FR2556048A1 - Pompe rotative a carburant - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES POMPES ROTATIVES. ELLE SE RAPPORTE A UNE POMPE A LIQUIDE QUI COMPORTE UN ROTOR COMPRENANT UN CORPS ROTATIF52 MUNI DE PALETTES60, DELIMITANT DES CHAMBRES DE POMPAGE A SA PERIPHERIE. LES CHAMBRES ONT UNE DIMENSION QUI AUGMENTE ET QUI DIMINUE. UN DISPOSITIF ELASTIQUE 30 EST PLACE ENTRE LES CHAMBRES DONT LA DIMENSION DIMINUE ET UNE SORTIE AFIN QUE LE RETOUR DU LIQUIDE SOUS PRESSION VERS LES CHAMBRES DE POMPAGE, LORSQUE CELLES-CI CONTIENNENT DE LA VAPEUR ET NON DU LIQUIDE, SOIT EMPECHE SI BIEN QUE LE BRUIT DE FONCTIONNEMENT DE LA POMPE EST REDUIT EN PRESENCE DE CAVITATION. APPLICATION AUX POMPES A CARBURANT DES VEHICULES DE PASSAGERS.

Description

La présente invention comporte les pompes élec-

triques à carburant contenant une pompe rotative et un organe électrique d'entraînement logés ensemble afin qu'ils puissent être montés sur un véhicule ou dans un réservoir de carburant d'un véhicule. Les pompes rotatives de carburant entraînées par un dispositif alimenté par l'électricité ont déjà été utilisées depuis quelques années dans certains véhicules,

soit en première monte soit comme accessoires, perfection-

nant le circuit original d'alimentation - en carburant.

La pompe et l'ensemble moteur sont souvent placés dans un boîtier commun comme décrit par exemple dans le brevet

des Etats-Unis d'Amérique n0 4 352 641.

Comme les pompes sont souvent montées dans les réservoirs de carburant d'un véhicule, le facteur de bruit est extrêmement important. Une pompe sous charge crée normalement beaucoup de bruit et celui-ci peut être entendu sous forme d'un bourdonnement qui peut être gênant, par les passagers du véhicule. Divers dispositifs amortisseurs d'impulsions ont déjà été essayés avec un certain succès, mais comme ils mettent habituellement en oeuvre un matériau tel qu'une mousse à cellules fermées ou une chambre creuse

d'amortissement d'impulsions formée d'une matière synthéti-

que flexible, la durée d'utilisation de ces dispositifs est limitée par la vulnérabilité du matériau en présence d'hydrocarbures. Normalement, lors du fonctionnement de ces pompes, les matières pompées sont à l'état liquide et le bruit est minimum. Lorsque les cellules de pompage se remplissent pendant la partie d'aspiration du cycle, il n'existe aucune cavité, c'est-à-dire aucune vapeur dans la chambre de

pompage -lorsque les lumières d'échappement sont ouvertes.

Cependant, lorsque de la vapeur ou une cavité est présente dans la chambre de pompage (cavitation) lors de l'ouverture de la lumière d'échappement, la pression du côté de sortie de la lumière peut renvoyer le liquide dans la lumière d'échappement en sens inverse vers la chambre de pompage

afin que la cavité se remplisse.

Comme le carburant qui se trouve du côté de sortie de la lumière d'échappement est normalement à une pression de travail qui est par exemple de 1 à 5,3 bars, toute inversion de courant par la lumière d'échappement s'effectue à très grande vitesse et crée un bruit de choc. Dans le cas d'une pompe à rotation relativement normalisée, cette séquence peut se présenter cinq fois par tour du rotor de pompage et, à vitesse élevée, il peut devenir

tout à fait audible.

- L'invention concerne une construction de pompe qui évite le choc dû à la circulation en sens inverse par cavitation et en conséquence qui réduit réellement le

bruit de fonctionnement de la pompe dans ces circonstances.

Il faut noter que, dans le cycle de pompage, lorsqu'une cellule ou compartiment de pompage se vide, une

autre cellule ou compartiment prélève du fluide simulta-

nément. En d'autres termes, les ondes de pression d'admis-

sion et de refoulement sont synchronisées l'une sur l'autre et, normalement, la quantité de fluide évacuée de chaque cellule est égale à celle qui est reçue par une autre cellule.

L'invention repose sur l'élimination de l'inver-

sion de la circulation du fluide par la lumière d'échap-

pement.

- L'invention concerne aussi le montage d'un dispo-

sitif de flexion au-dessus de la lumière d'échappement, près du rotor, afin que le fluide sous pression puisse s'échapper mais ne puisse pas revenir dans la chambre de pompage dans les conditions de cavitation, c'est-à-dire

en présence de vapeur, en créant des chocs.

L'invention concerne aussi la division de la section de la lumière d'échappement en plusieurs ouvertures, un clapet se trouvant du côté de refoulement de chaque ouverture de la lumière. Ceci permet au caburant liquide sous pression de s'écouler vers la sortie et simultanément la pression du fluide ne peut pas être renvoyée vers la chambre de pompage dans des conditions de cavitation ou en

présence de vapeur.

Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 2 650 544 et 2 383 153 représentent des plaques d'étanchéité destinées à des pompes à rotor à engrenage, mais ces plaques n'ont pas pour rôle de fléchir lors de la sortie de fluide et de constituer des plaques de décharge unidirectionnelles permettant une réduction du bruit. Le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n 2 383 153 représente un arbre droit supportant un rotor interne sous forme d'un engrenage, mais le disque d'étanchéité ne tourne pas avec le rotor interne. Le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 2 787 963 représente une plaque rigide rappelée élastiquement et en appui contre un ensemble formant un rotor à engrenage destiné à transmettre une pression de démarrage, cette plaque étant repoussée par la pression de sortie de la

pompe après le démarrage.

Le principe d'une plaque flexible d'appui contre des éléments de pompage, qui forme au moins un côté de la chambre de pompage et qui permet la sortie du liquide sous pression vers un circuit de sortie sous pression, avec une fonction unidirectionnelle en cas de vaporisation (cavitation) est une caractéristique importante de la

présente invention.

c D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de -la description

qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe rotative entraînée électriquement; la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale d'une variante de construction de pompe;

la figure 4 est une vue de l'intérieur de l'extré-

mité d'entrée de la pompe et de l'ensemble de pompage; la figure 5 représente l'extrémité d'entrée de la pompe depuis l'extérieur;

la figure 6 est une élévation de l'extrémité d'en-

trée de la pompe, vue depuis l'intérieur et sans les élé-

ments de pompage; la figure 7 est une élévation d'un ressort; la figure 8 est une élévation latérale de l'organe de retenue à ressort;

la figure 9 est une élévation de la plaque d'étan-

chéité de la pompe à engrenage;

la figure 10 représente une plaque à doigts des-

tinée à renforcer le bord d'une plaque d'étanchéité; la figure 11 est analogue à la figure 3 mais représente une plaque flexible supplémentaire montée sur l'ensemble formant rotor à engrenage; la figure 12 est une élévation de la plaque

supplémentaire; -

la figure 13 est une élévation latérale de la plaque supplémentaire;

la figure 14 est une vue de bout interne d'un-

bottier d'extrémité de l'ensemble de pompage, suivant la flèche 14 de la figure 16; la figure 15 est une vue externe de bout du bo tier d'extrémité de l'ensemble de pompage, suivant la flèche 15 de la figure 16; et la figure 16 est une coupe du boîtier d'extrémité

suivant la ligne 16-16 de la figure 15.

- La figure 1 représente l'extrémité d'entrée

d'une pompe rotative dans laquelle un capuchon 10 d'extré-

mité a une lumière 11 d'entrée destinée à un embout et un flasque annulaire 12 tourné vers l'extérieur ayant un rebord 14 serré dans une enveloppe 16 qui a un flasque 18 replié vers l'intérieur. Un joint torique d'étanchéité 20

est disposé entre les flasques 14 et 18.

Une plaque 22 de retenue est disposée à l'inté-

rieur du flasque 14 et elle retient un diaphragme consti-

tuant--un dispositif d'amortissement d'impulsions qui porte

une coupelle 24 constituant un organe de retenue de ressort.

Un diaphragme 30 de modulation d'impulsions est placé à l'intérieur de la plaque 22, le bord annulaire étant capturé et retenu entre la périphérie de la pllaque 22 et celle de la plaque 40 d'extrémité de la pompe. Un disque 42 de retenue d'une soupape à clapet, maintenu par une vis 44 à tête fraisée, est disposé dans une cavité 41 de la surface de la plaque 40. Un ressort d'amortissement 46 est en appui à une première extrémité contre le capuchon 10,

dans une gorge annulaire, et, à l'autre extrémité, à l'inté-

rieur de la coupelle 24. Le fond de la coupelle est en

appui contre la région centrale du diaphragme 30.

Le disque 42 de retenue de soupape à clapet a une surface plate qui peut jouer le rôle d'une butée pour la partie centrale du diaphragme 30 et le fond de

la coupelle 24.

Un anneau 50 de came de pompage est placé près de la plaque d'extrémité 40 et loge un rotor 52 de pompe monté sur un arbre 54 d'entraînement, la coopération étant

assurée par une goupille 56.

Le rotor 52 a des fentes radiales destinées au logement d'ailettes 60 de pompage à galet. Une plaque 62 d'appui et de logement d'organe de retenue de palier,

placée près de la bague 50 de came de pompage, a une ouver-

ture centrale destinée au logement d'un palier 64 d'arbre monté sur l'arbre 54 qui dépasse de l'ensemble 70 qui comporte l'induit. Le boîtier 62 a un flasque 72 dirigé vers l'arrière, délimitant une cavité annulaire pour le logement de l'extrémité d'une bague flexible 74. L'extrémité de refoulement de la pompe n'est pas représentée, mais elle est décrite dans les documents précités. La plaque 62 d'appui est placée contre la combinaison formant le rotor de la pompe et ferme les chambres de pompage d'un premier

côté de cette combinaison.

La cavité 41, formée dans la plaque 40 d'extré-

mité, est représentée en plan sur la figure 2. Cette cavité est agrandie à la partie supérieure de la figure et rejoint une autre cavité 80. A la partie inférieure de la plaque, du côté qui se trouve en face de la cavité 41, deux cavités distantes 82 et 84 en forme de lobes sont reliées par une lumière courbe 85 qui descend et débouche dans des lumières 86 qui traversent la plaque vers l'extrémité d'entrée. Ces lumières sont en face d'ouvertures 88 formées dans la plaque 22 d'entrée et dans le diaphragme 30. Des ouvertures 88 rejoignent une chambre annulaire 90 d'entrée qui débouche

dans la lumière 11.

