A ring gear 105 is rotatably mounted about an axis A1 at the circular inner periphery of the annular portion 103. A toothed road 107, which is rotated, for example clockwise around an axis A2 by means of a drive shaft (not shown), is arranged radially inside the ring gear 105 and eccentrically thereto. The toothed wheel 107 has an external toothing, and the ring gear 105 has an internal toothing whose number of teeth is greater than that of the toothed wheel 107. The toothed wheel 107 meshes with the ring gear 105 and thus causes the crown toothed 105 in rotation. However, because of the high number of teeth, the ring gear 105 rotates more slowly than the toothed road 107.
En outre, sur la figure 7, il est représenté une ouverture d'aspiration 109 et une ouverture sous pression 111 qui sont conformées au niveau d'une portion formant fond 113 du boîtier de pompe sur laquelle sont placées la couronne dentée 105 et la roue dentée 107. La couronne dentée 105 et la roue dentée 107 sont recouvertes par une portion formant couvercle du boîtier dans une direction axiale par rapport aux axes Al, A2 en étant décalée par rapport à la portion de fond 113 (non représenté). En raison de la rotation de la route dentée 107 par rapport au boîtier (portion annulaire 103, portion formant fond 113 et portion formant couvercle), il est ménagé entre la roue dentée 107 et la couronne dentée 105 des chambres de pompe tournantes de volume variable dans lesquelles un fluide est aspiré par l'ouverture d'aspiration 109. Le fluide est enfin éjecté dans un espace sous pression 115 de la pompe 101 dans lequel l'ouverture sous pression 111 débouche ou qui est formé par l'ouverture sous pression 111 elle-même. Un problème posé par une telle pompe à engrenage interne réside cependant dans le frottement entre la roue dentée et la couronne dentée d'une part et les parties environnantes du boîtier d'autre part. Ce frottement génère une perte de puissance indésirable qui entraîne un échauffement et une détérioration. Le document DE 43 15 432 Al enseigne pour cette raison de disposer entre la roue dentée et la couronne dentée d'une part et la portion formant couvercle du boîtier d'autre part un disque de poussée qui est couplé de façon fixe en rotation à la couronne dentée rotative. Le disque de poussée réduit la perte de puissance en raison de la vitesse de rotation différentielle réduite et d'un frottement par voie de conséquence réduit. Notamment, le disque de poussée peut être en une matière à faible coefficient de friction ou être doté d'un revêtement en matière à faible coefficient de friction. Toutefois c'est relativement onéreux et ne permet pas encore de réduire les pertes par frottement sous l'angle d'une fabrication bon marché. Un but de l'invention est de proposer une pompe à engrenage interne du type mentionné qui présente, avec une structure simple, un faible frottement entre la roue dentée et la couronne dentée d'une part et le boîtier d'autre part. Selon un autre but de l'invention, l'alignement de la roue dentée sera stabilisé. Ce but est atteint par une pompe à engrenage interne présentant les caractéristiques de la revendication 1, et notamment en ce qu'un disque de poussée est disposé entre la roue dentée et la couronne dentée d'une part et la portion formant couvercle du boîtier d'autre part, au moins un canal de liaison, s'étendant sur ou dans le boîtier de la pompe, de l'espace sous pression de la pompe à un espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier pour amener du fluide de l'espace sous pression dans l'espace intermédiaire. Un espace intermédiaire, qui peut s'étendre sur toute la surface du disque de poussée ou seulement sur une partie de celle-ci, est ménagé entre le disque de poussée et le côté intérieur, dirigé vers le disque de poussée, de la portion formant couvercle du boîtier. Un canal de liaison s'étend, sur ou dans le boîtier de la pompe, de l'espace sous pression de la pompe jusque dans ledit espace intermédiaire, du point de vue de la portion formant fond du boîtier notamment jusqu'en arrière du disque de poussée. Furthermore, in FIG. 7, there is shown a suction opening 109 and a pressure opening 111 which are shaped at a bottom portion 113 of the pump housing on which the ring gear 105 and the wheel are placed. The ring gear 105 and gearwheel 107 are covered by a cover portion of the housing in an axial direction relative to the axes A1, A2 being offset from the bottom portion 113 (not shown). Due to the rotation of the toothed road 107 relative to the housing (annular portion 103, bottom portion 113 and cover portion), there is provided between the toothed wheel 107 and the ring gear 105 variable volume rotating pump chambers in which a fluid is sucked by the suction opening 109. The fluid is finally ejected into a pressurized space 115 of the pump 101 in which the pressure opening 111 opens or is formed by the opening under pressure 111 herself. A problem with such an internal gear pump, however, lies in the friction between the toothed wheel and the ring gear on the one hand and the surrounding parts of the housing on the other hand. This friction generates an undesirable loss of power which leads to heating and deterioration. DE 43 15 432 A1 teaches for this reason to arrange between the toothed wheel and the ring gear on the one hand and the lid portion of the housing on the other hand a thrust disc which is fixedly coupled in rotation to the rotating ring gear. The thrust disc reduces power loss due to reduced differential rotation speed and reduced friction. In particular, the thrust disc may be of a low friction material or be provided with a coating of low friction material. However, it is relatively expensive and does not yet reduce friction losses from the angle of cheap manufacturing. An object of the invention is to provide an internal gear pump of the type mentioned which has, with a simple structure, a low friction between the toothed wheel and the ring gear on the one hand and the housing on the other hand. According to another object of the invention, the alignment of the toothed wheel will be stabilized. This object is achieved by an internal gear pump having the features of claim 1, and in particular that a thrust disk is disposed between the toothed wheel and the ring gear on the one hand and the cover portion of the gear housing. on the other hand, at least one connecting channel, extending on or in the pump housing, from the pressurized space of the pump to a space between the push disk and the housing cover portion for bringing fluid of the space under pressure in the intermediate space. An intermediate space, which may extend over the entire surface of the thrust plate or only a portion thereof, is provided between the thrust disk and the inner side, directed towards the thrust disk, of the portion forming housing cover. A connecting channel extends, on or in the housing of the pump, from the pressurized space of the pump into said intermediate space, from the point of view of the portion forming the bottom of the housing, particularly to the rear of the disc thrust.
