Brevet FR2343904A1 — publié le 19771007

T'invention concerne une pompe hydraulique à faible débit. L'invention se rapporte plus particulièrement à une pompe hydraulique du type comprenant un bottier dans lequel est formé un alésage définissant une paroi annulaire, une paroi déformable de forme cylindrique reçue dans ledit alésage, des moyens d'application susceptibles de tourner par rapport audit bottier et prévus pour solliciter la paroi déformable en au moins une génératriee contre la paroi annulaire pour définir avec cette dernière au moins une chambre de travail, des moyens dtisolement associés audit bottier et prévus pour définir dans ladite chambre de travail une chambre d'aspiration et une chambre de refoulement, un orifice d'admission et un orifice d'échappement débouchant respectivement dans la chambre d'entrée et la chambre de sortie au voisinage des moyens d'isolement. les pompes du type défini ci-dessus prdsentent de nombreux avantages par rapport aux pompes à engrenages ou à palettes connues. son particulier ce type de pompes offre une plus grande sécurité de fonctionnement grace à la présence d'une paroi déformable généra- lement en caoutchouc. Une telle pompe peut être utilisée dans de nombreux domaines en association avec un accumulateur garantissant une certaine réserve d'énergie dont la reconstitution après utilisation partielle peut titre étalée dans le temps. Il existe cependant certaines applications pour lesquelles le faible débit de la pompe doit titre combiné avec la délivrance d'une pression d'alimentation élevée.A titre d'exemple non limitatif de telles performances sont requises lorsqu'une telle pompe est montée dans le circuit de freinage hydraulique d'un véhicule automobile, ce circuit pouvant comporter par exemple un dispositif d'assistance hydraulique, un dispositif de freinage antipatiaant, ou un émetteur de pression de freinage proportionnel. Dans ce cas, les pompes connues du type défini précédemment ne peuvent titre utilisées car l'enveloppe déformable est constituée par une enveloppe de caoutchouc maintenue uniquement aux endroits où elle vient en contact avec le boitier, de telle sorte quelle ne peut absolument pas délivrer une pression d'alimentation élevée sans risque de détérioration rapide. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose une pompe du type défini précédemment et caractérisée en ce que les moyens d'application sont constitués par un organe de commande tournant, de forme cylindrique, sur lequel est susceptible de rouler un ensemble de rouleaux juxtaposés, ladite paroi déformable épousant l'enveloppe externe desdits rouleaux. A titre d'exemple, et de façon non limitative, ladite paroi déformable peut être constituée par une bague d'acier. On décrira maintenant, à titre d'exemple, plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels Ta Figure 1 est une vue en coupe représentant de façon schématique une pompe réalisée selon les principes de la présente invention, La Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une pompe réalisée conformément aux principes de la Figure 1, prise selon la ligne 2-2 de la Figure 7, La Figure 3 est une vue de dessus, en demie-coupe, de la pompe représentée sur la Figure 2, La Figure 4 est une vue en coupe représentant de façon schématique un autre mode de réalisation de l'invention, et Ta Figure 5 représente un circuit de freinage commandé par un émetteur de pression de freinage proportionnel et comportant une pompe réalisée conformément aux principes de la présente invention. La pompe hydraulique à faible débit représentée schématiquement en coupe transversale sur la Figure 1 comporte un bottier 10 traversé par un alésage définissant une paroi annulaire 12. Un organe de commande 14 comportant une surface extérieure cylindrique 16 est monté dans l'alésage 12 coaxialement à ce dernier, et susceptible de tourner dans la direction indiquée par la flèche 18. Conformément à l'invention, un ensemble de rouleaux de diamètres progressivement variables 20 est susceptible de rouler sur la surface cylindrique de révolution 16 de l'organe de commande 14. Dans le mode de réalisation décrit, l'enveloppe externe définie par les rouleaux 20 est cylindrique de section sensiblement elliptique, et une paroi déformable 22 épouse cette enveloppe externe.La paroi déformable 22 peut etre réalisée en tous matériaux élastiques suffisamment rigides tels que, par exemple, une bague d'acier. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, la forme elliptique de l'enveloppe externe des rouleaux est obtenue grace à la juxtaposition de quatre séries de rouleaux de diamètres différents disposés successivement par ordre de diamètres croissants et décroissants, chaque série de rouleaux comprenant quatre rouleaux de diamètres différents 24, 26, 28 et 30. La paroi déformable 22 définit avec la paroi interne 12 du bottier deux chambres de travail 32 et 34 divisées respectivement en une chambre d'aspiration 36 et une chambre de refoulement 38 par des moyens d'isolement désignés d'une façon générale par la référence 40. Les moyens d'isolement 40 sont constitués chacun par une palette 42-montée dans une fente radiale 44 formée dans le bolier 10 et sollicitée contre la paroi déformable 22 par un ressort 46 prenant appui sur un épaulement formé dans la tubulure d'échappement 48. Un orifice d'admission 50 et un orifice d'échappement 52 sont disposés de part et d'autre de chacune des palettes 42. le fonctionnement de la pompe représentée schématiquement sur la Figure 1 est le suivant : lorsque l'organe de commande 14 tourne dans le sens de la flèche 18, chacun des rouleaux 20 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d une montre en considérant la Figure 1, et roule donc le long de la surface externe 16 de telle sorte que l'ensemble des rouleaux 20 tend à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre en considérant la Figure 1. Simultanément, chacun des rouleaux 20 roule à l'intérieur de la paroi déformable 22 de telle sorte que les frottements sont réduits au minimum.Il résulte du mouvement d'ensemble des rouleaux 20 que leur enveloppe externe tourne dans le sens de la flèche 18, modifiant ainsi la déformation de la paroi 22 de telle sorte que les chambres de travail 32 et 34 se déplacent dans le sens de la flèche 18 à l'intérieur du bolier 10. Au fur et à mesure du déplacement des chambres de travail 32 et 34, le volume des chambres d'aspiration 36 tend à augmenter alors que le volume des-chambres de refoulement 38 tend à diminuer. Il en résulte que le fluide hydraulique est aspiré par les orifices d'admission 50 et refoulé par les orifices d'échappement 52 dans la direction des flèches, comme dans les pompes à palettes classiques. On remarquera qutune telle disposition assure un maintien de la paroi déformable 22 sur toute sa périphérie et permet ainsi la délivrance d'une pression d'alimentation élevée. De plus, le rendement mécanique d'une telle pompe est relativement élevé grtce à la réduction substantielle des frottements, la rotation des chambres de travail 32 et 34 étant obtenue sans rotation importante de la paroi déformable 22 par simple roulement des rouleaux 20 sur l'organe de commande 14 et sur la paroi déformable 22. l'ensemble constitué par l'organe de commande 14, les rouleaux 20 et la paroi déformable 22 est monté pré contraint dans lta- lésage 12 de telle sorte que l'étanchéité entre les chambres de travail 32 et 34 est correctement assurée. Les Figures 2 et 3 représentent un mode de réalisation particulier de la pompe dont le fonctionnement a été expliqué schématiquement en se référant à la Figure 1. Les éléments comparables aux él & nts représentés sur la Figure 1 ont été désignés par les mimes numéros de référence augmentés de 100. Comme le montre la Figure 2, le bottier 110 comprend deux parties 160 et 162 reliées par des tiges filetées 164 et entre lesquelles est reçu un premier organe annulaire 166 dans l'alésage duquel sont montés deux flasques 170 ensérant un second organe annulaire 168. Des Joints d'étanchéité statique 172 sont insérés entre les flasques 170 et l'organe annulaire 166. Un arbre de commande 174, susceptible d'strie entraîné en rotation par un moteur électrique (non représenté), est relié à un manchon de commande 114 qui traverse le flasque inférieur 170 et coopere par sa surface externe avec des rouleaux 120 dont l'enveloppe externe est concrd- tisse par une paroi déformable 122.La paroi déformable 122 définit à l'intérieur de l'organe 168 deux chambres de travail comparables aux chambres de travail 32 et 34 décrites précédemment, chacune des chambres de travail étant séparées en une chambre d'aspiration et une chambre de refoulement par une palette 142 sollicitée en contact étanche avec la paroi déformable 122 par un ressort 146, ce dernier étant monté dans la tubulure d'échappement 148 associée à ltorgawe annulaire 166. Le fonctionnement de cette pompe est le mime que celui de la pompe décrit schématiquement en se référant à la Figure 1, et il ne sera pas repris ici en détails. On a représenté sur la Figure 4 un autre mode de réalisation de la pompe hydraulique représsentXe schématiquement sur la