Sur la figure 2, quatre lumières d'échappement 92, 94, 96 et 98 traversent la plaque 40 et débouchent dans la cavité 41. A la partie supérieure des figures 1 et 2, une lumière 100 relie la cavité 80 à un passage 102 qui débouche, qui est formé dans la plaque 50 et qui rejoint un passage 103 formé dans le boîtier 62 et qui 'débouche

dans la chambre d'induit entourant l'ensemble 70.

Comme représenté sur la figure 2, une soupape à clapet à plusieurs doigts, sous forme d'une mince feuille

flexible, comporte des doigts 104, 106 et 108 placés au-

dessus des lumières 94, 96 et 98 d'échappement. Ces doigts dépassent d'une partie centrale 110 en forme de paume serrée

sur la plaque 40 d'extrémité par l'organe plat 42 de retenue.

Une patte 112 dépasse de la partie 110, en direction sensi-

blement opposée à celle des doigts afin qu'elle se loge

dans une cavité et elle joue le rôle d'un organe de position-

nement de la soupape à clapet. Il n'est pas nécessaire que la lumière 92 soit recouverte d'un doigt élastique

puisque, au moment o les chambres de compression-attei-

gnent cette lumière, la vapeur éventuellement présente a

été mise à l'état liquide.

Lors du fonctionnement de la pompe, lorsque l'armature tourne et lorsque le rotor 52 de la pompe qui se trouve dans l'anneau 50 de came est entrainé, les ailettes à rouleau créent une pression inférieure à la pression atmosphérique dans les lobes 82, 84 d'entrée, et le fluide introduit, par exemple de l'essence liquide, pénètre par la lumière 71 à partir du réservoir et s'écoule dans la cavité annulaire 90 et par les orifices 88 vers les passages 86 puis vers les cavités 82 et 84 et vers la lumière courbe

de connexion qui est placée à la périphérie du rotor 52.

Le liquide pénètre dans les fentes radiales du rotor de la pompe et il est entraîné circulairement vers les lumières d'échappement 92 à 98. Lorsque les ouvertures des ailettes sont rétrécies par l'anneau de came, la pression du fluide augmente et le fluide est chassé par les lumières d'échap- pement vers les cavités 41 et 80. Dans les circonstances normales, le carburant est chassé au-delà des doigts ou clapets 104, 106, 108 et il sort par les passages 100,

102 et 103, vers La sortie.

Le terme "cavitation" est appliqué a un état qui se présente au cours du pompage et dans lequel le fluide en cours de pompage se transforme en vapeur. Dans le cas des carburants volatils, cela pose sou-vent un problème,

surtout par temps chaud. Comme indiqué précédemment, lors-

qu'une pression de sortie s'est établie dans le passage

de sortie et dans une chambre de pompage du rotor et at-

teint les lumières de sortie (échappement) de la pompe qui transporte du carburant non pas à l'état solide mais sous forme d'une vapeur, le liquide des passages de sortie a tendance à revenir dans la chambre de pompage qui présente un vide. Ceci provoque un choc par circulation en sens

inverse avec création de bruit dans la pompe.

Les doigts des clapets, destinés à empêcher ce

choc par circulation en sens inverse, recouvrent les ori-

fices d'échappement ou de sortie de la pompe et empêchent toute tendance de la pression de sortie à revenir dans une chambre de pompage remplie de vapeur. Dans ce mode de réalisation, les lumières d'échappement ont été divisées de manière qu'une seule lumière courbe forme en réalité des

lumières individuelles qui peuvent être commandées indivi-

duellement. Une autre caractéristique de la pompe décrite

et qui contribue à l'établissement d'une circulation per-.

manente et régulière, est la présence du diaphragme flexible 30 repoussé par le ressort 46. La pression dans la chambre 41 de sortie s'exerce sur le diaphragme et le ressort et ces éléments élastiques absorbent les impulsions et

régularisent le débit de sortie.

Les figures 3 à 10 représentent un second mode

de réalisation de l'invention.

La figure 3 est une coupe longitudinale de l'en-

semble de la pompe à rotor à engrenage. Un bottier ou enveloppe d'extrémité d'entrée 120, qui peut être un élément moulé, sous pression ou non, est en butée contre un anneau 122 de came qui a un flasque 124 de dimension réduite se logeant télescopiquement dans une première extrémité d'une bague 126 de circulation. A l'autre extrémité de la bague

de circulation, une pince 128 forme une extrémité de sortie.

L'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie délimitent des épaulements opposés contre lesquels sont placés des

bagues-d'étanchéité 130 maintenues en place par des extré-

mités repliées 132, 134 -d'une enveloppe métallique externe 136. Le boîtier 120 d'entrée a une surface interne plate

137 qui constitue une paroi d'un bottier de rotor de pompe.

Sur la figure 3, un ensemble 140 comprenant un induit a une- saillie cylindrique- 142 d'entraînement à une première extrémité,- et de minces doigts 144 qui dépassent et qui sont espacés circonférentiellement autour de la saillie 142. Un disque 146 de commutation est monté

à l'autre extrémité de l'ensemble 140.

