Brevet FR2516987A1 — publié le 19830527

L'invention est relative aux pompes rotatives qui sont en particulier destinées à faire circuler du liquide de refroidissement dans un moteur à combustion interne, du type comprenant une roue d'impulsion tournant dans une chambre en forme de volute coaxiale a la roue et contenue dans un boitier qui est muni d'un palier etanche portant l'arbre de la roue, d'un conduit d'admission communiquant avec la chambre dans une zone proche de la roue, et d'un conduit de refoulement qui débouche dans un alésage du boîtier de plus grand diamètre que la chambre et adjacent à celle-ci. Dans ce type de pompe, une rotation de la roue dans le sens convenable provoque dans la chambre un écoulement de liquide du conduit d'admission vers- celui de refoulement.Pour provoquer cette rotation, une poulie coopérant avec une courroie d'entraînement est accouplée à l'arbre de la roue, a l'extérieur du boitier et à proximité du palier. Dans le cas d'une pompe pour moteur à combustion interne, le conduit d'admission est adapté pour être relié à une canalisation extérieure au moteur, et le conduit de refoulement débouche du boltier par un orifice de sortie adapté pour être juxtaposé de manière étanche contre un orifice d'entrée de liquide dans le moteur. Quand la distance axiale entre la poulie et l'orifice de sortie est rela-tivement grande, une première solution consiste en ce que l'arbre de la roue d'impulsion soit long, ce qui implique soit une mise en porte à faux important de la poulie ou de la roue, soit l'emploi d'un large palier, de préférence composé de deux roulements, ce qui est coûteux. Pour éviter ceci et pouvoir utiliser un arbre de roue court, on a proposé des pompes du type précité; dans les pompes connues de ce type, l'alésage du boitier est libre, ce qui revient à avoir une chambre en volute très large et une roue d'impulsion décalée axialement par rapport au conduit de refoulement; il en résulte un écoulement imprécis du liquide dans la chambre, et donc un rendement faible de la pompe. Par ailleurs, le boîtier est généralement réalisé en deux pièces assemblées suivant un plan de joint situé au droit de la chambre de manière à permettre le montage de la roue dans la chambre; mais cette jonction entre les deux pièces risque d'être insuffisamment étanche, notamment lorsque d'importantes contraintes mécaniques sont appliquées au boîtier. L'invention a pour but de réaliser une pompe rotative à roue décalée axialement par rapport au conduit de refoulement et dont le rendement soit satisfaisant, tout en étant robuste, étanche et peu encombrante. -Elle a pour objet à cet effet une pompe du type précité, caractérisée en ce que la chambre est délimitée, du côté opposé au palier, par une extrémité d'un corps de forme générale cylindrique emmanché dans l'alésage et comportant sur sa périphérie une rainure hélicoidale qui relie la chambre au conduit de refoulement. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - la rainure hélicoidale s'étend sur un demi-tour, et l'axe de l'alésage est décalé parallèlement par rapport à celui de la roue. Ceci permet de prolonger de façon simple jusqu'au conduit de refoulement la volute de la chambre; - la rainure hélicoidale débouche dans la chambre par une ouverture arquée en forme de volute, et le fond de la chambre est pourvu, en regard de cette ouverture, d'un relief de hauteur progressivement croissante, de forme sensiblement hélicoidale. La continuité de l'écoulement entre la chambre et le corps est ainsi assurée. Dans un mode de réalisation permettant d'utiliser une roue d'impulsion à haut rendement, le conduit d'admission est ménagé axialement dans le corps et a une forme en venturi. Dans le cas d'une pompe pour moteur à combustion interne, de préférence, le boîtier est monobloc et comporte des moyens de fixation d'une part au moteur et éventuellement à d'autres organes accessoires du moteur, d'autre part à un support du véhicule ou autre auquel est destiné le moteur. Ceci permet de réduire l'encombrement et de simplifier le montage. I1 est donné ci-après description de deux exemples de réalisation selon l'invention, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue d'ensemble avec coupe axiale partielle d'une pompe selon un premier mode de réalisation de l'invention; la Fig. 2 est mne vue de gauche de l'objet de la Fig. 1, l'une des pièces de la pompe étant retirée; la Fig. 3 montre, vue de la droite de la Fig. 