Brevet FR2500889A1 — publié le 19820903

La présente invention concerne d'une manière générale une pompe à palettesutilisée avec une direction assistée d'un véhicule automobile et plus particulièrement une turbine pourvue d'un conduit d'entrée destiné à l'alimentation du fluide introduit sous pression afin d'empêcher l'apparition de cavitation, c'est-à-dire afin de réduire le bruit tout en limitant l'augmentation de température de l'huile. Outre la turbine précitée, la présente invention est égale- ment relative à un anneau formant came léger et de petites dimensions logé entre les carters antérieur et postérieur. Lorsqu'une pompe à palettes conventionnelle est utilisée pour une direction assistée d'un véhicule automobile, le phénomène de cavitation apparaît facilement dans le fluide introduit dans cette pompe par suite du vide créé du côté de l'entrée, ce qui entraîne la production d'un bruit accompagné d'une élévation de température du fluide. En outre, avec une pompeà palettes conventionnelle, puisque l'anneau formant came est habituellement conçu de manière à être fixé au carter antérieur ou au carter postérieur,il est lié à une portion formant logement pour cet anneau,laquelle est prévue soit sur le carter antérieur soit sur le carter postérieur, ce qui a pour in- convénient que la pompe à palettes a un poids et des dimensions impor- tantes. La présente invention a pour objet de résoudre ces problèmes et elle a principalement pour but de fournir une pompe à palettes qui empêche l'apparition du phénomène de cavitation, c'est- à-dire la production de bruit sans accroître la température du fluide introduit. Un autre but de l'invention est de founir une pompe à palettes dans laquelle l'anneau formant came est monté entre les carters antérieur et postérieur avec une construction relativement simple, sans accroître les dimensions et le poids. A cet effet, la pompe à palettes suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend une turbine prévue du côté entrée afin d'accroître la pression du fluide introduit dans la pompe à palettes, ce qui permet d'empêcher l'apparition effective du phéno- mène de cavitation c'est-à-dire la production de bruit. Suivant une caractéristique complémentaire de l'inven- 25008g9 tion, la pompe à palettes comprend un anneau formant came pris en sandwich entre les carters antérieur et postérieur, l'ensemble étant maintenu au moyen de boulons passant à travers des trous percés dans ces éléments, sans utiliser ainsi une portion constituant un logement pour l'anneau formant came dans le carter antérieur ou postérieur comme dans le cas des pompes à palettes conventionnelles, afin de réduire le poids et les dimensions. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la Drésente invention en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une, vue en coupe axiale d'une forme d'exécution préférée de la pompe à palettes suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne II-II de la figure 1, montrant l'anneau formant came. La figure 3 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne IIIIII de la figure 1, montrant le carter postérier La figure 4 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne IV-IV de la figure 1, montrant le carter postérieur. La figure 5 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne V-V de la figure 1, montrant le carter antérieur. La figure 6 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne VIVI de la figure 1, montrant la section droite du carter antérieur. En se référant aux figure l à 6, on décrira la forme d'exécution préférée de la pompe à palettes suivant l'invention lors- que cette pompe est utilisée pour actionner une direction assistée d'un véhicule automobile. Sur ces figures, on voit une pompe à palettes suivant l'invention désignée dans son ensemble par la référence 1 et un arbre d'entraînement 2 conçu de manière à être entraîné en rotation par un moteur d'un véhicule (non représenté) par l'intermédiaire d'une poulie 3 et d'une courroie 4. Un rotor 5 est fixé à l'arbre d'entraînement 2, de manière à tourner avec dernier, et ce par l'intermédiaire de moyexs appropriés tels que clavette ou cannelures, ce rotor 5 étant fixé dans une position appropriée sur l'arbre d'entra!nement. 