Ainsi, le fluide sous pression peut s'écouler de l'espace sous pression jusque dans ledit espace intermédiaire pour établir une pression hydraulique entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier et former, lorsque le disque de poussée est en rotation, un film lubrifiant agissant de façon hydrodynamique. Il est ainsi possible de ménager ledit espace intermédiaire seulement par l'admission du fluide sous pression entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier. En d'autres termes, lorsque la pompe est au repos, le disque de poussée peut certes reposer directement sur la portion formant couvercle du boîtier. Mais, lorsque la pompe est en fonctionnement, il est cependant important de prévoir une distance minimale entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier pour pouvoir former un coussin de fluide ou un film lubrifiant. Pour cela, le fluide alimenté par la pompe est guidé de façon appropriée le long dudit canal de liaison jusqu'à l'espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier, le fluide sous pression pouvant s'écarter légèrement si nécessaire de la portion formant couvercle du boîtier. Il en résulte une lubrification hydrodynamique qui permet de réduire encore davantage les pertes de puissance. Thus, the pressurized fluid can flow from the pressurized space into said intermediate space to establish a hydraulic pressure between the thrust disk and the lid portion of the housing and form, when the thrust disk is rotating, a lubricating film acting hydrodynamically. It is thus possible to provide said intermediate space only by the admission of the fluid under pressure between the thrust disk and the lid portion of the housing. In other words, when the pump is at rest, the thrust disc can certainly rest directly on the lid portion of the housing. However, when the pump is in operation, it is however important to provide a minimum distance between the thrust disk and the lid portion of the housing to form a fluid cushion or a lubricating film. For this, the fluid supplied by the pump is appropriately guided along said connecting channel to the intermediate space between the thrust disk and the lid portion of the housing, the pressurized fluid being able to move slightly apart if necessary of the lid portion of the housing. This results in hydrodynamic lubrication that further reduces power losses.
La dépense de construction supplémentaire est minimale car ledit canal de liaison peut être réalisé sur ou dans le boîtier de pompe par des étapes de fabrication simples. Un autre avantage est que le fait d'amener le fluide sous pression sur le côté arrière du disque de poussée permet d'exercer une force qui permet de réduire ou même d'éviter une inclinaison ou un vacillement de la roue dentée. En outre, le fluide dérivé de façon appropriée permet de centrer la couronne dentée hydrauliquement de sorte que la durée de vie de la pompe est encore augmentée. Le disque de poussée est avantageusement couplé à la couronne dentée de façon fixe en rotation. Notamment, la couronne dentée et le disque de poussée peuvent être formés d'une seule pièce. En variante, le disque de poussée peut être couplé de façon active en rotation à la roue dentée ou le disque de poussée est monté de façon « flottante », c'est-à-dire de façon à pouvoir tourner librement. Lorsque, en ce qui concerne la pompe de l'invention, l'on fait référence à une « portion formant fond » du boîtier, on désigne par là la portion de boîtier où est ménagée ladite ouverture sous pression qui débouche dans l'espace sous pression de la pompe ou qui forme l'espace sous pression. Lorsque l'on fait référence à une « portion formant couvercle » du boîtier, on désigne par là la portion de boîtier sur laquelle est placé le disque de poussée. En d'autres termes, les termes « portion formant fond » et « portion formant couvercle » du boîtier sont utilisés indépendamment l'un de l'autre si par exemple la « portion formant fond » est disposée sur un côté inférieur ou un côté supérieur de la pompe dans la position de montage de la pompe. The additional construction expense is minimal since said connecting channel can be made on or in the pump housing by simple manufacturing steps. Another advantage is that bringing the pressurized fluid to the back side of the thrust disk provides a force that can reduce or even avoid tilting or wobbling of the sprocket. In addition, the appropriately derived fluid makes it possible to center the ring gear hydraulically so that the service life of the pump is further increased. The thrust disk is advantageously coupled to the ring gear fixedly rotating. In particular, the ring gear and the thrust disc can be formed in one piece. Alternatively, the thrust disk can be actively rotatably coupled to the sprocket or the thrust disk is "floating" mounted, i.e., freely rotatable. When, with regard to the pump of the invention, reference is made to a "bottom portion" of the housing, the housing portion in which the said pressurized opening which opens into the space pressure of the pump or that forms the space under pressure. When referring to a "lid portion" of the housing, the housing portion on which the thrust disk is placed is referred to as the housing portion. In other words, the terms "bottom portion" and "lid portion" of the housing are used independently of each other if for example the "bottom portion" is disposed on a lower side or a top side of the pump in the pump mounting position.