L'arbre 160 de l'induit, à l'extrémité de commuta-

tion, se loge dans une cavité centrale 162 formée dans le boîtier d'extrémité. Comme l'indique la figure 3, le boîtier 128 d'extrémité de sortie a un passage axial 164 qui joue le rôle d'une sortie de pompe en coopération avec un raccord 166 de sortie formé de laiton et portant

un clapet de retenue 168-de sortie repoussé par un ressort.

Ce raccord est moulé dans le bottier 128 de sortie formé de matière plastique armée de fibres de verre, ayant une grande résistance aux hydrocarbures de même que les autres pièces de matière plastique de l'ensemble. Un bouchon de réglage de purge est vissé dans la cavité 172 formée dans le bottier 128 d'extrémité afin qu'il bouche un passage 174 rejoignant l'intérieur de l'ensemble de pompage. Un disque 176 de filtration est placé dans une lumière 178

assurant la connexion au passage 174.

Le bottier 128 d'extrémité a des doigts axiaux fendus 180 portant des ressorts 182 d'écartement, comme représenté sur la figure 3. Ces doigts portent des aimants permanents semi-circulaires qui entourent l'induit en dehors d'un entrefer et forment le champ du moteur.

L'extrémité 120 d'entrée de la pompe, à l'extré-

mité gauche de la figure 3, comporte un collier cylindrique

d'entrée. Depuis l'extrémité de sortie telle que repré-

sentée sur la figure 5, ce collier a un bombement interne 192 dirigé vers le centre. Ce bombement a une cavité axiale 194 cannelée à sa face interne et il rejoint un passage 196 qui se rétrécit afin qu'il forme un siège d'une bille 198 de clapet repoussée par un ressort 200 retenu par un bouton 202 emmanché à force. Le passage 196 communique avec un passage 204 de sortie de la pompe afin que le

clapet puisse constituer une soupape de décharge.

Un bombement supplémentaire 206, solidaire du boîtier d'extémité et qui a une cavité centrale 210 pour le logement d'un dispositif de montage de rotor de la pompe, sous forme d'un arbre droit 220, est placé vers l'intérieur du collier 190 et dépasse du bombement 192. La

figure 6 représente l'intérieur de l'extrémitë d'entrée 120.

Une lumière courbe 222 d'entrée, placée à l'extérieur de la cavité 210, débouche comme représenté sur la figure 3 vers l'intérieur du collier 190. Deux trous taraudés 224, diamétralement opposés, sont formés à la face interne du bottier 20 (figure 6). Une lumière 230 de sortie (figure 6) reliée au court passage 204 indiqué précédemment est placée de l'autre côté du centre par rapport à l'ouverture courbe d'entrée. Le passage 196 de soupape de décharge décrit en référence à la figure 3 est aussi représenté sur la figure 6. Une cavité circulaire peu profonde 234 entoure la cavité 210 de l'arbre. Une lumière 230 de sortie a une courte distance circonférentielle comme représenté sur la figure 6 et elle est placée près de l'extrémité de la zone de compression de la pompe. Ainsi, la vapeur se trouvant dans la pompe a été comprimée à l'état liquide

à ce stade.

L'anneau 122 de came, précédemment identifié en référence aux figures 3 et 4, a des parties 124 qui s'emboîtent dans l'anneau 126 de circulation. Cet anneau de came a aussi des ouvertures de passage de vis 140 de retenue qui ont des têtes. Ces ouvertures 242 de passage de vis ont de préférence une dimension supérieure à celle

des vis afin que l'anneau de came puisse être réglé diamé-

tralement par rapport à l'axe de l'ensemble. La figure 4 représente l'anneau 122 de came. Des plaques triangulaires 244, sous forme d'entretoises, sont placées sous les têtes des boulons ou vis 240 et exercent une pression de retenue sur, l'anneau de came, le maintenant ainsi contre le boîtier d'extrémité. Ces plaques retiennent aussi le rotor

externe pendant le montage.

L'anneau 122 de came a une grande ouverture circulaire 250 qui est décentrée par rapport à l'axe de rotation principal et cette ouverture loge le rotor externe 252 d'une pompe à engrenage. Ce rotor externe particulier a, dans un exemple, onze cavités de logement de dents. Le pignon interne 254 de l'ensemble est monté sur un arbre

droit 220 et a dix dents d'engrenage à sa périphérie.

Le pignon 254 a des trous axiaux 255 espacés autour de l'axe central 220 afin qu'ils logent les saillies 144

en forme de doigts montées sur la saillie 142 d'entraînement.

Il reste un petit espace entre les saillies 144 et les trous 255 formés dans le rotor 254 afin qu'un léger défaut

d'alignement soit introduit.

