Brevet FR2466644A1 — publié le 19810410

-1- L'invention se rapporte à un dispositif formant pompe, à actionnement par moteur électrique, d'une conception très compacte nécessitant notamment un nouveau type de joint placé entre le circuit hydraulique de la pompe et ledit moteur électrique. L'invention concerne tout particulièrement, à titre de produit industriel nouveau, une pompe automatique pour lave-glace, utili- sable dans un véhicule automobile. On connâit plusieurs types de pompes actionnées par mo- teur électrique et tout particulièrement destinées à équiper un système de lave-glace, dans un véhicule automobile. Notamment, on connaît un dispositif dans lequel l'unité de pompage (par exemple du type à palette) est immergée dans le réservoir de liquide de nettoyage et reliée au moteur électrique d'actionnement par une longue tige formant arbre de transmis- sion, le moteur étant quant à lui monté à l'extérieur du réservoir, le plus souvent sur le bouchon de ce dernier. Un tel système, bien que fonc- tionnant correctement, présente certains défauts inhérents à sa structure. En particulier, il est encombrant car l'unité de pompage précitée doit être localisée le plus près possible du fond du réservoir pour diminuer le nombre de remises à niveau de ce dernier, alors que le moteur électrique d'actionnement doit être situé au-dessus de ce réservoir. En outre, cette structure fait appel à un grand nombre de pièces assemblées de sorte que son prix de revient est relativement élevé. L'invention a pour but de proposer une nouvelle pompe à actionnement par moteur électrique, qui soit à la fois plus compacte et de construction plus. simple sans que sa fiabilité de fonctionnement en soit affectée, notamment sans qu'il y ait de risque-de fuite de liquide depuis l'unité de pompage vers le moteur d'actionnement. Dans cet esprit, l'invention concerne donc un disposi- tif formant pompe à actionnement par moteur électrique, du type comportant une première chambre ayant une entrée de liquide et une sortie de liquide et un moyen de refoulement, tel qu'une roue à aubes ou analogue, forçant ledit liquide depuis ladite entrée vers ladite sortie, ainsi qu'une se- conde chambre abritant un moteur électrique; ledit moyen de refoulement étant mécaniquement couplé à l'arbre dudit moteur électrique, caractérisé en ce que lesdites première et seconde chambres sont adjacentes et essen- tiellement séparées par un joint en matériau élastiquement compressible, comportant une portion d'étanchement statique, sensiblement périphérique et une portion d'étanchement dynamique, sensiblement centrale, définissant -2- un passage d'arbre traversé par ledit arbre dudit moteur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit joint peut être pourvu d'une pluralité de protubérances faisant saillie à l'intérieur de ladite seconde chambre et jouant le rôle d'un ressort monté en compression entre lesdites portions d'étanchement sta- tique et dynamique dudit joint et ledit moteur, pour immobiliser celui-ci à l'intérieur de ladite seconde chambre. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description détaillée qui va suivre d'un dispositif formant pompe selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la Figure 1 est une vue en coupe du dispositif con- forme à l'invention; et - la Figure 2 est une vue en coupe et à plus grande échelle d'un joint en-matériau compressible utilisé dans le dispositif de la Figure 1. Le dispositif représenté sur la Figure 1 comporte un boîtier en matière plastique constitué par l'emboîtage de deux parties 11 et 12. La partie de boîtier 11 est conformée pour définir une première chambre 13 munie d'une entrée de liquide 14, supérieure, et d'une sortie de liquide 15, inférieure. La partie de boîtier 12 définit l'essentiel d'une seconde chambre 16 abritant un moteur électrique 17 dont l'arbre 18 fait saillie à l'intérieur de la première chambre 13 en traversant un joint 19 en matériau compressible. Un moyen de refoulement constitué dans l'exemple décrit par une roue à aubes 20,ou analogue, est monté sur l'arbre 18. Cette roue à aubes définit donc avec la première chambre 13 une sorte de pompe centrifuge puisque, lorsqu'elle est entraînée en rotation par le moteur 17, du liquide est aspiré depuis l'entrée 14 et refoulé vers la sortie 15 si- tuée sensiblement dans le prolongement radial de ladite roue à aubes 