FR2654470A1 - Pompe centrifuge bidirectionnelle. - Google Patents

Abstract

La pompe comprend une turbine (6) pouvant être entraînée dans deux sens de rotation (F1,F2), et deux voies de sortie tangentielles (12,13), de manière à diriger préférentiellement le fluide pompé vers l'une ou l'autre de ces voies selon le sens de rotation. La voie de sortie non utilisée est obturée par un clapet (20), conformé en piston monté librement coulissant dans une cavité cylindrique (14). Le piston (20) est composé d'une douille de guidage (21), en matière relativement rigide, et d'un noyau (22) en matière plus souple, dont les extrémités (25,26) sont prévues pour s'appliquer contre des sièges respectifs (18,19). Application particulière: alimentation des gicleurs des dispositifs lave-vitre sur les véhicules automobiles.

Description

La présente invention concerne une pompe centrifuge bidirectionnelle, ctest-à-dire une pompe avec une turbine pouvant être entraînée dans un sens de rotation ou dans le sens de rotation inverse, et avec deux voies de sortie tangentielles, telle que, lorsque la turbine est entraînée dans un sens de rotation, le fluide pompé est dirigé préférentiellement vers l'une des deux voies de sortie tangentielles, et que, lorsque la turbine est entraînée dans le sens de rotation inverse, le fluide pompé est dirigé préférentiellement vers l'autre des deux voies de sortie tangentielles.

TJne telle pompe à deux sens de rotation, dont le principe est connu par exemple par le brevet allemand N0 3 032 897 ou par la demande de brevet européen Na 0 128 446, permet de commander sélectivement l'alimentation de deux circuits distincts d'utilisation du même fluide. Ainsi, ce genre de pompe est monté notamment sur les véhicules automobiles, pour alimenter en liquide de lavage les gicleurs des dispositifs lave-vitre ou, éventuellement, des dispositifs de nettoyage des phares.Selon le sens de rotation de la turbine, entraînée à partir d'un petit moteur électrique à deux sens de rotation, le liquide de lavage en provenance d'un seul et même réservoir peut être dirigé sélectivement, par exemple, soit vers au moins un gicleur destiné au lavage du pare-brise d'un véhicule automobile, soit vers au moins un gicleur destiné au lavage de la vitre arrière du même véhicule.

Pour ce genre de pompe, on prévoit généralement un dispositif à clapet qui, lorsque la turbine est entraînée en rotation dans le sens correspondant à l'utilisation de l'une des deux voies de sortie, tend à obturer l'autre voie de sortie qui alors ne doit pas être utilisée.

Dans le cas particulier de la demande de brevet européen N0 0 128 446, citée plus haut, le dispositif à clapet est constitué par une membrane élastiquement déformable qui sépare deux chambres adjacentes, dans lesquelles débouchent respectivement les deux voies de sortie tangentielles de la pompe. Selon le sens de rotation de la turbine, la pression du fluide est plus forte dans une chambre ou dans l'autre, ce qui déplace la membrane vers l'un ou l'autre de deux sièges et provoque l'obturation de la voie de sortie qui ne doit alors pas être utilisée.Le fonctionnement du dispositif n'est pas "mécanique" mais repose sur la déformation élastique de la membrane, et il comporte, à la mise en marche de la pompe, un temps de réponse correspondant au gonflement de la membrane et à son application définitive au contact d'un siège, et ayant pour conséquence une certaine fuite de liquide, difficilement contrôlable, par la voie de sortie qui ne devrait pas être utilisée.

Cet inconvénient est d'autant plus sensible que la membrane, faisant ressort, risque de rebondir avant de s'appliquer véritablement contre le siège, ce qui va à l'encontre de l'obtention rapide de l'obturation de la voie de sortie non utilisée. De plus, la membrane sépare ici deux chambres superposées, auxquelles aboutissent respectivement deux voies de sortie de la pompe décalées axialement l'une par rapport à l'autre. Il en résulte que la turbine elle-même doit être largement surdimensionnée en direction axiale, et que la puissance de cette turbine est utilisée seulement de façon partielle.

Dans le cas de l'autre document cité plus haut, à savoir le brevet allemand N0 3 032 897, le dispositif à clapet est constitué par une plaquette monté oscillante autour de l'axe de la turbine, et venant obturer directement l'une ou l'autre des deux voies de sortie tangentielles, selon le sens de rotation de la turbine. La plaquette se présente comme une pièce mécanique rigide, et ainsi elle décrit un mouvement rigoureux sur le plan mécanique mais elle ne possède pas les qualités de souplesse requises pour assurer une obturation irréprochable de l'une ou l'autre des deux voies de sortie.