Une plaque circulaire plate 260, formée de préfé-

rence d'un matériau flexible, est repoussée contre l'en-

semble du rotor. Cette plaque est très efficace lorsqu'elle est flexible. Une gamme d'épaisseurs de 0,125 à 0,5 mm s'est révélée satisfaisante, suivant le matériau utilisé. Le matériau qui forme la plaque 260 est de préférence un métal sous forme mince et plus précisément de l'acier inoxydable, mais certaines matières plastiques denses

ou des étoffes de fibres de verre peuvent donner satisfac-

tion. Un revêtement anti-friction de "Teflon" ou analogue, placé sur la plaque, réduit beaucoup le frottement. La plaque circulaire est fermement maintenue contre 'l'ensemble du rotor et tourne avec lui, formant ainsi un bon joint et éliminant tout jeu axial tout en ne créant qu'un très faible frottement. Un ressort 262 en forme de croisillon à plusieurs branches (figures 7 et 8) est placé derrière cette plaque 260; il a cinq branches 164 repliées en direction axiale, comme indiqué sur la figure 8, à partir

d'une partie centrale 263 en forme de bague. Les extrémités-

des branches 264 sont repliées dans un plan sensiblement parallèle à la partie 263 de corps afin qu'elles forment des patins 266 d'application de pression. Comme l'indique la figure 3, les branches du ressort 262 en étoile ou en forme de croisillon coopèrent avec les saillies 144 et sont repoussées contre la plaque 260 lorsque les pièces sont mises en position de montage. Il reste un faible jeu entre la périphérie de l'arbre rectiligne et le diamètre interne du manchon d'entraînement formé de matière plastique afin qu'un certain pivotement soit possible entre l'arbre de l'induit et l'axe fixe du rotor et empêche le coincement

en cas de légers défauts d'alignement.

Une plaque 270 de renforcement représentée sur la figure 10 a un trou central 272 et des trous espacés 274 destinés à loger les saillies 144. La périphérie de la plaque 270 a dix doigts radiaux 270 Cette plaque- est disposée entre le disque 260 et le ressort 262 si bien

que les doigts renforcent le bord du disque 260.

L'axe 220 est placé dans une cavité 210, perpen-

diculaire à la surface 137 du boitier d'extrémité contre laquelle le rotor externe 252 et le rotor interne 254 sont repoussés par le ressort 262. Ainsi, l'arbre 220 assure le montage en porte à faux essentiellement du rotor interne 254. Le rotor externe 252 est supporté par l'anneau

de came 122 et tourne dans celui-ci.

La saillie cylindrique 142 d'entraînement, montée

sur l'ensemble comprenant l'induit comme indiqué précédem-

ment, a un trou ou alésage central 145 qui loge l'extrémité externe de l'arbre rectiligne 220 et qui est supporté par cette extrémité. Il reste un certain jeu diamétral entre le trou 145 et l'arbre 220 si bien que la saillie 142 est pilotée en rotation sur l'arbre, mais un certain jeu est possible. Ce phénomène, associé à l'espace compris

entre les axes 144 d'entraînement et les trous d'entral-

nement formés dans le rotor 254, compense tout défaut d'alignement de l'ensemble comprenant l'induit par rapport' à l'arbre rectiligne. Comme indiqué précédemment, il reste un certain jeu entre les doigts 144 d'entraînement et les trous 255 afin qu'un léger défaut d'alignement soit possible. La plaque 260 d'étanchéité qui peut être formée d'un métal qui ne se corrode pas et sous forme mince, ou d'une matière plastique dense, est suffisamment flexible pour qu'elle forme un joint convenable sur les différents

éléments, si bien qu'une plaque de boîtier usinée et posi-

tionnée avec une grande précision n'est pas nécessaire de ce c8te du rotor. Cela élimine aussi le respect difficile de tolérances étroites sur la. bague 1-22 de came et les engrenages du rotor. Le jeu nécessaire entre les pièces rigides est aussi éliminé pendant le fonctionnement si

bien que les fuites et le coût de fabrication sont réduits.

La plaque 260 d'étanchéité est représentée en élévation sur la figure 9. Elle a une ouverture centrale 261 pour le passage de l'arbre 220, entourée d'ouvertures

270 'destinées au logement des saillies 144.

Lors du fonctionnement, le fluide transmis par l'intermédiaire du collier 190 pénètre par la lumière d'entrée 222 et entre dans les cavités d'engrenage entre

les rotors interne et externe 252 et 254. Lorsque ces élé-

ments tournent, entraînés par l'induit 140, l'élément d'entraînement 142 et les doigts 144, le liquide est mis sous pression lorsque les dents du rotor 254 pénètrent dans

les cavités du rotor 252. Le fluide, par exemple de l'es-

sence, est chassé dans les lumières de sortie 230 (figures 3 et 6) et circule autour du rotor externe 252 jusqu'à la chambre d'induit et vers la lumière 164 du boîtier de sortie. Il existe un certain jeu externe entre l'anneau 122 de came et l'enveloppe 136 si bien que l'anneau peut se déplacer par rapport aux vis 240 afin qu'elles ne soient pas serrées. Il doit exister un certain jeu entre les dents du rotor interne et celles du rotor externe -en un point diamétralement opposé à la région dans laquelle les dents sont en prise. Ce jeu est normalement de l'ordre de 12 à microns. Il peut être réglé par déplacement de l'anneau de came qui pilote le pignon externe du rotor. Le jeu aux bouts des dents doit être minimal afin- que le fluide sous pression ne puisse pas fuir du côté sous pression au côté d'entrée de l'ensemble de pompage. Lorsque cette disposition est établie, les vis 240 sont serrées' et les

différents éléments gardent la disposition relative conve-

nable.

Dans ce mode de réalisation des figures 3 à , cette même fonction de réduction du bruit est assurée par le disque flexible 260, de la même manière que par les

doigts 104, 106 et 108 des figures 1 et 2. En cas de cavita-

tion (vapeur) dans la pompe du côté de sortie, le disque flexible 260 empêche le retour de la pression de sortie vers les cavités de pompage. Lorsque du carburant condensé est pompé, la périphérie du disque 26.0 fléchit afin que

le carburant soit chassé vers les lumières de sortie.