2 au moyen d'un circlips 6. Une pluralité de palettes 7 sont montées sur le rotor 5 et sonat embcttdOE à coulissement dans des fentes respectives 5a prévues dans des directions radiales. Un anneau formant came a entoure et for- 25008a9 me un logement pour le rotor 5 sur lequel sont montées les palettes 7. L'anneau formant came 8 comprend deux grandes surfaces arquées Ci, deux petites surfaces arquées C2 ainsi que deux premières surfaces de came C3 et deux secondes surfaces de came C4 comprises chacune entre deux grande et petite surfaces arquées. La pompe à palettes suivant l'invention comporte par ailleurs un carter antérieur 9 et un carter postérieur 10 qui main- tiennent entre eux l'anneau formant came 8 et qui constituent une chambre de travail 11 en combinaison avec l'anneau formant came 8. Le carter antérieur 9 est pourvu d'un premier conduit d'entrée 13 communiquant avec un orifice d'entrée 12, d'un conduit de sortie 15 communiquant avec l'orifice de sortie 14, d'une paire de passages de décharge 16 dont une extrémité communique avec le conduit de sortie tandis que l'autre extrémité de chacun de ces passages communi- que avec l'une des secondes surfaces de came C4 de l'anneau formant came 8, d'une gorge 17 d'application d'unê contre-pression aux palet- tes et d'une pluralité de trous 18 d'application d'une contre-pres- sion aux palettes dont une extrémité de chacun d'eux communique avec la gorge 17 tandis que l'autre extrémité communique avec le conduit de sortie 15. Par ailleurs, le carter postérieur 10 est pourvu d'un troisième conduit d'entrée 20 qui communique avec le premier conduit d'entrée 13 prévu dans le carter antérieur 9, par l'intermédiaire d'un second conduit d'entrée 19 prévu dans l'anneau formant came 8, et d'une paire de premières chambres de charge 21 qui cormuniquertavec les premières surfaces de came C3 de l'anneau formant came 8 et qui sont alimentées à partir du troisième conduit d'entrée 20. La pompe à palettes suivant l'invention comporte en outre une turbine 22 qtiestpréjuedans le troisième conduit d'entrée 20. Cette turbine 22 est fixée à une extrémité de l'arbre d'entraî- nement 2 et elle tourne dans la même direction que le rotor 5 de la pompe à palettes. Le carter antérieur 9 comporte par ailleurs une paire de secondes chambres de charge 23 qui communiquent avec les première chambres de charge 21 prévues dans le carter postérieur 10, par l'in- termédiaire de deux passages de charge 24 prévus dans l'anneau for- mant came 8. La référence 25 indique deux passages de retour de fui- te d'huile dont une extrémité de chacun d'eux communique avec un 250088'9 espace compris entre le carter antérieur 9 et l'arbre d'entraînement 2 tandis que l'autre extrémité communique avec la paire de secondes chambres de charge 23 prévues dans le carter antérieur 9. La pompe suivant l'invention comporte également un joint d'étanchéité 26, un palier 27 par l'intermédiaire duquel l'arbre d'ent aînement 2 est monté à rotation dans le carter antérieur 9, deux joints d'étanchéité annulaires 28 logés dans des gorges prévues dans l'anneau formant came 8, afin d'étancher les surfaces de contact entre l'anneau for- mant came 8 et les carters antérieur 9 et postérieur 10, une plaque frontale 29 destinée à obturer la surface frontale du carter posté- rieur 10, un joint d'étanchéité annulaire 30 logé dans une gorge prévue dans la plaque frontale 29 afin d'étancher la surface de contact entre la plaque frontale 29 et le carter postérieur 10, une paire de tétons de positionnement 31 assurant la mise en position correcte de l'anneau formant came 8 par rapport aux carters anté- rieur getpostérieur 10, une paire de trous 32 recevant les tétons 31 et prévues respectivement dans le carter antérieur 9 et le carter pos- térieur 10, des boulons 33 assurant l'assemblage du carter antérieur 9 et du carter postérieur 10 avec l'anneau formant came 8 pris en sandwich entre eux, quatre trous 34 destinés au passage des boulons 33, une soupape de sécurité 35 disposée dans l'orifice de sortie afin d'évacuer à l'extérieur le fluide donnant lieu à une surpression, et une vanne 36 commandant le débit du fluide. Dans la pompe à palettes suivant l'invention qui vient d'être décrite ci-dessus, l'anneau formant came 8 est pris en sand- wich entre le carter antérieur 9 et le carter postérieur 10, cet anneau 8 étant pourvu du second conduit d'entrée 19 dont une extré- mité communique avec le premier conduit d'entrée 13 prévu dans le carter antérieur 9 tandis eue l'autre extrémité.communique avec le troisième conduit d'entrée 20 prévu dans le carter postérieur 10. L'anneau formant came 8 comporte également les deux paires de passa- ges de charge 24 dont une extrémité de chacun d'eux communique avec la paire de premières chambres de charge 21 prévue dans le carter postérieur 10 tandis que les autres extrémités de ces passages com- muniquent avec la paire de secondes chambres de charge 23 prévues dans le carter antérieur 9. Enfin, l'anneau formant came 8 est percé de trous 34 pour le passage des boulons 33, une extrémité de ces trous c uniquani avec des trous correspondants prévus dans le carter antérieur 9 tandis que les autres extrémités de ces trous com- muniquent avec des trous correspondants prévus dans le carter posté- rieur 10. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de prévoir une portion constituant un logement pour l'anneau formant came soit dans le carter antérieur soit dans le carter postérieur, comme cela est le cas dans une pompe à palettes conventionnelle. On décrira maintenant la façon dont fonctionne la pompe à palettes construite suivant l'invention. Lorsque l'arbre d'entratnement 2 et le rotor 5 sont entraînés en rotationpar le moteur du véhicule automobile, par l'in- termédiaire de la courroie 4 et de la poulie 3, les palettes 7 montes sur le rotor 5 sont déplacées vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge et glissent sur la face interne de l'anneau formant came 8, en étant presses cantre cette face. Par conséquent, la varia- tion de volume des espaces délimités par chaque paire de palettes 7 provoque l'introduction de l'huile, à partir d'un réservoir d'huile non représenté, à travers l'orifice d'entrée 12, le premier conduit d'entrée 13 et le second conduit d'entrée 19, dans le troisième con- duit d'entrée 20. L'huile ainsi introduite est mise sous pression dans le troisième cmduit d'entrée 20 sous l'action de la turbine 22 et elle est ensuite introduite sous pression dans la chambre de travail 11 de la pompe, à travers la paire de premières chambres de charge 21. L'huile introduite dans la chambre de travail Il de la pompe est transmise à la direction assistée (non représenté) à travers les passages de décharge 16 le conduit de sortie 15, l'orifice de sortie 14 et la valve de commande de débit 36 disposée dans l'orifice de sortie 14. Lorsque les palettes 7 sont repoussées à l'intérieur de leurs fentes respectives 5a, la pression appliquée aux extrémités inférieures ou internes des palettes 7 est déchargée dans le conduit de sortie 15 à travers la gorge 17 et les trous 18 si bien que les palettes 17 peuvent se déplacer régulièrement dans cette direction. La fuite d'huile s'écoulant à partir de la chambre de travail Il de la pompe en direction de l'arbre d'entraînement 12 est retournée di- rectement à la paire de premières chambres de charge 21, à travers la paire de passages 25 assurant le retour de la fuite d'huile. Ceci sert à améliorer le rendement de la pompe puisque les pertes d'éner- gie sont relativement faibles comparativement à une pompe à palettes connue antérieurement dans laquelle la fuite d'huile est retournée à travers le premier conduit d'entrée 13. En outre, dans la pompe à palettes suivant l'invention, puisque la pression est appliquée à l'huile introduite dans la pompe à palettes dans la direction suivant laquelle l'huile est alimentée, autrement dit le fluide introduit est forcé dans les premières chamn- bres de charge 21, il est effectivement possible d'empêcher l'appa- rition du phénomène de cavitation, c'est-à-dire la production de bruit, tout en maintenant le fluide à une température relativement basse. Par ailleurs,ben que dans la forme d'exécution de l'in- vention que l'on a décrite ci-dessus, la turbine soitprévue dans le conduit d'entrée de la pompe à palettes sans plaque latérale, et ce afin de réduire les frottements en rotation, d'améliorer le rendement de la pompe et de diminuer le nombre des éléments exigés pour la cons- truction de cette pompe, il est naturellement possible d'utiliser pour la pompe à palettes une turbine pourvue d'une telle plaque laté- rale. Ainsi qu'il a été décrit précédemment, dans la pompe à palettes suivant l'invention le rotor est monté sur l'arbre d'en- traînement, un certain nombre de palettes sont montées sur ce rotor,- un anneau formant came entoure le rotor sur lequel sont montées les palettes, et l'anneau formant came est pris en sandwich entre les carters antérieur et postérieur de manière à former ainsi une chambre de travail de la pompe. Lorsque le rotor est mis en rotation par l'arbre d'entraînement, les palettes montées sur le rotor se dépla- cent vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge tout en glissant en contact avec la face interne de l'anneau formant came, et par conséquent la variation de volume des espaces délimités par les paires de palettes voisines entraîne l'introduction de l'huile à par- tir du réservoir dans la chambre de travail de la pompe, à travers les premier, second et troisième conduits d'entrée, les premières chambres de charge, les passages de charge et les secondes chambres de charge, et additionnellement l'évacuation de cette huile vers 29extérieur à travers la chambre de travail de la pompe, le conduit de sortie et l'orifice de sortie. Puisque la turbine est conçue de manière à appliquer une pression en direction de la chambre de travail de la pompe, dans le conduit d'entrée, afin de forcer l'hui- le sous pression, il est possible d'augmenter la pression de l'huile en fonction de la vitesse de rotation de la turbine, et ce afin d'empêcher l'apparition du phénomène de cavitation, de réduire le bruit et de limiter l'élévation de la température de l'huile intro- duite. En outre, dans la pompe à palettes suivant l'inven- tion, puisque deux paires de passages de charge sont prévues dans l'anneau formant came, une extrémité de chacun de ces passages com- muniquant avec les secondes chambres de charge prévues dans le car- ter antérieur tandis que l'autre extrémité de chacun de ces passages