Ledit canal de liaison peut être formé dans le boîtier de la pompe par exemple par un ou plusieurs perçages, notamment par un perçage ménagé dans la portion formant fond du boîtier et/ou par un perçage ménagé dans la portion annulaire du boîtier. Said connecting channel may be formed in the pump housing for example by one or more bores, in particular by a bore formed in the bottom portion of the housing and / or by a bore in the annular portion of the housing.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit canal de liaison comporte toutefois au moins une gorge de liaison qui s'étend le long de la périphérie intérieure de la portion annulaire du boîtier. Ainsi, il est seulement nécessaire de réaliser une gorge du côté intérieur du boîtier de pompe, par exemple par usinage par enlèvement de copeaux ou bien par fonderie, pour amener le fluide sous pression jusqu'audit espace intermédiaire. Ladite gorge de liaison de la portion annulaire du boîtier peut s'étendre par exemple jusqu'à la transition entre la portion annulaire et la portion formant couvercle du boîtier. De préférence, la gorge de liaison s'étend le long de la périphérie intérieure de la portion annulaire du boîtier parallèlement à l'axe de rotation de la couronne dentée. En variante, la gorge de liaison peut également être orientée obliquement pour favoriser l'écoulement, la gorge de liaison ne devant pas nécessairement avoir une allure rectiligne. Une telle gorge de liaison « axiale » peut partir directement de l'espace sous pression de la pompe. En variante, une autre gorge de liaison peut être prévue qui s'étend de l'espace sous pression de la pompe le long du côté intérieur de la portion formant fond du boîtier jusqu'à la gorge de liaison de la portion annulaire du boîtier, notamment radialement vers l'extérieur, pour former un guide, en forme de L en coupe longitudinale, destiné au fluide. Selon un mode de réalisation préféré, le canal de liaison (notamment ladite gorge de liaison de la portion annulaire du boîtier) débouche dans une gorge annulaire qui s'étend dans une large mesure le long de la transition entre la portion annulaire et la portion formant couvercle du boîtier et/ou le long du disque de poussée. Ainsi, le fluide sous pression peut se répartir le long de la périphérie du disque de poussée et/ou de la portion formant couvercle du boîtier pour parvenir en plusieurs positions angulaires différentes dans l'espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier et former ainsi un film lubrifiant le plus uniforme possible. Il est particulièrement avantageux que la portion formant couvercle du boîtier comporte au moins une gorge distributrice qui s'étend du côté intérieur, dirigé vers le disque de poussée, de la portion formant couvercle, d'une direction radialement vers l'extérieur dans une direction radialement vers l'intérieur. Ainsi, le fluide peut être guidé de façon particulièrement active jusque dans l'espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier pour former ledit film lubrifiant souhaité. La gorge distributrice correspondante ne doit pas nécessairement s'étendre de façon rectiligne dans une direction radialement vers l'intérieur ; d'autres allures et orientations sont également possibles (par exemple une orientation oblique, une disposition décalée latéralement ou une trajectoire avec une composante orientée radialement vers l'intérieur). Avantageusement, ladite gorge distributrice s'étend depuis la transition entre la portion annulaire et la portion formant couvercle du boîtier et/ou de ladite gorge annulaire radialement vers l'intérieur. De façon préférée, il est prévu plusieurs de ces gorges distributrices. En ce qui concerne ladite gorge distributrice de la 30 portion formant couvercle du boîtier, pour éviter des pertes supplémentaires par fuite, il est préféré qu'elle ait simplement une longueur limitée, c'est-à-dire que la gorge distributrice ne s'étende pas de bout en bout radialement vers l'intérieur. En d'autres termes, la gorge distributrice sera dans ce cas conformée en gorge interrompue. Il est particulièrement important que le disque de poussée et/ou la portion formant couvercle du boîtier présente un passage central destiné à un arbre d'entraînement. Toutefois, dans le cas où une fuite supplémentaire est souhaitée, il est avantageux en variante que la gorge distributrice de la portion formant couvercle soit ininterrompue, c'est-à-dire que la gorge distributrice s'étende totalement radialement vers l'intérieur. En variante ou en complément de ladite gorge distributrice de la portion formant couvercle du boîtier, le disque de poussée peut également comporter sur le côté dirigé vers la portion formant couvercle (c'est-à-dire sur son côté arrière) au moins une gorge distributrice qui s'étend de la périphérie extérieure du disque de poussée radialement vers l'intérieur. De même, une telle gorge distributrice au niveau du disque de poussée permet d'améliorer la distribution du fluide sous pression à l'intérieur dudit espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier de façon à établir une pression uniforme et à réaliser une lubrification hydrodynamique efficace. De même, la gorge distributrice du disque de poussée ne doit pas nécessairement être rectiligne radialement vers l'intérieur ; d'autres allures et orientations sont possibles. According to a preferred embodiment, said connecting channel however comprises at least one connecting groove which extends along the inner periphery of the annular portion of the housing. Thus, it is only necessary to provide a groove on the inner side of the pump housing, for example by machining by chip removal or by casting, to bring the fluid under pressure to said intermediate space. Said connecting groove of the annular portion of the housing may extend for example to the transition between the annular portion and the lid portion of the housing. Preferably, the connecting groove extends along the inner periphery of the annular portion of the housing parallel to the axis of rotation of the ring gear. Alternatively, the connecting groove may also be oriented obliquely to promote flow, the connecting groove does not necessarily have a straight line. Such an "axial" connection groove can start directly from the pressurized space of the pump. Alternatively, another connecting groove may be provided which extends