20. Un conduit souple (non représenté) est raccordé à la sortie 15 et relié à un circuit d'utilisation aboutissant par exemple aux embouts d'éjection dirigés vers le pare-brise et éventuellement la vitre arrière d'un véhicule, si le dispositif est utilisé dans une installation de lave- glace, conformément au but immédiatement visé par l'invention. Par ailleurs, l'entrée 14 est engagée dans la paroi de fond d'un réservoir de liquide 21-, représenté partiellement sur la Figure 1, de sorte que la pompe centrifuge décrite ci-dessus soit naturellement amorcée en permanence tant que le réservoir 21 contient suffisamment de liquide. La partie de boîtier 11 comporte un épaulement annulaire 25 qui marque la limite de la première chambre 13. Le joint 19 prend appui contre cet épaulement par l'intermédiaire d'une rondelle de butée 26.- La partie de boîtier 11 se prolonge au-delà de l'épaulement 25 par une portion tubu- laire 27, qui définit une partie de la seconde chambre 16 et dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur de la partie de boîtier 12, dans laquelle la portion 27 est engagée et verrouillée par des moyens coopérants d'encastrement 28. De façon classique, le moteur 17 a une forme générale cylindrique et le diamètre intérieur de la portion 27 correspond au diamètre extérieur du moteur 17 de sorte que la portion 27 joue, au moins approximativement, le rôle d'organe de centrage pour le moteur 17. Des nervures de centrage 29 sont également prévues à l'in- térieur de la partie de boîtier 12, de même qu'un bossage 30 ou analogue faisant saillie par rapport à la paroi de fond du moteur 17 est engagé dans une cavité 31 correspondante de la partie de boîtier 12 pour assurer autant que faire se peut, un positionnement relativement précis du moteur à l'intérieur du dispositif. On va maintenant décrire la structure du joint 19, en référence à la figure 2. Le joint 19 est entièrement moulé dans un matériau élas- tiquement compressible, tel que du caoutchouc. Il est logé à l'intérieur de la portion 27 et prend appui contre l'épaulement 25, de sorte que les- dites première et seconde chambres sont adjacentes et essentiellement séparées par le joint 19. Ce joint (mis à part un certain nombre de pro- tubérances 32 faisant saillie à l'intérieur de la seconde chambre 16 et dont la fonction sera analysée en détail plus loin)a la forme générale d'un disque relativement épais dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur de la portion 27. L'ensemble du joint est cependant légèrement comprimé au montage tant radialement qu'en épaisseur. Il se compose essentiellement d'une portion d'étanche- ment statique 35, sensiblement périphérique, et d'une portion d'étanche- ment dynamique 36, sensiblement centrale destinée à assurer l'étanchéité au niveau de l'arbre 18 et conformée de ce fait pour définir un passage d'arbres 37 normalement traversé par l'arbre 18 du moteur 17. Sur la figure 2, le trait d'axe 18a symbolise la position de l'arbre 18, lorsque le joint 19 est en position dans la portion 27. Si on considère la por- tion d'étanchement statique/,on constate qu'elle comporte deux bourrelets périphériques externes 38, 39, continus, s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe 18a et espacés parallèlement l'un de l'autre suivant une direction parallèle à cet axe. Bien entendu, la 2466644- surface latérale cylindrique 40 du joint qui est comprise entre ces deux bourrelets a un diamètre correspondant sensiblement au diamètre interne de la portion 27, de sorte que les bourrelets 38 et 39 seront nécessairement comprimés au montage pour garantir une certaine étanchéité. On remarquera égalemenFuune gorge périphérique 41, continue, est pratiquée dans ladite portion d'étanchement statique 35, au voisinage du bourrelet 38. Ceci améliore la flexibilité du matériau compressible, au voisinage du bourre- let 38. La portion d'étanchement statique 35 comporte également un bourre- let continu 42 s'étendant parallèlement à la direction de l'axe 18a et îa dirigé vers la première chambre 13, lorsque le joint est dans sa position de montage. De cette façon, après montage, ce bourrelet 42 sera déformé en compression contre la rondelle de butée 26, elle-même en appui sur l'épaulement 25. De façon analogue, la portion d'étanchement dynamique 36 est conformée de façon à présenter deux bourrelets périphériques internes , 