La présente invention vise à éliminer les inconvénients des dispositifs décrits précédemment, en fournissant une pompe centrifuge bidirectionnelle du genre considéré, avec un dispositif à clapet perfectionné, adapté sur le plan du fonctionnement mécanique et assurant une obturation très convenable de l'une ou l'autre des deux voies de sortie.

A cet effet, dans la pompe objet de la présente invention, le dispositif à clapet est constitué par un piston, monté librement coulissant dans une partie correspondante du corps de la pompe entre deux positions extrêmes d'obturation de l'une ou l'autre des deux voies de sortie, le piston comprenant une partie de guidage en coulissement, extérieurement cylindrique, réalisée en matière relativement rigide, et une autre partie réalisée en matière plus souple, apparente aux deux extrémités du piston et prévue pour s'appliquer de façon étanche contre l'un ou l'autre de deux sièges associés, respectivement, aux deux voies de sortie.

Ainsi, le clapet conformé en piston se compose d'une partie extérieure rigide, qui possède la stabilité souhaitée pour assurer un bon guidage en coulissement en toutes conditions, et une autre partie plus souple, qui comporte une excellente facilité d'adaptation sur les sièges pour assurer l'étanchéité. Les fonctions de guidage et d'étanchéité du piston sont donc nettement séparées, et assurées chacune dans les meilleures conditions.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la partie de guidage du piston est réalisée sous la forme d'une douille de guidage, en matière relativement rigide, tandis que l'autre partie de ce piston en une matière plus souple se présente comme un noyau dont la région médiane traverse de part en part la douille de guidage, et est liée à cette dernière, tandis que les deux faces en bout du noyau font saillie aux extrémités de la douille de guidage et sont prévues pour s'appliquer contre les sièges.

La douille de guidage est avantageusement réalisée en matière synthétique relativement rigide, moulée par injection. On obtient ainsi un piston assez léger, dont la faible inertie permet un déplacement rapide vers l'un ou l'autre des sièges, à la mise en marche de la pompe.

Le noyau du piston est réalisable en une matière plus souple, telle que caoutchouc ou élastomère, également moulée par injection. La souplesse de ce noyau facilite sa mise en place à l'intérieur de la douille de guidage.

La liaison entre la région médiane du noyau et la douille de guidage est réalisable comme une liaison par encliquetage, notamment en prévoyant, à mi-longueur du noyau, une gorge annulaire coopérant avec une conformation annulaire complémentaire prévue sur la paroi interne de la douille de guidage. Outre sa fonction de liaison mécanique, cet encliquetage assure une étanchéité améliorée entre les deux chambres situées de part et d'autre du piston.

Toutefois, un jeu calibré peut être prévu entre la surface externe de la douille de guidage du piston et la surface interne de la partie du corps de pompe par rapport à laquelle coulisse le piston, de manière à obtenir une certaine fuite contrôlée entre les deux chambres précitées, créant une perte de charge volontaire.

Les deux sièges, contre lesquels la partie en matière plus souple du piston s'applique dans l'une ou l'autre des positions extrêmes, pour l'obturation de l'une ou l'autre des voies de sortie, sont formés par exemple respectivement sur deux embouts de sortie fixés coaxialement sur le corps de la pompe, et tournés en sens opposés, ces embouts recevant les départs des deux circuits d'utilisation associés, respectivement, aux deux voies de sortie de la pompe.

Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, un clapet anti-retour est monté dans l'un au moins des deux embouts de sortie fixés au corps de pompe et recevant les départs des deux circuits d'utilisation associés, respectivement, aux deux voies de sortie de la pompe. Le ou chaque clapet anti-retour, réalisable sous la forme d'une valve du type "bec de canard" insérée dans l'embout correspondant, évite le reflux du liquide vers la pompe, depuis le circuit d'utilisation auquel il est associé.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette pompe centrifuge bidirectionnelle
Figure 1 est une vue de côté d'une pompe conforme à l'invention
Figure 2 est une vue en coupe de la pompe, suivant Il-Il de figure 3;
Figure 3 est une autre vue en coupe de cette pompe, suivant III-III de figure 2.

La pompe centrifuge bidirectionnelle, représentée au dessin, comprend un corps de pompe 1 à l'intérieur duquel est logé un petit moteur électrique 2 à deux sens de rotation. Des bornes extérieures 3 sont prévues pour le raccordement des conducteurs qui assurent l'alimentation électrique du moteur 2, notamment à partir de la batterie d'un véhicule automobile, les bornes 3 traversant un capot 4 qui ferme le corps de pompe 1.

L'arbre de sortie 5 du moteur électrique 2 porte une turbine 6, qui est montée tournante dans une cavité 7 de forme générale cylindrique, délimitée par le corps de pompe 1 et par une pièce interne 8 comme le montre notamment la figure 3. Des joints 9 et 10 assurent l'étanchéité, d'une part entre la pièce interne 8 et le corps de pompe 1, et d'autre part entre cette pièce interne 8 et l'arbre 5.