Cependant, le disque 260 forme une barrière, de même que les clapets des figures 1 et 2, et empêche la transmission de la pression de sortie jusqu'aux chambres de pompage qui peuvent contenir de la vapeur à la place de carburant condensé. Ainsi, le bruit est notablement réduit lorsque la pompe travaille surtour par temps chaud. Le cas échéant, un disque 260 de flexion peut être utilisé sur l'ensemble

de pompage de la figure 3, de l'autre côté des rotors in-

terne et externe, mais ce disque ne tourne pas avec les rotors. Dans ce cas, la région 230 en retrait est prolongée

comme représenté en traits interrompus sur la figure 6.

Ainsi, dans tous les modes de réalisation des figures 1 et 3, une combinaison formant un rotor de pompage

travaille avec expansion et réduction de chambres de pompage.

Dans tous les cas il existe une zone circonférentielle d'entrée et une zone circonférentielle de sortie espacées circonférentiellement l'une par rapport à l'autre. Les chambres de rétrécissement de la zone de sortie sont fermées d'un premier côté de la combinaison formant le rotor et,

de l'autre côté du rotor, elles sont fermées par un disposi-

tif rappelé élastiquement et qui fléchit afin qu'il permette la sortie du liquide dans la zone de sortie. Ce dispositif rappelé élastiquementempêche le retour de la pression de sortie vers la chambre de pompage sui peut être remplie de vapeur plutôt que de liquide. On a constaté que le bruit de fonctionnement d'une pompe était ainsi notablement réduit. Comme ces pompes sont souvent montées dans un réservoir de carburant lorsqu'elles sont utilisées dans un véhicule pour passagers,le facteur de bruit est important pour le confort des passagers; Lorsque la chaleur ambiante - est élevée, la vaporisation du carburant volatil- provoque le phénomène de "cavitation" dans la pompe. L'invention

réduit le bruit normalement provoqué par la cavitation.

Comme décrit précédemment en référence aux figures 3 à 10, un disque flexible peut aussi être utilisé du côté de l'ensemble formant rotor opposé à celui auquel se trouve le disque flexible 260 sur la figure 3. La figure 11 représente cette disposition, les éléments analogues portant

des références identiques à celles de la figure 3.

Le collier d'entrée 290 représenté sur la figure 11 a un passage axial 292 d'entrée de carburant qui, comme dans le cas de la figure 3, a un bombement 192 ayant un passage 194 de décharge qui débouche dans un passage 196 communiquant avec un passage 296 de sortie de la pompe. Un clapet 198 à bille a un siège formé à la connexion des passages 194 et 196 et la bille est repoussée par un ressort maintenu dans un organe 202 de retenue qui est emmanché à force. Un trou ou alésage 210 est placé au centre du collier 290 et est utilisé pour le montage d'un arbre rectiligne 220 qui porte l'ensemble 252, 254 formant le rotor. Une mince plaque flexible 300 représentée en élévation sur la figure 12 et par son bord sur la figure 13,

est montée entre le collier 290 et l'anneau 122 de came.

Cette plaque est de préférence formée du même matériau que la plaque flexible 260. La plaque a une fonction de réduction de frottement et elle est de préférence munie d'un

revêtement de "Teflon" à cet effet. Elle a d'autres fonc-

tions décrites dans la suite. La plaque 300 a deux trous diamétralement opposés 302 destinés au passage de boulons de retenue et une encoche latérale 304 destinée à être placée en face d'un passage 204 de sortie formé dans le collier 290. Une lumière courbe d'entrée 310, relativement longue, est disposée en dehors du centre de la plaque 300 et elle se rétrécit légèrement d'une première extrémité 312 à l'autre 314. Cette lumière est placée radialement dans la zone d'admission de l'ensemble 252254 formant

rotor. Une lumière de sortie 316 courte en direction circon-

férentielle est placée en face de la lumière 310.

Sur la figure 15 qui représente le collier d'en-

trée 290 vu depuis l'extrémité externe, une lumière courbe 320 d'entrée est destinée à être placée en face de la

lumière 310 de la plaque 300 et aussi de la zone d'admis-

sion de l'ensemble comprenant le rotor. Le collier 290 a une cavité courbe 322 débouchant dans la lumière 320, radialement sur le double environ de la dimension de la lumière 320, et la cavité est disposée circonférentiellement d'une première extrémité de la lumière 320 pratiquement au-delà de l'autre extrémité de cette lumière si bien qu'elle a une longueur presque égale au double de celle

des lumières 310 et 320.

La figure 14 représente le collier d'entrée vu depuis l'extrémité interne de la pompe et elle représente

aussi la lumière courbe 320 d'entrée. La lumière 296 de-

sortie est placée à distance de la petite extrémité de la lumière d'entrée et elle est dirigée radialement vers l'extérieur par l'intermédiaire du passage 204 afin qu'elle atteigne la chambre d'induit dans laquelle le courant de sortie de la pompe atteint finalement le passage 164 de sortie. Une cavité peu profonde est formée par déformation de la surface du collier 290, à plat contre la plaque 300, et elle a une limite circonférentielle 330 aboutissant à un axe radial 332 et reliant un cercle central 334 qui

aboutit à la lumière 196 et au passage 296.