from the pressurized space of the pump along the inner side of the bottom portion of the housing to the connecting groove of the annular portion of the housing, in particular radially outwardly, to form a guide, L-shaped in longitudinal section, for the fluid. According to a preferred embodiment, the connecting channel (in particular said connecting groove of the annular portion of the housing) opens into an annular groove which extends to a large extent along the transition between the annular portion and the portion forming housing cover and / or along the thrust disc. Thus, the pressurized fluid can be distributed along the periphery of the thrust disk and / or the lid portion of the casing to achieve several different angular positions in the space between the thrust plate and the lid portion. of the housing and thus form a lubricant film as uniform as possible. It is particularly advantageous that the lid portion of the housing has at least one distributing groove which extends from the inner side, directed towards the thrust disk, of the lid portion, of a radially outward direction in a direction radially inward. Thus, the fluid can be particularly actively guided into the gap between the thrust disk and the lid portion of the housing to form the desired lubricating film. The corresponding dispensing groove need not necessarily extend rectilinearly in a radially inward direction; other gaits and orientations are also possible (for example an oblique orientation, a laterally offset disposition or a trajectory with a radially inwards oriented component). Advantageously, said dispensing groove extends from the transition between the annular portion and the lid portion of the housing and / or said annular groove radially inwardly. In a preferred manner, several of these distributing grooves are provided. With respect to said dispensing groove of the lid portion of the housing, to prevent further losses by leakage, it is preferred that it be simply of limited length, i.e., the dispensing groove not extend from end to end radially inward. In other words, the dispensing groove will in this case be shaped as an interrupted groove. It is particularly important that the thrust disk and / or the lid portion of the housing have a central passage for a drive shaft. However, in the case where an additional leakage is desired, it is advantageous in a variant that the dispensing groove of the lid portion is uninterrupted, that is to say that the dispensing groove extends completely radially inwards. Alternatively or in addition to said distributing groove of the lid portion of the housing, the thrust disc may also have on the side directed towards the lid portion (i.e. on its rear side) at least one groove dispenser which extends from the outer periphery of the thrust disk radially inwardly. Likewise, such a distributing groove at the thrust plate makes it possible to improve the distribution of the pressurized fluid inside said intermediate space between the thrust disk and the lid portion of the casing so as to establish a uniform pressure and to achieve efficient hydrodynamic lubrication. Likewise, the distributing groove of the thrust disk does not necessarily have to be rectilinear radially inward; other gaits and orientations are possible.
En ce qui concerne la gorge distributrice du disque de poussée, il est également possible que celle-ci ait une longueur limitée pour réduire les pertes par fuite dans la région radialement intérieure. En variante, la gorge distributrice du disque de poussée peut s'étendre de bout en bout radialement vers l'intérieur pour causer une fuite appropriée, comme cela a été expliqué précédemment en ce qui concerne la gorge distributrice de la portion formant couvercle du boîtier. Le côté du disque de poussée qui est dirigé vers la portion formant couvercle du boîtier peut avoir une conformation plane dans un mode de réalisation particulièrement simple. Toutefois, il est également avantageux que le côté du disque de poussée qui est dirigé vers la portion formant couvercle du boîtier ait une conformation conique, une conformation tronconique ou présente une incurvation convexe. Une telle conformation du disque de poussée permet en effet de s'assurer de façon simple qu'il y a toujours un espace intermédiaire minimal sur toute la périphérie au moins dans une région radialement extérieure entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier afin de garantir une lubrification hydrodynamique efficace. En variante ou en complément, le côté intérieur, dirigé vers le disque de poussée, de la portion formant couvercle du boîtier peut avoir une conformation conique, une conformation tronconique ou présenter une incurvation convexe. Dans ces modes de réalisation, des gorges distributrices peuvent être en plus prévues au niveau de la portion formant couvercle du boîtier et/ou du disque de poussée, notamment avec ou sans fuite appropriée, comme cela a été expliqué précédemment. With regard to the thrust disc dispensing groove, it is also possible that it has a limited length to reduce leakage losses in the radially inner region. Alternatively, the thrust disc dispensing groove may extend radially inward end to end to cause a proper leakage, as previously explained with respect to the dispensing groove of the housing lid portion. The side of the thrust disk which is directed towards the lid portion of the housing may have a planar conformation in a particularly simple embodiment. However, it is also advantageous that the side of the thrust disk which is directed towards the lid portion of the housing has a conical shape, a frustoconical conformation or has a convex curvature. Such a conformation of the thrust disc makes it possible to ensure in a simple way that there is always a minimal intermediate space over the entire periphery at least in a radially outer region between the thrust disc and the cover portion of the housing. to ensure efficient hydrodynamic lubrication. Alternatively or additionally, the inner side, directed towards the thrust disk, of the lid portion of the housing may have a conical shape, a frustoconical conformation or have a convex curvature. In these embodiments, dispensing grooves may be further provided at the lid portion of the housing and / or thrust disk, particularly with or without proper leakage, as previously explained.