46, continus, s'étendant radialement vers l'intérieur du passage d'arbre 37. Ces bourrelets internes sont espacés parallèlement l'un de l'autre suivant une direction parallèle à l'axe 18a. Ces deux bourrelets et 46 définissent donc deux étranglements annulaires - centrés sur l'axe 18 et de même diamètre. Bien entendu, le diamètre de ces deux a étranglements est inférieur au diamètre de l'arbre 18, pour assurer une étanchéité convenable au niveau de ce dernier. Il est spécialement avanta- geux de prévoir deux zones de contact espacées l'une de l'autre le long de l'arbre 18,entre ce dernier et le joint 19, comme celà est le cas grâce aux deux bourelets 45 et 46. En effet, en cas de centrage imparfait du moteur 17 à l'intérieur du boltier,après montage, un léger décalage entre la position réelle de l'arbre 18 et sa position souhaitée symbolisée par l'axe 18a, serait susceptible de provoquer de légères fuites le long de l'arbre 18. On a constaté que la présence des deux bourrlets 45 et 46 espacés axialement apportait une solution satisfaisante à ce problème. D'autre part, une gorge circulaire 48 continue est pratiquée dans ladite portion d'étanchement dynamique 36 au voisinage du bourrelet 45, pour donner plus de souplesse à ce dernier et permettre un meilleur contact permanent entre ledit bourrelet 45 et l'arbre tournant 18. Pour la même raison, le bourrelet périphérique 46 est défini au voisinage de l'extré- mité d'une lèvre annulaire 49, sensiblement tronconique. La partie intermédiaire du joint située entre lesdites portions d'étanchement statique et dynamique comporte notamment une gorge de découplage 50, s'étendant relativement profondément dans l'épaisseur du joint 19, pour donner plus de souplesse à cette partie médiane et évi- ter, autant que faire se peut, que les déformations,nécessaires au montage, dans l'une des portions d'étanchement n'engendrent des contraintes nuisibles dans l'autre portion, susceptible d'en affecter l'efficacité d'étanchement. Il est à noter que dans le mode de réalisation décrit à la figure 2, la gorge circulaire 48 peut être aussi considérée comme une gorge de décou- plage, étant donné sa profondeur relativement importante. Comme mentionné précédemment, les protubérances 32 fai- sant saillie, après montage, dans la seconde-chambre 16 sont venues de matière avec le joint 19 et répartiessensiblement en symétrie circulaire tout autour de l'axe 18. Leur longueur est suffisante pour venir s'écraser partiellement contre le bâti du moteur 17 au moment de l'assem- blage des parties de boîtier 11 et 12. L'ensemble de ces protubérances forme donc une sorte de ressort intercalé et monté en compression entre le reste du joint 19 et le moteur 17, pour immobiliser ce dernier à l'inté- rieur de la seconde chambre 16. En se reportant de nouveau à la figure 1, on remarquera qu' un disque de protection 51 est fixé sur l'arbre 18 de façon à tourner avec lui dans la seconde chambre 16, entre le joint 19 et le moteur 17. En outre, un orifice d'évacuation de liquide 52 est ménagé dans la paroi latérale de cette seconde chambre, cet orifice étant de préférence situé à la partie inférieure du boîtier en considérant la position normale de montage illustrée sur la figure 1 et sensiblement dans le prolongement ra- dial du disque de protection 51. Ainsi, en cas de légère défaillance de la portion d'étanchement dynamique 36, si du liquide parvient à pénétrer dans la seconde chambre 16 en s'écoulant le long de l'arbre 18, il est immédiatement dévié vers la paroi latérale de la portion 27 et finit par être évacué grâce à l'orifice 52, le rotor et les bobinages du moteur 17 étant ainsi protégés de l'humidité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation du dispositif qui vient d'être décrit. En particulier, on a vu que le joint 19 tel que décrit remplissait une triple fonction: étan- chement statique, étanchement dynamique et compensation élastique per- metant d'immobiliser le moteur 17 à l'intérieur du boîtier. Il apparaît avec évidence qu'il est parfaitement possible de dissocier la dernière fonction des deux autres. Ainsi, les protubérances 32 pourraient être sup- primées et remplacées par n'importe quel type de ressort intercalé et monté en compression entre le joint et le moteur. De même, les protubé- 2466644: rances 32 pourraient ne pas être moulées dans le même bloc de matériau élastique compressible