Pendant le fonctionnement, la plaque flexible 260 qui se trouve dans la pompe tourne avec les rotors d'une manière étanche. Cependant, du côté sous pression des éléments de pompage, à. l'opposé de la lumière d'entrée 310, lorsque la pression augmente à l'intérieur des éléments 252, 254 de pompage, le carburant écarte la plaque flexible 260 du rotor externe 252 et pénètre dans la chambre d'induit du moteur. La lumière 316 réduit la pression dans les éléments de pompage près de l'extrémité de la zone sous pression et permet ainsi à la plaque flexible de se remettre en appui contre les éléments rotatifs et d'empêcher ainsi la pénétration du carburant de la chambre du moteur dans

la zone d'entrée de la lumière 310.-

Il faut noter que la pression dans la chambre d'induit, exercée contre la plaque 260 d'étanchéité dans la zone de sortie, équilibre la pression de part et d'autre du joint rotatif 260 et permet au joint d'être en appui contre les rotors. L'élément 270 d'appui repousse le joint

vers les rotors.

La plaque- 260 a aussi une autre fonction car, lorsque de la vapeur appara t du côté sous pression de la pompe (cavitation), la pression dans la chambre d'induit repousse la plaque vers les rotors et empêche le retour du carburant dans les -chambres de pompage. De cette manière, elle joue le rôle d'un clapet et supprime le bruit qui

serait créé pendant la cavitation.

Le fait que la plaque 260 d'étanchéité tourne avec les rotors réduit le frottement. La plaque tourne en réalité avec le rotor interne et seul l'effet différentiel du

rotor externe existe entre celui-ci et la plaque d'étan-

chéité. La puissance nécessaire dans le moteur est ainsi réduite et ceci est important étant donné les dimensions

limitées dans l'élément de pompage relativement petit.

L'énergie est ainsi mieux utilisée pour le pompage réel du carburant.

L'arrangement précédent permet l'allongement cir-

conférentiel des lumières d'entrée 310 et 320 jusqu'à

l'extrémité 212. Ceci est dû au fait qu'une lumière d'échap-

pement normalement ouverte et relativement courte est

placée très loin de l'extrémité 312 de la lumière d'entrée.

Ainsi, il n'existe aucun courant secondaire entre la lumière d'entrée et la lumière de sortie. Cet allongement de la lumière 310 est très souhaitable car il permet à la fonction d'admission de se poursuivre pendant plus longtemps et

réduit ainsi la tendance à la cavitation dans la pompe.

Le r8le de la plaque 300 d'usure et d'étanchéité décrit précédemment peut compléter celui de la plaque 260. Cette plaque 300 est mince et flexible et elle se déplace sous l'action du fluide sous pression dans la zone de sortie des rotors. On se réfère -d'abord, pour

la description de cette fonction, à la zone peu profonde

formée sur la figure 14 entre les lignes 330, 332 et 334 et la zone entourée par les éléments 196 et 296. Cette

zone est représentée en traits interrompus sur la figure 12.

Pendant le fonctionnement de la pompe, la pression du carburant dans la zone courbe sous pression des éléments de pompage agit contre la plaque flexible 300 et l'écarte des éléments de pompage, dans la zone délimitée en traits interrompus sur la figure 12. Cette flexion peut s'exercer grâce à la présence de la cavité peu profonde délimitée par les lignes et éléments 330, 332, 334, 196, 296, etc., dans la plaque du collier 290, et elle peut être très

faible, de l'ordre de quelques dizaines de microns.

Cette flexion permet au carburant sous pression d'atteindre la. lumière de sortie normale 316 formée dans la plaque 300. Ceci facilite l'action de la plaque 260 car le carburant circulant vers la sortie le long de la plaque 300 réduit l'importance de la flexion nécessaire de la plaque 260. Les deux plaques 260 et 300 se complètent pour la transmission- du courant de sortie provenant de la zone courbe sous pression de la pompe et.simultanément elles jouentle râle d'un clapet dans cette zone, réduisant au minimum le courant renvoyé en cas de cavitation et réduisant notablement le bruit de la pompe dans le cas

d'un véhicule pour passagers.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Pompe rotative à liquide, caractérisée en -

ce qu'elle comprend: (a) une combinaison formant rotor (52) mettant en oeuvre des chambres de pompage qui s'agrandissent et se rétrécissent, (b) une première zone circonférentielle d'entrée (90) à pression réduite, formée sur le rotor, (c) une seconde 'zone circonférentielle de sortie à pression augmentée (100-103) formée sur le rotor et distante circonférentiellement de la première zone, (d) un dispositif (80) formant une chambre de sortie sous pression près du rotor et relié à la sortie sous pression de la pompe, et

(e) un organe flexible (110) repoussé élasti-

quement vers le rotor entre la chambre de sortie sous pression et le rotor afin qu'il assure une circulation unidirectionnelle du rotor vers la chambre de sortie sous pression.

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor comporte un rotor à palettes (52) tournant

dans un anneau de came (50), un premier dispositif compre-

nant une plaque d'appui (62) fermant les chambres de pompage

d'un côté du rotor et de l'anneau de came, un second dispo-

sitif comprenant une seconde plaque placée de l'autre côté du rotor et de l'anneau de came et ayant plusieurs

lumières de sortie (94-98) près de la seconde zone circonfé-

rentielle et débouchant dans la chambre de sortie sous pression, et l'organe flexible (110) a des doigts élastiques (104-108) repoussés élastiquement contre les lumières

de sortie formées dans la seconde plaque.