Lorsque l'on provoque une fuite appropriée du fluide amené dans l'espace intermédiaire entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier (par exemple par le biais d'une gorge distributrice s'étendant de bout en bout radialement vers l'intérieur de la portion formant couvercle ou du disque de poussée), cela peut présenter un avantage par exemple à un niveau de pression réduit pour des vitesses de rotation plus élevées (faibles pertes mécaniques). En outre, une telle fuite appropriée donne une possibilité de refroidissement supplémentaire de la pompe ou du fluide. En outre, une telle fuite appropriée permet de stocker temporairement du fluide qui n'est pas nécessaire dans certains états de fonctionnement. En variante ou en complément, dans le cas d'une telle fuite appropriée, le fluide (notamment lorsque le fluide est une huile de lubrification) peut être utilisé pour lubrifier les composants à proximité de la pompe (par exemple en utilisant une bague à force centrifuge). À titre d'exemple, le fluide peut être amené dudit espace intermédiaire ou directement de la gorge distributrice à un autre composant qui est disposé au niveau de la pompe ou à proximité de celle-ci. Notamment, le boîtier de la pompe peut comporter une ouverture de sortie pour diriger une partie du fluide, amené de l'espace sous pression en direction de l'espace intermédiaire, à un autre composant et lubrifier ainsi celui-ci. Ladite ouverture de sortie peut notamment être ménagée dans une région radialement intérieure du boîtier de la pompe, par exemple dans la région d'un passage central de la portion formant couvercle du boîtier qui est destiné à un arbre d'entraînement. Un tel passage de la portion formant couvercle destiné à un arbre d'entraînement n'existe toutefois pas nécessairement dans tous les modes de réalisation d'une pompe selon l'invention. En outre, il est préféré que le disque de poussée s'étende d'une seule pièce dans une direction radiale entre la roue dentée et la couronne dentée. En d'autres termes, dans ce mode de réalisation, le disque de poussée recouvrira au moins partiellement dans une direction radiale non seulement la couronne dentée mais également la roue dentée, aucune communication directe entre l'espace intermédiaire (espace intermédiaire de la lubrification hydrodynamique entre le disque de poussée et la portion formant couvercle du boîtier) et les chambres de la pompe qui sont formées entre la roue dentée et la couronne dentée. Le disque de poussée garantit ainsi, par une structure simple, qu'aucune perte significative par fuite ne survient dans une direction axiale (par rapport à l'axe de rotation de la roue dentée ou de la couronne dentée). L'invention est expliquée dans la suite à titre d'exemple seulement en se référant aux dessins. Des éléments identiques ou similaires portent les mêmes références ou des références incrémentées de la valeur 100. La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une pompe à engrenage interne. When an appropriate leakage of the fluid brought into the space between the thrust disk and the lid portion of the casing (for example via a dispensing groove extending from end to end radially towards inside the lid portion or the thrust plate), this may have an advantage for example at a reduced pressure level for higher speeds of rotation (low mechanical losses). In addition, such an appropriate leak gives the possibility of additional cooling of the pump or fluid. In addition, such a suitable leakage temporarily stores fluid that is not needed in certain operating states. Alternatively or in addition, in the case of such a suitable leak, the fluid (especially when the fluid is a lubricating oil) can be used to lubricate the components near the pump (for example using a force ring centrifugal). By way of example, the fluid may be brought from said intermediate space or directly from the dispensing groove to another component which is disposed at or near the pump. In particular, the pump housing may include an outlet opening for directing a portion of the fluid, brought from the pressurized space towards the intermediate space, to another component and thus lubricate it. Said outlet opening may in particular be formed in a radially inner region of the pump housing, for example in the region of a central passage of the housing cover portion which is intended for a drive shaft. Such a passage of the cover portion for a drive shaft does not necessarily exist in all embodiments of a pump according to the invention. In addition, it is preferred that the thrust disk extends in one piece in a radial direction between the toothed wheel and the ring gear. In other words, in this embodiment, the thrust disk will at least partially cover in a radial direction not only the ring gear but also the gear wheel, no direct communication between the intermediate space (intermediate space of the hydrodynamic lubrication between the thrust disk and the lid portion of the housing) and the pump chambers formed between the toothed wheel and the ring gear. The thrust disc thus ensures, by a simple structure, that no significant leakage loss occurs in an axial direction (relative to the axis of rotation of the gear wheel or the ring gear). The invention is explained in the following by way of example only with reference to the drawings. Identical or similar elements bear the same references or incremented references of the value 100. FIG. 1 represents a longitudinal sectional view of an internal gear pump.
La figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une pompe à engrenage interne. Les figures 3a et 3b représentent respectivement une vue de dessus et une vue latérale d'un disque de poussée selon un premier mode de réalisation. Figure 2 shows a cross-sectional view of an internal gear pump. Figures 3a and 3b respectively show a top view and a side view of a thrust disc according to a first embodiment.
La figure 4 représente une vue de dessus d'un disque de poussée selon un deuxième mode de réalisation. FIG. 4 represents a view from above of a thrust disk according to a second embodiment.
La figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'un disque de poussée selon un troisième mode de réalisation. La figure 6 représente une vue en coupe longitudinale 5 d'un disque de poussée selon un quatrième mode de réalisation. La figure 7 représente une vue en coupe transversale d'une pompe à engrenage interne selon l'état de la technique. 10 La figure 1 représente une pompe à engrenage interne 1 selon l'invention du type pompe Gerotor. La pompe 1 comporte une roue dentée 7 qui est entraînée en rotation autour d'un axe A2 par un arbre 17 traversant la pompe. La pompe 1 comporte en outre une couronne dentée 5 apte à 15 tourner librement, c'est-à-dire une couronne de train planétaire dont la denture intérieure s'engrène avec la denture extérieure de la roue dentée 7. L'axe de rotation Al de la couronne dentée 5 est excentrique par rapport à l'axe de rotation A2 de la roue dentée 7. Un disque de 20 poussée 19 est couplé de façon fixe en rotation avec la couronne dentée 5 (par exemple soudé ou collé ou conformé d'une seule pièce avec la couronne dentée 5). Le disque de poussée 19 est par exemple en acier. Lorsque l'on regarde depuis un passage central destiné à l'arbre 17, le disque 25 de poussée 19 est fermé (c'est-à-dire sans ouverture) et conformé d'une seule pièce. Le diamètre extérieur du disque de poussée 19 correspond à celui de la couronne dentée 5. La roue dentée 7, la couronne dentée 5 et le disque de poussée 19 sont logés dans un boîtier de la pompe 1 qui 30 comporte une portion annulaire cylindrique creuse 3. La couronne dentée 5 est montée de façon à pouvoir tourner sur la périphérie intérieure de la portion annulaire 3. Le boîtier de la pompe 1 comporte en outre une portion formant fond 13 sur laquelle sont placées la roue dentée 7 et la couronne dentée 5 et qui est conformée d'une seule pièce avec la portion annulaire 3 dans l'exemple de réalisation représenté ici. Un espace sous pression 15 de la pompe 1 est formé dans la portion formant fond 13 du boîtier. Le boîtier de la pompe 1 comporte en outre une portion formant couvercle 21 qui est conformé en couvercle séparé dans l'exemple de réalisation représenté ici. Le disque de poussée 19 est disposé entre la roue dentée 7 et la couronne dentée 5 d'une part et la portion formant couvercle 21 du boîtier d'autre part, un espace intermédiaire 23 très étroit étant formé entre le disque de poussée 19 et la portion formant couvercle 21. La roue dentée 7, la couronne dentée 5 et/ou le disque de poussée 19 peuvent être précontraints dans une direction axiale par rapport aux axes de rotation Al, A2 à l'intérieur du boîtier (non représenté). Figure 5 shows a longitudinal sectional view of a thrust disc according to a third embodiment. Figure 6 shows a longitudinal sectional view of a thrust disk according to a fourth embodiment. Figure 7 shows a cross-sectional view of an internal gear pump according to the state of the art. Figure 1 shows an internal gear pump 1 according to the invention of the Gerotor pump type. The pump 1 comprises a toothed wheel 7 which is rotated about an axis A2 by a shaft 17 passing through the pump. The pump 1 further comprises a freely rotatable ring gear 5, that is to say a ring gear of planetary gear whose internal toothing meshes with the external toothing of the toothed wheel 7. The axis of rotation Al of the ring gear 5 is eccentric with respect to the axis of rotation A2 of the gear wheel 7. A thrust plate 19 is fixedly coupled in rotation with the ring gear 5 (for example welded or glued or shaped to one piece with the ring gear 5). The thrust disc 19 is for example steel. When viewed from a central passage for the shaft 17, the thrust disc 19 is closed (i.e., without opening) and shaped in one piece. The outer diameter of the thrust disk 19 corresponds to that of the ring gear 5. The toothed wheel 7, the ring gear 5 and the thrust plate 19 are housed in a housing of the pump 1 which has a hollow cylindrical annular portion 3 The ring gear 5 is rotatably mounted on the inner periphery of the annular portion 3. The housing of the pump 1 further comprises a bottom portion 13 on which the gearwheel 7 and the ring gear 5 are placed and which is shaped in one piece with the annular portion 3 in the embodiment shown here. A pressure space 15 of the pump 1 is formed in the bottom portion 13 of the housing. The casing of the pump 1 further includes a lid portion 21 which is formed as a separate lid in the exemplary embodiment shown here. The thrust disk 19 is arranged between the toothed wheel 7 and the ring gear 5 on the one hand and the cover portion 21 of the housing on the other hand, a very narrow intermediate space 23 being formed between the thrust plate 19 and the lid portion 21. The gearwheel 7, the ring gear 5 and / or the thrust plate 19 may be prestressed in an axial direction relative to the axes of rotation A1, A2 within the housing (not shown).
Lorsque la pompe 1 est en fonctionnement, la couronne dentée 5 tourne, conjointement avec le disque de poussée 19 auquel elle est couplée, plus lentement que la roue dentée 7. Le disque de poussée 19 contribue ainsi à réduire dans une large mesure les pertes par frottement, car la vitesse de rotation différentielle entre la roue dentée 7 et la portion formant couvercle 21 est réduite de façon efficace en raison de l'agencement du disque de poussée 19 entre la roue dentée 7 et la portion formant couvercle 21 du boîtier. When the pump 1 is in operation, the ring gear 5 rotates, together with the thrust disk 19 to which it is coupled, more slowly than the gear wheel 7. The thrust disk 19 thus contributes to a large extent to reduce the losses by friction, since the differential rotation speed between the gearwheel 7 and the cover portion 21 is effectively reduced due to the arrangement of the thrust disc 19 between the gearwheel 7 and the cover portion 21 of the housing.
Une réduction encore plus importante des pertes par frottement est obtenue avec la pompe à engrenage interne 1 de la figure 1 en ce que, au niveau du boîtier de la pompe 1, un canal de liaison s'étend de l'espace sous pression 15 jusqu'à l'espace intermédiaire 23 entre le disque de poussée 19 et la portion formant couvercle 21 du boîtier. An even greater reduction in frictional losses is obtained with the internal gear pump 1 of FIG. 1 in that, at the housing of the pump 1, a connecting channel extends from the pressurized space 15 to the intermediate space 23 between the thrust plate 19 and the cover portion 21 of the housing.
Du fluide sous pression est amené le long du canal de liaison de l'espace sous pression 15 jusque dans l'espace intermédiaire 23, le fluide dans l'espace intermédiaire 23 formant un film lubrifiant efficace du point de vue hydrodynamique. Pressurized fluid is fed along the connecting channel of the pressurized space 15 into the intermediate space 23, the fluid in the intermediate space 23 forming a hydrodynamically effective lubricating film.