communique avec les premières chambres de charge prévues dans le carter postérieur, et puisqu'une extrémité de chacun des trous de passage des boulons prévus dans l'anneau formant came communique avec un trou correspondant prévu dans le carter antérieur tandis que l'autre extrémité communique avec un trou correspondant prévu dans le carter postérieur, il est possible de prendre en sandwich l'anneau formant came entre le carter antérieur et le carter postérieur, au moyen des boulons insérés dans les trous correspondants, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une portion constituant un logement pour l'anneau formant came soit dans le carter antérieur soit dans le car- ter postérieur, comme cela est le cas des pompes à palettes conven- tionnelles. Ceci a pour conséquence pratique que la pompe à palettes suivant l'invention est légère etde petites dimensions. REVEIMICATIONS 1. Pompe à palettes comprenant un carter antérieur (9), un carter postérieur (10), un arbre d'entraînement (2)Etun rotor (5) monté sur cet arbre d'entaînement, caractérisée en ce qu'elle comporte un anneau formant came (8) pris en sandwich entre le carter anté- rieur (9) et le carter postérieur (10) de manière à former une chambre de travail (11) de la pompe, un certain nombre de palet- tes (7) montées sur le rotor de manière à pouvoir se déplacer radialement vers l'extérieur en glissant en contact avec la sur- face interne de l'anneau formant came (8), lorsque le rotor (5) est entraîné en rotation, et une turbine (22) pour appliquer une pression appropriée au fluide introduit dans la direction dans laquelle s'écoule le fluide, cette turbine étant disposée dans le carter postérieur (10), en étant fixée à une extrémité de l'ar- bre d'entraînement (2) et tournant dans la meme direction que le rotor (5) , si bien qu'il est possible d'emp8cher l'apparition du phénomène de cavitation ou la production de bruit provoquée par la cavitation du fluide dans la pompe à palettes. 2. Pompe à palettes suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le carter antérieur (9) comprend un orifice d'entrée (12), un premier conduit d'entrée (13) communiquant avec l'orifice d'entrée, un orifice de sortie (14), un conduit de sortie (15) communiquant avec l'orifice de sortie (14), une paire de passa- ges de décharge (16) dont une extrémité de chacun d'eux communi- que avec le conduit de sortie (15) et une pluralité de trous (34) de passage de boulons. 3. Pompe à palettes suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le carter postérieur (10) comprend un troisième conduit d'entrée (20), une paire de premières chambres de charge (21) partant du troisième conduit d'entrée (20) et une pluralité de trous de passage de boulons (34). 4. Pompe à palettes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'anneau formant came (8) comprend un second conduit d'entrée (19) dont une extrémité communique avec le premier conduit d'entrée (13) prévu dans le carter antérieur (9) tandis que l'autre extrémité communique avec le troisième conduit d'entrée (20) prévu dans le carter postérieur (10), des paires de passage de charge (24) dont une extrémité de chacun d'eux communique avec la paire de premières chambres de charge (21) prévues dans le carter postérieur (10) tandis que l'autre extrémité de chacun d'eux communique avec la paire.de secondes chambres de charge (23) prévues dans le carter antérieur (9), et une pluralité de trous (34) de passage de boulons, si bien que l'anneau formant came (8) est pris en sandwich entre le carter antérieur (9) et le carter postérieur (10), l'assemblage étant réalisé au moyen d'une pluralité de boulons (33) insérés dans les trous (34), et ce sans qu'il soit nécessaire de prévoir une quelconque portion constituant un logement pour l'anneau formant came dans le carter antérieur (9) ou postérieur (10), une commu- nication appropriée étant établie entre les conduits, chambres et passage prévus respectivement dans les deux carters antérieur (9) et postérieur (10). 5. Pompe à palettes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une paire de joints d'étanchéité annulaire (28) afin d'étancher les surfaces de contact entre le carter antérieur (9) et l'anneau formant came (8) d'une part et entre le carter postérieur (10) et l'an- neau formant came (8) d'autre part, les joints d'étanchéité annu- laires (28) étant logés dans des gorges prévues respectivement dans les carters antérieur (9) et postérieur (10). 6. Pompe à palettes suivant l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisée en ce qu'elle comprend une soupape de sécurité (35) pour évacuer vers l'extérieur toute pression en excès, cette soupape de sécurité étant disposée dans l'orifice de sortie (14), et une vanne de commande du débit (36) pour régler la quantité de fluide fourni sous pression à partir de la pompe à palettes, cet- te vanne de commande étant disposée éga3ement dans l'orifice de sortie (14).