Figure 1, en désignant par les mimes numéros de référence augmentés de 200 les éléments remplissant une fonction similaire. La pompe représentée sur la Figure 4 ne diffère de la pompe représentée sur la Figure I que par le fait que la forme elliptique de l'enveloppe externe des rouleaux 220 est obtenue grecs à la Juxtaposition de rouleaux de diamètres identiques qui roulent sur un organe de commande 214 dont la surface cylindrique externe 216 présente en section la forme dune ellipse. Comme dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, une paroi déformable 222 définit avec la paroi interne 212 d'un bottier 210 deux chambres de travail 232 et 274, chacune de ces chambres étant divisée en une chambre d'aspiration 236, et une chambre de refoulement 238 par des moyens d'isolement 240. le fonctionnement de la pompe décrite en se référant à la Figure 4 est le mame que celui de la pompe décrite en se rd- férant à la Figure 1 e t ne sera pas décrit ici plus en détails. On a représenté sur la Figure 5 un exemple d'utilisation d'une pompe réalisée conformément aux principes de la présente invention dans un circuit d'alimentation de l'émetteur de pression de freinage d'un véhicule automobile. Dans ce circuit, la pompe hydraulique 310, réalisée conformément aux principes de la présente invention, est alimentée à partir d1un réservoir basse pression 312 par une canalisation 314. Un ensemble de régulation de pression 316 est de préférence associé à la pompe 310 et au réservoir 312. l'ensemble de régulation 316 peut Entre par exemple constitué par une soupape ou un conjoncteur-disjoncteur. La pompe 310 alimente au travers de l'ensemble de régulation 316 et d'un clapet anti-retour 318 un accumulateur hydraulique 320 destiné à assurer une réserve d' é- nergie en cas de défaillance de la pompe ou de son système d'entratnement. Le clapet anti-retour 318 évite la décharge de l'accuxula- teur 320 vers la pompe 310 en cas d'arrêt de celle-ci. Un metteur de pression de freinage représenté en coupe schématique en 322 est relié respectivement par une canalisation 324 et par une canalisation 326 à l'accumulateur hydraulique 320 et au réservoir basse pression 312.De plus, l'émetteur de pression de freinage 322 est relié à un jeu de moteurs de freins 328 par une canalisation 330, et il est commandé par un poussoir 332 lui-mdme relié à un organe de commande (non représenté) susceptible d're actionné par le conducteur du véhicule. L'émetteur de pression de freinage 322 comporte un piston 334 traversé par un passage 336 susceptible de relier la canalisation 326 à la canalisation 330 lorsque la bille d'un clapet 338 est dégagée de son siège, cette bille étant reliée par l'intermédiaire d'un ressort non précontraint 340 au poussoir 332. Le piston 334 porte de plus à son extrémité un plongeur 342 susceptible de dégager de son siège la bille d'un clapet 344 monté dans un passage reliant la canalisation 324 à la canalisation 330. le circuit qui vient d'btre décrit en se référant à la Figure 5 fonctionne de la façon suivante : Lorsqu'aucune force n'est appliquée sur le poussoir 332, le clapet 344 est fermé de telle sorte que l'accumulateur hydraulique 320 est isolé du jeu de moteurs de freins 328. De plus, le ressort 340 n'étant pas précontraint, la pression régnant dans les moteurs de freins 328 est égale à la pression régnant dans le réservoir basse pression 312 étant donné que toute pression résiduelle régnant dans le jeu de moteurs de freins 328 aurait pour effet de soulever de son siège la bille du clapet 338. Lorsqut e force est appliquée au poussoir 332 vers la droite en considérant la Figure 5, ce dernier comprime le ressort 340 ce qui a pour effet de fermer le clapet 338 et de solliciter le piston 334 vers la droite. le plongeur 342 sollicite alors la bille du clapet 344 en éloignement de son siège pour ouvrir la communication entre l'accumulateur hydraulique 320 et le jeu de moteurs de freins 328, assurant ainsi la mise en oeuvre des freins du véhicule. lorsque la pression admise dans le jeu de moteurs de freins 328 est suffisante pour contrebalancer la force appliquée au poussoir 332, le piston 334 se déplace vers la gauche en considérant la Figure 5 pour fermer le clapet 344 et isoler à nouveau l'acculaula- teur 320 du jeu de moteurs de freins 328. Si la force appliquée au poussoir 332 est augmentée par rapport à la force appliquée initialement, le piston 334 est à nouveau sollicité vers la droite par l'intermédiaire du ressort 340 et de la bille du clapet 338, Jusqu'à ce que la pression régnant dans le jeu de moteurs de freins 