1, la pièce retiree à la Fig 2; et la Fig. 4 est une vue analogue à la Fig 1 d'un second mode de rëalisation de la pompe suivant l'in- vention. On voit sur la Fig. 1 une pompe dont le boîtier 1 est monobloc et contient, dans une chambre 2 reliée à un conduit d'admission 3 et à un conduit de refoulement 4,une roue d'impulsion 5 dont l'arbre 6 est porte par un palier 7. Ce palier est emmanché dans un alésage 8 qui-nstformé dans un manchon 9 ajusté dans un alésage 10 du boitier avec interposition d'une bague d'étanchéité 11. Dans l'alésage 8, une bague d'étanchéité 12 à demi-section en L, pressée par un ressort 13 contre le moyeu 14 de la roue 5, assure l'étanchéité entre le palier 7 et cette roue.L'alésage 10 est de plus grand diamètre que la roue 5 et le manchon 9 est axialement maintenu par une vis 9A de manière à rendre aisément amovible le mécanisme qui comporte la roue 5, le palier 7 et la bague d'étanchéité 12et qui est susceptible de devoir être réparé ou changé après un usage prolongé de la pompe. Une poulie crantee 15 est ancrée sur l'extrémité de l'arbre 6 extérieure au boîtier, entoure le palier 7 et coopère avec une courroie d'entraînement crantée 16. Du cbté opposé au palier par rapport à la roue, la chambre 2 est délimitée par une face frontale plane 17 d'un corps 18 de forme générale cyl ndrique emmanché dans un alésage 19 du boîtier 1 dont l'axe X-X est légèrement décalé parallèlement par rapport à celui Y-Y de l'alésage 8 et de la roue 5. La chambre 2 est en forme de volute coaxiale à la roue, comme visible sur la Fig. 3; sa dimension radiale est plus petite que celle de 1' alésage 19, et la volute se termine tangentiellement à cet alésage 19. Par suite, le fond de l'alésage 19 est délimité par un épaulement radial 20 du boîtier. Le corps 18 est maintenu en appui axial contre cet épaulement par serrage d'une vis non représentée traversant une patte radiale 21 du corps 18 et vissée dans un trou fileté 22 du boîtier (Fig. 2). Le conduit d'admission 3 est un trou pré- vu dans le boîtier 1 et dans le manchon 9 et débouchant dans la chambre 2, tandis que le conduit de refoulement 4 est formé dans le boitier et débouche tangentiellement dans l'alésa9e19 à une distance axiale notable de la roue 5 et en un emplacement à peu près diamXtralewent repose au point de raccordement tangentiel de la volute de la chambre 2 et de l'alésage 19. A sa sortie, le conduit 4 débouche par un orifice 23 situé dans une face 24 du boîtier parallèle à l'axe X-X de l'arbre 6. Le corps 18, représenté seul sur la Fig. 3 et retiré de la Fig.2, est pourvu sur sa périphérie d'une rainure sensiblement hélicoidale 25 reliant sur un demi-tour la sortie de la volute formée par la chambre 2 au conduit de refoulement 4. Pour assurer une bonne continuité de l'écoulement du liquide au droit de la jonction entre la rainure 25 et la chambre 2, le fond 26 de celle-ci présente sur environ un quart de tour un relief 27 de hauteur progressivement croissante, sensiblement hélicoidal, et en vis-à-vis de ce relief la rainure 25 débouche dans la face frontale 17 suivant une ouverture allongée 28 dont le contour est identique à celui de la volute .De plus, la section de la rainure 25 s'accroît progressivement de l'ouverture 28 à son ouverture de sortie 28A communiquant avec le conduit 4, pour définir une volute prolongeant sur un demi-tour celle de la chambre 2. Une bague d'étanchéité 29 est disposée dans une gorge périphérique du corps 18 située entre sa face extérieure 30 et la rainure 25, et est comprimée radialement par l'alésage 19. Un capot protecteur de courroie 31 est maintenu en appui contre la face opposée du boîtier, par des moyens de fixation non représentés, avec interposition d'un joint d'étanchéité souple 32. La pompe étant adaptée à un moteur à combustion pour y pulser du liquide de refroidissement, le boîtier 1 comporte des trous 33 prévus dans sa face 24 et qui permettent le passage de moyens de fixation de la pompe contre le moteur suivant cette face, l'orifixe 23 étant juxtaposé à un orifice d'entrée de liquide dans le moteur; le boîtier comporte aussi, du côté du palier 7, une partie proéminente 34 adaptée pour-assurer la liaison du moteur à son support par l'intermédiaire de la pompe.Cette disposition particulièrement simple et compacte est autorisée par la rigidité du boitier, procurée par le fait que le boîtier est monobloc et ne comporte pas de plan de joint susceptible de manquer d'étanchéité en