Ledit canal de liaison comporte pour cela une gorge de liaison 25 qui s'étend du côté intérieur, dirigé vers la couronne dentée 5, de la portion formant fond 13 du boîtier dans une direction radiale allant de l'espace sous pression 15 jusqu'à la périphérie intérieure de la portion annulaire 3 du boîtier. La gorge de liaison radiale 25 est fermée dans une large mesure du côté intérieur de la couronne dentée 5. La gorge de liaison radiale 25 débouche dans une gorge de liaison axiale 27 du canal de liaison, laquelle s'étend parallèlement à l'axe de rotation Al de la couronne dentée 5 le long de la périphérie intérieure de la portion annulaire 3 du boîtier. La gorge de liaison axiale 27 est fermée dans une large mesure par la périphérie extérieure de la couronne dentée 5. La gorge de liaison radiale 25 et la gorge de liaison axiale 27 forment ainsi un guide, en forme de L dans la vue en coupe longitudinale de la figure 1, qui est destiné au fluide de la pompe 1. Les gorges de liaison 25, 27 peuvent former une ouverture de section 1 à 5 mm2 par exemple ; naturellement des ouvertures d'autres sections sont également possibles. La section appropriée dépend généralement de la puissance de la pompe, de la viscosité du fluide ainsi que de la gamme de pression de la pompe. La gorge de liaison axiale 27 débouche, au niveau de la transition entre la portion annulaire 3 et la portion formant couvercle 21 du boîtier, dans une gorge distributrice radiale 29 qui est conformée du côté intérieur, c'est-à-dire du côté, dirigé vers le disque de poussée 19, de la portion formant couvercle 21 du boîtier et a dans une direction radiale vers l'intérieur une longueur limitée. Le canal de liaison ainsi formé (les gorges de liaison 25, 27 et la gorge distributrice 29) permettent à une partie du fluide alimenté par la pompe 1 de parvenir de l'espace sous pression 15 jusque dans l'espace intermédiaire 23 entre le disque de poussée 19 et la portion formant couvercle 21 du boîtier pour former dans l'espace intermédiaire 23 un film lubrifiant efficace du point de vue hydrodynamique qui est actif entre le disque de poussée 19 rotatif et la portion formant couvercle 21 fixe du boîtier. De cette façon, on réduit considérablement le frottement entre le disque de poussée 19 et la portion formant couvercle 21 du boîtier. Cela contribue à réduire l'usure ainsi que l'échauffement et la détérioration du fluide. Said connecting channel therefore has a connecting groove 25 which extends from the inner side, directed towards the ring gear 5, of the bottom portion 13 of the housing in a radial direction from the pressurized space 15 to the inner periphery of the annular portion 3 of the housing. The radial connecting groove 25 is closed to a large extent on the inner side of the ring gear 5. The radial connection groove 25 opens into an axial connecting groove 27 of the connecting channel, which extends parallel to the Al rotation of the ring gear 5 along the inner periphery of the annular portion 3 of the housing. The axial connecting groove 27 is closed to a large extent by the outer periphery of the ring gear 5. The radial connecting groove 25 and the axial connecting groove 27 thus form an L-shaped guide in the longitudinal sectional view. of FIG. 1, which is intended for the fluid of the pump 1. The connecting grooves 25, 27 can form an opening of section 1 to 5 mm 2 for example; naturally openings of other sections are also possible. The proper section will usually depend on pump power, fluid viscosity, and the pump pressure range. The axial connecting groove 27 opens, at the transition between the annular portion 3 and the cover portion 21 of the housing, in a radial distribution groove 29 which is shaped on the inside, that is to say on the side, directed to the thrust plate 19 of the cover portion 21 of the housing and has in a radially inward direction a limited length. The connecting channel thus formed (the connecting grooves 25, 27 and the dispensing groove 29) allow a portion of the fluid supplied by the pump 1 to reach the pressurized space 15 into the intermediate space 23 between the disc 19 and the cover portion 21 of the housing to form in the intermediate space 23 a hydrodynamically effective lubricating film which is active between the rotating thrust disk 19 and the fixed cover portion 21 of the housing. In this way, the friction between the thrust disc 19 and the cover portion 21 of the casing is considerably reduced. This helps to reduce wear and the heating and deterioration of the fluid.
Il va de soi que la portion formant couvercle 21 du boîtier peut comporter plusieurs gorges distributrices 29, notamment dans un agencement angulaire régulier, pour obtenir une distribution plus uniforme du fluide le long de la périphérie du disque de poussée 19. Pour cela, pour chaque gorge distributrice 19 de la portion formant couvercle 21 peut être prévu un canal de liaison propre partant de l'espace sous pression 15. En variante, au niveau de la portion annulaire 3 du boîtier, au niveau de la portion formant couvercle 21 du boîtier et/ou le long de la périphérie extérieure du disque de poussée 19 il peut être prévu une gorge annulaire (non représentée) qui distribue le fluide, alimenté depuis l'espace sous pression 15 le long des gorges de liaison 25, 27, le long de la périphérie du disque de poussée 19 ou de la portion formant couvercle 21 du boîtier. It goes without saying that the cover portion 21 of the housing may have a plurality of distributing grooves 29, in particular in a regular angular arrangement, to obtain a more uniform distribution of the fluid along the periphery of the thrust disc 19. For this, for each the dispensing groove 19 of the lid portion 21 may be provided with a clean connecting channel extending from the pressurized space 15. Alternatively, at the annular portion 3 of the housing, at the lid portion 21 of the housing and or along the outer periphery of the thrust disc 19 there may be provided an annular groove (not shown) which distributes the fluid, supplied from the pressurized space 15 along the connecting grooves 25, 27, along the periphery of the thrust disk 19 or the cover portion 21 of the housing.