que le joint 19, mais former un pièce distincte prenant appui entre le joint 19 et le moteur 17. C'est dire que l'in- vention couvre tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant pompe à actionnement par moteur électrique du type comportant une première chambre ayant une entrée de li- quide et une sortie de liquide et un moyen de refoulement, tel qu'une roue à aubes ou analogue, forçant ledit liquide depuis ladite entrée vers la- dite sortieainsi qu'une seconde chambre abritant un moteur électrique ledit moyen de refoulement étant m6caniquement couplé à l'arbre dudit moteur électrique, caractérisé en ce que lesdites première et seconde chambres sont adjacentes et essentiellement séparées par un joint en mRté- riau élastiquement compressible, comportant une portion d'étanchement statique, sensiblement périphérique, et une portion d'étanchement dyna- mique sensiblement centraledéfinissant un passage d'arbre traversé par ledit arbre dudit moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un moyen formant ressort intercalé et monté en compression entre ledit joint et ledit moteur, pour immobiliser ledit moteur à l'intérieur de ladite second chambre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen formant ressort comporte une pluralité de protubérances en matériau compressible,réparties sensiblement en symétrie circulaire tout autour dudit arbre. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit joint et ledit moyen formant ressort sont combinés; lesdites protubérances étant venues de matière avec ledit joint et faisant saillie dans ladite seconde chambre, en direction dudit moteur. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite portion d'étanchement statique comporte au moins un bourrelet périphérique externe9continu, s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport audit arbre. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une gorge périphérique continue est pratiquée dans ladite portion d'étanchement statique, au voisinage dudit bourrelet périphérique. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite portion d'étanchement statique comporte deux bourrelets périphériques externes précités espacés parallèlement l'un de l'autre suivant une direction sensiblement parallèle audit arbre. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, précédentes, caractérisé en ce que ladite portion d'étanchement statique comporte au moins un bourrelet continu s'étendant parallèlement à la di- -8- rection dudit arbre et dirigé vers ladite première chambre; ce bourrelet étant, après montage, en appui contre un épaulement définissant la limite de ladite première chambre, éventuellement par l'intermédiaire d'une ron- delle de butée. 9.-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite portion d'étanchement dynamique comporte au moins un bourrelet périphérique interne, continu, s'étendant radialement vers l'intérieur dudit passage d'arbre. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite portion d'étanchement dynamique est munie de deux bourrelets périphériques internes précités, espacés parallèlement l'un de l'autre suivant une direction sensiblement parallèle audit arbre. 11. Dispositif selon là revendication 9 ou 10, caracté- risé en ce qu'au moins un bourrelet périphérique interne précité est défini au voisinage de l'extrémité d'une lèvre annulaire sensiblement tronconique. 12. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caracté- risé en ce qu'une gorge circulaire continue est pratiquée dans ladite portion d'étanchement dynamique, au voisinage d'au moins un bourrelet pé- riphérique interne précité. 13. Dispositif selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'au moins une gorge de-découplage est prati- quée dans l'épaisseur'dudit joint, entre lesdites portions d'étanchement statique et dynamique. 14. Dispositif selon l'ensemble des revendications 12 Et 13, caractérisé en ce que ladite gorge circulaire continue constitue une gorge de découplage précitée. 15. Dispositif selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'un disque de protection, monté sur ledit arbre, est situé dans ladite seconde chambre entre ledit joint et ledit moteur et qu'au moins un orifice d'évacuation de liquide est ménagé dans la paroi latérale de ladite seconde chambre, de préférence sensiblement- dans le prolongement radial dudit disque de protection.