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Pompe ou moteur à engrenages.
La présente invention se rapporte aux pompes ou aux moteurs à engrenages et vise plus particulièrement une construction et une disposition nouvelles ayant pour but notamment de rendre plus libre et plus aisé l'écoulement du liquide, de procurer une marche plus silencieuse, de diminuer les pertes d'énergie et d'augmenter le rendement dans une mesure importante.
Cette pompe est caractérisée en ordre principal par l'utilisation d'un seul pignon denté et d'une couronne à denture intérieure avec laquelle le pignon est en prise.
Dans la réalisation pratique de l'invention, cet engrèhement se fait suivant un plan médian passant par la ligne des centres du pignon et de la couronne.
Les dessins ci-joints montrent à titre purement exemplatif comment une telle pompe peut être réalisée en pratique.
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La figure 1 est une vue en coupe verticale de l'ensemble de la machine.
La figure est une coupe par la ligne II-Il dans la figure 17
Les figures 3 et 4 sont des coupes respectivement par leslignes III-III et1V-IV dans la figure 2.
Les figures 5 et 6 sont des vues montrant séparé- ment, l'une en perspective, l'autre en-élévation, une des deux parties de la carcasse ou de l'enveloppe fixe.
La figure 7 est une vue de détail montrant l'en- grènement du pigeon et de la couronne dentée.
La figure 8 est une vue de détail en perspective de l'autre partie de l'enveloppe.
La figure 9 est une vue de détail montrant l'en- grènement des deux eléments dans une pompe de type connu.
La figure 10 montre une denture de conception par- ticulière pouvant être utilisée dans une pompe suivant l'in- vention.
La pompe, objet de l'invention, comprend une enve- loppe formée de deux parties 1 et 2 reliées entre elles par exemple par des boulons 2 1 , un pignon 3 fixé par une cale 6 sur un arbre 4 tournant dans les parties 1-2.
Une couronne 5 à denture intérieure prend appui par sa surface extérieure dans la partie 1 et engrène avec le pignon 3 au point m ort, c'est à dire à l'extrémité su- périeure d'un diamètre se trouvant dans un plan médian passant par les centres du pignon 3 et de la couronne 5.
Dans la partie 1 est formé un conduit 11 d'entrée pour le fluide qui est en communication (fig.3), d'une part, avec un creux ou une chambre @ de cette partie 1 et d'autre part avec l'espace 1 (fig.3) existant entre les dentures intérieure de la couronne b et extérieure du pignon 3. De même, on prévoit, dans la partie 1, un conduit 12, de sor-
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tie pour le fluide lequel communique, d'une part, avec un creux ou une chambre 8 de la partie 1 et, d'autre part, avec l'espace 81 (fig.4), existant entre les dentures intérieure de la couronne 5 et extérieure du pignon 8.
La partie fixe 2 comprend deux creux 9 et 10 mettant respectivement en communication les espaces 7-71 et 8-81 .
Les chambres 7 et 8 sont séparées par une nervure 14 de--la partie 1 (fig. 5) et les creux 9 et 10 le sont par une nervure 15 de la partie (fig. 8).
De plus, la partie possède une saillie 13 en forme de demi-lune qui s'introduit dans la moitié inférieure de l'appareil entre les têtes des dents de la couronne et cel- les du pignon.
Le fonctionnement de la machine est le suivant :
Lorsque le pignon 3 est mis en rotation par l'ar- bre 4 dans le sens indiqué par la flèche F (fig.2), la cou- ronne dentée b est entraînée dans le même sens.
Les dents de la roue 3 qui, au point mort supé- rieur seulement, remplissent à peu près complètement les vides de la denture de la couronne 5, quittent progressi- vement ces vides pendant environ un quart de la rotation.
De ce fait, l'espace entre les dentures s'accroit en donnant lieu à un effet d'aspiration.
Sous l'action de cette aspiration, le liquide s'écoule par l'alésage 11 et les creux 7 et 9 et pénètre aussi directement, comme montré par les flèches de la figure 3, dans l'espace compris entre les dentures des organes 3 et 5. Cet écoulementa donc lieu des deux cotés (à l'exté- rieur et l'intérieur) des dents de la couronne 5.
Le liquide qui s'est écoulé dans les espaces vi- des est, lors de la continuation de la rotation, complè- tement enfermé par la saillie 13 et par les faces vertica- les intérieures des parties 1-2 de l'enveloppe qui sont en contact avec les faces verticales des organes dentés 3-5
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et ce liquide est entraîné par les dents jusqu'à ce que les vides entre dents s'ouvrent à nouveau après avoir quit- té la partie 13 (fig.4).
Dans le dernier quart de la rotation, les dents du pignon 3 pénètrent à nouveau progressivement dans les vides de la denture de la couronne j jusqu'à, ce que, au point mort supérieur, une dent du pignon remplisse complètement un vide de la couronne.