3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor est un rotor à palettes (52) tournant

dans un anneau de came (50), un premier dispositif compre-

nant une plaque d'appui (62)- qui ferme les chambres de pompage d'un côté du rotor et de l'anneau de came, et l'organe flexible comprend plusieurs doigts élastiques

2556O4

(104-i08) placés entre les chambres de pompage, dans la

n,,'oncl,, do,, nortie, et 1-a chambre de sortie sous pres-

sion, les doigts étant repoussés élastiquement malgré

la pression créée dans les chambres.

4. Pompe selon la revendication 1, caractérisée. en ce que le rotor comprend une pompe à rotor à engrenage

(252, 254) ayant une entrée dans la première zone circon-

férentielle, et l'organe flexible comporte un disque élas-

tique (260) placé directement contre les rotors en forme

de pignons d'engrenage, d'un côté, et recouvrant les cham-

bres de pompage dans la seconde zone circonférentielle, le disque étant rappelé élastiquement contre les pignons

du rotor.

5. pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor forme une pompe à engrenage ayant un -rotor interne et un rotor externe (254, 252) et ayant une entrée dans la première zone circonférentielle, et l'organe flexible (260) est un disque élastique monté afin qu'il tourne avec les pignons du rotor et prenant

appui contre ces pignons d'un côté et recouvrant les cham-

bres de pompage dans les deux zones circonférentielles,

le disque étant repoussé élastiquement contre les pignohs.

- 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un dispositif moteur est destiné à entraîner le rotor interne (254) et le disque (260) directement,

et le rotor externe (252) indirectement.

7. Pompe selon la revendication 1, -caractérisée -en ce qu'elle comporte une plaque disposée contre le rotor d'un premier côté de celui-ci, ducôté opposé à -la chambre de sortie sous pression et ayant un passage d'entrée (222)

rejoignant les chambres de pompage dans la première zone circon-

férenticlle, et une lumière (230) de sortie, relativement courte en direction circonférentielle, formée dans la plaque et reliée à une sortie de la pompe qui rejoint la chambre de sortie sous pression, la lumière de sortie étant placée dans la zone de compression finale de la

- seconde zone circonférentielle.

8. -Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que les doigts élastiques (104-108) dépassent d'un

corps plat disposé contre la seconde plaque, et un dispo-

sitif fixé à la seconde plaque est destiné à maintenir le corps contre la seconde plaque.

9. Pompe selon la revendication 1, caractérisée-

en ce qu'un premier dispositif de fermeture des chambres de pompage d'un premier côté du rotor, en face de la chambre

de sortie sous pression, dans la seconde zone circonféren-

tielle de sortie à pression accrue, est constitué d'un disque flexible et élastique (260) qui est en appui contre

le rotor.

10. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un premier dispositif de fermeture des chambres de pompage d'un premier côté du rotor, opposé à la chambre

de sortie sous pression, dans la seconde zone circonféren-

tielle, comporte un boîtier d'entrée (120) ayant une lumière

d'entrée qui débouche dans la première zone circonféren-

tielle d'entrée à pression réduite et une cavité tournée vers la seconde zone circonférentielle de sortie à pression accrue, un disque élastique et flexible (260) étant placé entre le boîtier et la seconde zone, et un passage de sortie débouchant dans une partie de la seconde zone afin qu'il reçoive le liquide évacué passant le long du disque lorsque celui- ci fléchit sous l'action de la pression

de sortie.

11. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier destiné à loger le rotor, et le disque élastique (260) est retenu périphériquement

entre le bottier et le bo tier d'entrée (120).

12. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier boîtier (120, 128), ayant une première et une seconde extrémité, est destiné à loger le rotor, un second boîtier d'entrée est adjacent à une première extrémité du premier boîtier, et un troisième boîtier (136) de moteur et de sortie est placé près de la seconde extrémité du premier boîtier, le troisième boîtier ayant une chambre de logement adjacente à la seconde extrémité du premier boîtier et destinéeà former la chambre de sortie sous pression, et un disque flexible et élastique (260) recouvre le rotor près de la chambre de logement si bien que le liquide provenant de la zone à pression accrue du rotor peut faire fléchir le disque et peut atteindre la chambre réceptrice lorsque le disque a fléchi afin qu'il assure une circulation unidirectionnelle de sortie

à partir du rotor.

13. Pompe selon la revendication 12, caractérisée en ce que le second boîtier d'entrée a une lumière d'entrée débouchant dans la première zone circonférentielle d'entrée à pression réduite du rotor et a une cavité tournée vers le premier bo tier dans la seconde zone circonférentielle de sortie à pression accrue, un second disque flexible et élastique (260) étant placé entre le premier et le second bottier dans la seconde zone, un passage de sortie formé dans les bottiers communiquant avec la chambre de sortie sous pression du troisième boîtier afin qu'il reçoive le liquide qui passe au-delà du second disque lorsque

celui-ci fléchit sous l'action de la pression de sortie.

14. Pompe selon la revendication 13, caractérisée en ce que le disque élastique est retenu périphériquement

entre le premier et le second bottier.