Le corps de pompe 1 est prolongé, suivant l'axe de rotation de la turbine 6 et du côté opposé au moteur 2, de manière à former un orifice d'entrée axiale 11 pour le fluide à pomper. Dans le corps de pompe 1 sont encore ménagées, comme le montre la figure 2, deux voies de sortie respectivement 12 et 13, qui partent tangentiellement de la périphérie de la cavité 7 dans laquelle est montée la turbine 6. Les deux voies de sortie tangentielles 12 et 13, parallèles entre elles, aboutissent dans une même cavité de forme générale cylindrique 14 formée dans une partie du corps de pompe 1 et ayant son axe 15 orthogonal à l'axe de rotation de la turbine 6.

Une extrémité de la cavité 14 est fermée par un premier embout de sortie 16, vissé sur le corps de pompe 1. L'extrémité opposée de la cavité 14 est fermée par un second embout de sortie 17, également vissé sur le corps de pompe 1. Les deux embouts de sortie 16 et 17, montés suivant le même axe 15 mais tournés en sens opposés, reçoivent respectivement les départs de deux circuits d'utilisation du fluide pompé.

Chaque embout 16 ou 17 possède une partie formant siège, respectivement 18 ou 19, tournée vers l'intérieur de la cavité 14.

Dans cette cavité 14 est monté librement coulissant, entre deux positions extrêmes déterminées par les sièges 18 et 19, un piston désigné globalement par 20 et ayant une fonction de clapet. Le piston 20, qui divise la cavité 14 en deux chambres, est composé d'une douille de guidage 21 et d'un noyau 22.

La douille de guidage 21 présente une surface externe cylindrique, et son diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre de la cavité 14, de manière à ménager un jeu radial e entre la surface externe de la douille 21 et la paroi de la cavité 14. Cette douille 21 est réalisée en une matière relativement rigide, qui est notamment une matière synthétique, pouvant être moulée par injection et présentant les qualités mécaniques requises pour la fonction de guidage en coulissement du piston 20.

Le noyau 22 est réalisé en une matière plus souple, telle que caoutchouc ou élastomère, pouvant également être moulée par injection. Ce noyau 22 possède une région médiane qui traverse de part en part la douille de guidage 21. A mi-longueur du noyau 21 est formée une gorge annulaire 23, qui coopère avec une conformation annulaire complémentaire 24 prévue sur la paroi interne de la douille de guidage 21, de manière à réaliser une liaison par encliquetage entre la région médiane du noyau 22 et la douille de guidage 21. Le noyau 22 possède deux faces en bout 25 et 26, de forme circulaire, qui font saillie respectivement aux deux extrémités de la douille de guidage 21.

Lorsque le moteur électrique 2 entraîne la turbine 6 dans un premier sens de rotation Fl, le fluide admis par l'orifice d'entrée 11 est dirigé préférentiellement vers la première voie de sortie tangentielle 12.

Compte tenu de la différence des pressions des deux chambres de la cavité 14, le piston 20 est alors repoussé vers le siège 19 appartenant à l'embout 17 qui est associé à la voie de sortie 13 ne devant pas être utilisée. La face en bout 26 du noyau 22 du piston 20 vient ainsi s'appliquer contre le siège 19, la souplesse de la matière du noyau 22 assurant ici un contact étanche.

La sortie du fluide pompé par l'embout 17 est donc interdite, et tout le fluide est dirigé vers l'embout 16 et vers le premier circuit d'utilisation.

A l'inverse, lorsque le moteur électrique 2 entraîne la turbine 6 dans le second sens de rotation F2, le fluide admis par l'orifice d'entrée 11 est dirigé préférentiellement vers la seconde voie de sortie tangentielle 13.

Compte tenu de la différence des pressions des chambres de la cavité 14, le piston 20 est alors repoussé vers le siège 18 appartenant à l'embout 16 qui est associé à la voie de sortie 12 ne devant pas être utilisée. La face en bout 25 du noyau 22 du piston 20 vient ainsi s'appliquer contre le siège 18, la souplesse de la matière du noyau 22 assurant ici un contact étanche. La sortie du fluide pompé par l'embout 16 est donc interdite, et tout le fluide est dirigé vers l'embout 17 et vers le second circuit d'utilisation.

Le jeu radial e, prévu entre la surface externe de la douille de guidage 21 et la paroi de la cavité 14, permet d'obtenir une certaine fuite contrôlée entre les deux chambres de cette cavité 14 séparées par le piston 20, pour créer une perte de charge volontaire.