Le liquide est alors chassé des espaces entre les den- tures et s'écoule par les creux 10 et 8 et aussi directement dans le conduit d'evacuation 12 (fig.4).
Pour se rendre compte des avantages de la disposi- tion, objet de l'invention, il y a lieu de rappeler tout d'abord que, dans les pompes à engrenages connues, l'évacua- tion du liquide des vides entre dents se fait suivant un arc de cercle relativement petit de la périphérie de la roue, soit donc en un temps assez bref.
La figure montre l'engrènement des deux éléments dans les pompes connues formées de deux pignons P1-P2 en prise l'un avec l'autre.
L'angle representé à cette figure indique l'angle de la roue P1 suivant lequel le liquide est chassé des es- paces entre les dentures en direction de la flèche g vers le conduit de refoulement.
Un se rend compte toutefois aisément de ce que c'est seulement suivant une partie de cet angle que le liquide peut s'écouler librement.
Dans l'espace délimité par l'angle la chambre a est completement obturée par les deux roues et, comme tout le contenu en volume de l'espace a doit, lors de la rotation, se réduire au volume de l'espace b, cc liquide doit être re- foulé en un temps très bref par des espaces étroits formant jeu.
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De côté de l'aspiration, il se forme ainsi un vide passager, ce qui donne naissance à des bruits.
Il en résulte un faible rendement, une perte d'éner- gie et souvent un échauffement du liquide à déplacer.
Ces inconvénients sont supprimés grâce à l'invention dont les avantages résultent des considérations ci-après : 1 ) Par l'utilisation d'une couronne à denture intérieure ayant un diamètre aussi petit que possible, par rapport au diamètre du pignon, l'engrènement des dents d'une roue dans les vides de l'autre dent se fait suivant un grand arc de cercle, soit donc relativement lentement.
2 ) L'existence de plusieurs espaces fermés par l'engrène- ment simultané de plusieurs dents est évitée, sauf au point mort et pour une dent.; ces intervalles sont en effet ouverts sur les faces frontales des dents en raison de l'existence des échancrures 7,8,9,10 à l'exception toutefois du sommet de la ligne médiane (point mort) où le côté de l'aspiration dt celui du refoulement sont séparés par les parties 14 et 15.
Les parties 14 et 15 doivent être un peu plus larges que l'épaisseur d'une dent.
3 ) Par l'introduction et la sortie du liquide des deux côtés des dents (canaux 7-7' et 8-8') , la vitesse de pas- sage du liquide par les cràux de la denture est encore réduite de moitié.
4 ) Un autre avantage qui constitue en même temps une carac- téristique de l'invention est que, par l'emploi de profil de dents spécial, le diamètre de la couronne dentée par rapport à celui du pignon et à la grandeur des dents, est réduit à un minimum, de telle sorte que le mouvement relatif d'une dent dans le creux d'une dent opposée se fait très lentement et que la vitesse d"écoulement du liquide à l'in- térieur des vides est réduite à une valeur aussi faible que possible pour une vitesse angulaire donnée.
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La figure 10 montre une telle denture. il s'agit d'une denture en developpante de cercle à angle d'attaque fortement agrandi (30 par exemple) et à. sommets S des dents de la couronne arrondis.
En C1, on a représente le cercle primitif du pignon et en C2 le cercle primitif de la couronne, en L la ligne d'engrènement, en m le module et par les lignes R le mou- vement relatif des arêtes d'une dent du oignon dans un intervalle entre dents de la couronne dentée.
De grandes quantités de liquide peuvent ainsi être refoulées par tour si l'on a recours à de grandes dents.
Ceci détermine en même temps l'emploi d'un petit nombre de dents.
D'apresla figure lU, on voit qu'avec un pignon pos- sedant seulement 14 dents, on peut ntiliser une couronne de seulement 18 dents sans que les têtes de dents ne se heurtent lors du passage d'un vide dans un autre vide.
La position et la largeur c et d des échancrures 7 et 8 (fig.2) peuventêtre choisies de telle manière que les forces hydrostatiques qui agissant à partir de ces échan- crures sur la périphérie extérieure de la couronne dentée soient compensées par celles agissant de l'interieur sur la couronne dentée. Les pertes par frottement de la cou- ronne dentée restent ainsi minimes.
En raison de la pression très faible, l'usure est insignifiante à la surface extérieure de la couronne. il en est de même pour les flancs des dents à cause de leur bonne adaptation et du mouvement minime de glissement, ce qui réduit quasi à rien l'usure des flancs des dents. il va de soi que le liquide aspiré et refoulé doit avoir des propriétés lubrifiantes.
Le fonctionnement décrit ci-dessus l'a été en rela- tion avec une pompe, mais il est évident que celle-ci peut fonctionner aussi comme moteur à liquide.