328 équilibre à nouveau la force appliquée au poussoir 332. Si la force appliquée au poussoir 332 est réduite ou supprimée la bille du clapet 338 n'est plus appliquée sur son siège par le ressort 340, de telle sorte que la pression régnant dans le jeu de moteurs de freins 328 diminue par ouverture du clapet 338 dont le siège àun diamètre sensiblement égal à celui de la face opposée du piston 334. La pression régnant dans le jeu de moteurs de freins 328 peut ainsi etre modulée en fonction de la force appliquée au poussoir 332 par le conducteur du véhicule. L"ntilisation d'une pompe réalisée conformément aux principes de la présente invention dans un circuit de ce type est particulièrement adaptée puisqu'un tel circuit nécessite la délivrance d'une pression d'alimentation relativement élevée pour une consommation volumétrique qui peut titre assez faible. le rible de la pompe est en effet limité dans ce cas à l'alimentation de la réserve d'énergie constituée par l'accumulateur de manière à maintenir cette réserve à un niveau pratiquement constant, la reconstitution de la réserve d'énergie après une consommation d tune partie de cette réserve pouvant dtre étalée dans le temps. I'utilisation de la pompe selon l'invention n'est pas limitée au type de circuit décrit en se référant à la Figure 5 et peut s'appliquer à tous les circuits dans lesquels une pression d'alimentation relativement levée est requise pour une consommation volumé- trique relativesent faible. De manière comparable, la pompe réalisée conformément aux principes de la présente invention peut ne comporter qu'un seul moyen d'isolement du type des moyens d'isolement 40 représentes sur la Figure 1 auxquels sont associés un seul orifice d'entrde et un seul orifice de sortie du type des orifices 50 et 52 de la Figure 1, l'enveloppe externe des rouleaux étant alors un cylindre de révolution excentré par rapport h ltalésage Au contraire, les moyens d'lsolement pourraient titre au nombre de trois, auquel cas 11 enveloppe externe des rouleaux serait non plus une ellipse mais un triangle aux arrentes arrondies. P2MEEYDICAXIONS 1. Pompe hydraulique du type comprenant un bottier dans lequel est formé un alésage définissant une paroi annulaire, une paroi déformable de forme cylindrique reçue dans ledit alésage, des moyens d'application susceptibles de tourner par rapport audit bottier et prévus pour solliciter la paroi déformable en au moins une génératrice contre la paroi annulaire pour définir avec cette dernière au moins une chambre de travail, des moyens d'isolement associés audit bottier et prévus pour définir dans ladite chambre de travail une chambre d'aspiration et une chambre de refoulement~, un orifice d'admission et un orifice d'échappement débouchant res- pectivement dans la chambre d'entrée et la chambre de sortie au voisinage des moyens d'isolement, ladite pompe étant caractérisée en ce que les moyens d'application sont constitués par un organe de commande tournant, de forme extérieure cylindrique, sur lequel est susceptible de rouler un ensemble de rouleaux Juxtaposé, ladite paroi déformable épousant ltenveloppe externe desdits rouleaux. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe de commande est de forme extérieure cylindrique de révolution, ledit ensemble de rouleaux étant constitué par des rouleaux de diamètres progressivement variables. 3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit ensemble de rouleaux est constitué par des rouleaux de diamètres identiques. 4. Pompe selon l'une quelconque des revendications précdden- tes, caractérisée en ce que l'enveloppe externe des rouleaux est cylindrique de section sensiblement elliptique. 5. Pompe selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisée en ce que ledit ensemble de rouleaux comprend quatre séries identiques de rouleaux de diamètres diffé rents disposés successivement par ordre de diamètres croissants et décroissants. 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque série de rouleaux comprend quatre rouleaux de diamètres différents. 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'isolement sont constitués par au moins une palette montée dans une fente radiale formée dans le bottier et sollicitée contre la paroi déformable par des moyens élastiques. 8. Pompe selon la revendication 7 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 4 i 6, caractérisée en ce que deux palettes sont disposées dans des fentes diamétralement opposées dudit boiter. 9. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite paroi déformable est constituée par une bague d'acier.