La figure 2 représente une vue en coupe transversale, correspondant à la représentation de la figure 7, d'une pompe à engrenage interne de l'invention. Il y est représenté la gorge de liaison radiale 25 dans la portion formant fond 13 et la gorge de liaison axiale 27 dans la portion annulaire 3 du boîtier qui forment le premier canal de liaison, qui a déjà été expliqué, allant de l'espace sous pression 15 au disque de poussée et à la portion formant couvercle du boîtier (non représenté). En variante ou en complément de la conformation d'une gorge distributrice 29 le long de la portion formant couvercle 21 du boîtier de la figure 1, une ou plusieurs gorges distributrices 31 peuvent être prévues du côté arrière 33, dirigé vers l'espace intermédiaire 23, du disque de poussée 19 (c'est-à-dire du côté supérieur du disque de poussée 19 dans la représentation de la figure 1). Dans les figures 3a et 3b il est représenté quatre gorges distributrices 31 radiales conformées asymétriquement et disposées de façon légèrement décalées latéralement. Figure 2 shows a cross-sectional view, corresponding to the representation of Figure 7, of an internal gear pump of the invention. There is shown the radial connection groove 25 in the bottom portion 13 and the axial connecting groove 27 in the annular portion 3 of the housing which form the first connecting channel, which has already been explained, going from the space under pressure 15 to the thrust disk and the lid portion of the housing (not shown). Alternatively or in addition to the conformation of a dispensing groove 29 along the cover portion 21 of the housing of Figure 1, one or more distributor grooves 31 may be provided on the rear side 33, directed towards the intermediate space 23 , of the thrust disc 19 (that is to say, the upper side of the thrust disc 19 in the representation of Figure 1). In FIGS. 3a and 3b, there are four radial distributor grooves 31 that are asymmetrically shaped and arranged slightly laterally offset.
Dans le mode de réalisation des figures 3a et 3b, les gorges distributrices 31 du disque de poussée 19 sont conformées de bout en bout, c'est-à-dire qu'elles s'étendent de la périphérie extérieure jusqu'à la périphérie intérieure (passage central destiné à l'arbre 17). Ainsi, les effets de fuite souhaités peuvent être causés de façon appropriée, par exemple pour un abaissement de la pression, un refroidissement supplémentaire ou pour lubrifier d'autres composants au moyen de l'huile de fuite. En variante, les gorges distributrices 31 sont conformées en gorges interrompues qui s'étendent de la périphérie extérieure du disque de poussée 19 seulement sur une longueur limitée dans une direction radialement vers l'intérieur, par exemple jusqu'à 1 mm avant la périphérie intérieure du disque de poussée 19. On minimise ainsi les pertes par fuite. C'est représenté dans la figure 4. In the embodiment of FIGS. 3a and 3b, the distributing grooves 31 of the thrust disc 19 are formed end-to-end, that is to say that they extend from the outer periphery to the inner periphery. (central passage for the shaft 17). Thus, the desired leakage effects can be appropriately caused, for example for lowering the pressure, additional cooling or for lubricating other components by means of the leakage oil. Alternatively, the distributing grooves 31 are formed as interrupted grooves which extend from the outer periphery of the thrust disc 19 only over a limited length in a direction radially inward, for example up to 1 mm before the inner periphery. of the thrust disk 19. This minimizes leakage losses. This is shown in Figure 4.
Dans les modes de réalisation des figures 1, 3a, 3b et 4, le côté arrière 33 du disque de poussée 19 correspond à une conformation plane. En variante, le côté arrière 33, dirigé vers la portion formant couvercle 21 du boîtier, du disque de poussée 19 peut avoir une conformation conique comme c'est représenté dans la vue en coupe axiale de la figure 5, ou bien le côté arrière 33 du disque de poussée 19 est bombé, c'est-à-dire conformé avec une incurvation convexe, comme c'est représenté dans la vue en coupe axiale de la figure 6. Ainsi, en variante ou en complément des gorges distributrices 31, on obtient une distribution améliorée du fluide amené par ledit canal de liaison. En variante ou en complément d'une telle conformation conique, tronconique ou incurvée convexe du côté arrière 33 du disque de poussée 19, le côté intérieur, dirigé vers le disque de poussée 19, de la portion formant couvercle 21 du boîtier (figure 1) peut avoir une conformation conique, tronconique ou incurvée convexe. Dans les deux cas, l'espace intermédiaire 23 entre le disque de poussée 19 et la portion formant couvercle 21 du boîtier (figure 1) a au moins par portion une hauteur intérieur diminuant d'une position radialement extérieure vers une position radiale intérieure. In the embodiments of Figures 1, 3a, 3b and 4, the rear side 33 of the thrust disc 19 corresponds to a flat conformation. Alternatively, the rear side 33, directed towards the cover portion 21 of the housing, of the thrust disc 19 may have a conical shape as shown in the axial sectional view of FIG. 5, or the rear side 33 of the thrust disc 19 is curved, that is to say shaped with a convex curvature, as shown in the axial sectional view of FIG. 6. Thus, alternatively or in addition to the distributor grooves 31, obtain an improved distribution of the fluid brought by said connecting channel. As a variant or in addition to such a conical, frustoconical or convexly curved conformation of the rear side 33 of the thrust disc 19, the inner side, directed towards the thrust disc 19, of the lid portion 21 of the casing (FIG. 1) may have a conical, frustoconical or curved convex conformation. In both cases, the intermediate space 23 between the thrust disk 19 and the cover portion 21 of the housing (FIG. 1) at least in part has an interior height decreasing from a radially outer position to an inner radial position.
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