Comme le montre encore la figure 3, une valve 27 du type "bec de canard" est montée dans l'embout de sortie 17, pour éviter le reflux du fluide depuis le second circuit d'utilisation vers la pompe. La valve 27 est insérée dans l'embout 17, en prévoyant par exemple une réalisation de cet embout en deux pièces 28 et 29 qui emprisonnent ladite valve 27 entre elles.

La pompe centrifuge bidirectionnelle, dont la structure et le fonctionnement ont été précédemment décrits, est applicable plus particulièrement à l'alimentation en liquide de lavage des gicleurs des dispositifs lave-vitre équipant les véhicules automobiles. Par exemple, le premier circuit d'utilisation, partant de l'embout de sortie 16, aboutit à un gicleur destiné au lavage du pare-brise, et le second circuit d'utilisation, partant de l'embout de sortie 17, aboutit à un gicleur destiné au lavage de la vitre arrière.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette pompe centrifuge bidirectionnelle qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Pompe centrifuge bidirectionnelle, avec une turbine (6) pouvant être entraînée dans un sens de rotation (F1) ou dans le sens de rotation inverse (F2), et avec deux voies de sortie tangentielles (12,13), telle que, lorsque la turbine (6) est entraînée dans un sens de rotation (F1), le fluide pompé est dirigé préférentiellement vers l'une (12) des deux voies de sortie tangentielles, et que, lorsque la turbine (6) est entraînée dans le sens de rotation inverse (F2), le fluide pompé est dirigé préférentiellement vers l'autre (13) des deux voies de sortie tangentielles, la pompe étant encore pourvue d'un dispositif à clapet (20) qui, lorsque la turbine (6) est entraînée en rotation dans le sens correspondant à l'une des deux voies de sortie (12,13), tend à obturer l'autre voie de sortie qui ne doit pas être utilisée, caractérisée en ce que le dispositif à clapet est constitué par un piston (20), monté librement coulissant dans une partie correspondante (14) du corps (1) de la pompe, entre deux positions extrêmes d'obturation de l'une ou l'autre des deux voies de sortie (12,13), le piston (20) comprenant une partie (21) de guidage en coulissement, extérieurement cylindrique, réalisée en matière relativement rigide, et une autre partie (22) réalisée en matière plus souple, apparente aux deux extrémités du piston (20) et prévue pour s'appliquer de façon étanche contre l'un ou l'autre de deux sièges (18,19) associés, respectivement, aux deux voies de sortie (12,13).

2. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie de guidage du piston (20) est réalisée sous la forme d'une douille de guidage (21), en matière relativement rigide, tandis que l'autre partie en matière plus souple se présente comme un noyau (22) dont la région médiane traverse de part en part la douille de guidage (21), et est liée à cette dernière, tandis que les deux faces en bout (25,26) du noyau (22) font saillie aux extrémités de la douille de guidage (21) et sont prévues pour s'appliquer contre les sièges (18,19).

3. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que la douille de guidage (21) du piston (20) est réalisée en matière synthétique relativement rigide, moulée par injection.

4. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le noyau (22) du piston (20) est réalisé en matière souple, telle que caoutchouc ou élastomère, moulée par injection.

5. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la liaison entre la région médiane du noyau (22) et la douille de guidage (21) est réalisée comme une liaison par encliquetage (23,24).

6. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon l'ensemble des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que ladite liaison par encliquetage est réalisée en prévoyant, à mi-longueur du noyau (22), une gorge annulaire (23) coopérant avec une conformation annulaire complémentaire (24) prévue sur la paroi interne de la douille de guidage (21).

7. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'un jeu calibré (e) est prévu entre la surface externe de la douille de guidage (21) du piston (22) et la surface interne de la partie (14) du corps de pompe (1) par rapport à laquelle coulisse le piston (20).

8. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les deux sièges (18,19), contre lesquels la partie (21) en matière plus souple du piston (20) s'applique dans l'une ou l'autre des positions extrêmes, pour l'obturation de l'une ou l'autre des voies de sortie (12,13), sont formés respectivement sur deux embouts de sortie (16,17) fixés coaxialement sur le corps (1) de la pompe, et tournés en sens opposés, ces embouts (16,17) recevant les départs des deux circuits d'utilisation associés, respectivement, aux deux voies de sortie (12,13) de la pompe.

9. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'un clapet anti-retour (27) est monté dans l'un au moins des deux embouts de sortie (16,17) fixés au corps de pompe (1) et associés, respectivement, aux deux voies de sortie (12,13) de la pompe.

10. Pompe centrifuge bidirectionnelle selon la revendication 9, caractérisée en ce que le ou chaque clapet anti-retour est réalisé sous la forme d'une valve en "bec de canard" (27), insérée dans l'embout de sortie (17) correspondant.