cas- de contrainte mécanique importante due à la fonction de support du moteur. I1 est à noter que l'étanchéité radiale procurée par la bague 29 n'est aucunement sens-ible à la charge supportée par la partie proéminente 34 puisque les efforts se transmettent directement de cette partie 34 vers les trous de fixation 33 à travers le boîtier 1 seulement et nullement à travers le corps 18. De même, le montage du manchon 9, comparable à celui du corps 18, procure une étanchéité également insensible aux efforts appliqués à la partie proéminente 34 du boîtier. La compacité du montage, ainsi que la rigidité susmentionnée du boîtier 1 et la disposition de la poulie 15 juste au droit du palier 7, qui assurent un bon parallélisme de l'arbre 6 et de l'arbre du moteur qui entraîne la courroie 16, permettent d'utiliser comme courroie d'entraînement une courroie dentée de distribution du moteur, habituellement plus proche de la paroi extérieure de celui-ci que ne le sont les courroies classiques, à entraînement par friction, usuellement utilisées pour actionner de telles pompes. Ceci réduit à son tour l'encombrement de l'ensemble de la pompe. Dans la pompe suivant l'invention, on comprend que, malgré la notable distance entre la roue 5 et le conduit de refoulement 4, l'écoulement du liquide s'effectue dans de bonnes conditions de la chambre 2 vers le conduit 4 grâce à la rainurehélicoldale 25.Un bon rendement de la pompe est de plus procuré par la mise en appui du corps 18 contre l'épaulement 20, car il en résulte que la largeur de la chambre 2, délimitée par la face frontale 17 du corps 18, peut être aisément dimensionnée avec précision de manière à contenir la roue 5 avec un très léger espace axial entre la roue et les parois frontales de la chambre. De plus, la pompe peut être relativement peu coûteuse car la forme du boîtier 1 et du corps 18 est compatible avec une réalisation en coulée sous pression. La roue d'impulsion 5 est en tôle emboutie, et le palier 7 est un roulement de faibles dimensions puisqu'il n'est soumis qu'à de faibles contraintes du fait de son alignement avec la courroie 11. En variante, une partie proéminente du boîtier telle que la partie 34 pourrait, grâce à la rigidité du boîtier susmentionnée, servir au support d'un organe auillaire du moteur, en particulier lorsqu'il s'agit d'une pompe adapte à un moteur à combustion interne. Le mode de réalisation de 1 a Fig. A ne diffère de celui des Fig. 1 à 3 que par deux points: d'une part, l'alésage porte-palier 8 est ménagé directement dans le boîtier 1; d'autre part, le conduit d'ad- mission 3 est unconduit en forme de venturi d'axe Y-Y qui traverse le corps 18 et qui reçoit à son extremite d'entrée opposée à la chambre 2 un conduit 35 diamente de liquide pourvu d'un joint d'étanchéité 36. Ceci per- met de faire pénétrer axialement la roue 5 dans l'alésage ge 19 et par suite d'obtenir un meilleur rendement de la pompe grâce à une forme plus élaborée des pales. - REVENDICATIONS 1.- Pompe rotative, du type comprenant une roue d'impulsion (5) tournant dans une chambre (2) en forme de volute coaxiale à la roue et contenue dans un boîtier (1) qui est muni d'un palier étanche (7)portant l'arbre (6) de la roue, d'un conduit d'admission (3) communiquant avec la chambre dans une zone proche de la roue, et d'un conduit de refoulement (4) qui débouche dans un alésage (19) du boîtier de plus grand diamètre que la chambre et adjacent a celle-ci, caractérisée en ce que la chambre est délimitée, du côté opposé au palier, par une extrémité (17) d'un corps (8) de forme générale cylindrique emmanché dans l'alésage (19) et comportant sur sa périphérie une rainure héli- cotidale (25) qui relie la chambre (2) au conduit de refoulement (4). 2.- Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la rainure hélicoïdale (25) s'étend sur un demi-tour, et en ce que l'axe (X-X) de l'alésage (19) est décalé parallèlement par rapport à celui (Y-Y) de la roue (5). 3.- Pompe suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'étanchéité entre le corps (18) et l'alésage (19) est obtenue au moyen d'une bague d'étanchéité (29) interposee radialement entre ces deux éléments. 4.- Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite extrémité (17) du corps (18) Prend appui contre le fond de l'alésage (19), fond déliirté par un épaulement (20) du boîtier (1). 5.- Pompe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le corps (18) est muni, du côté opposé à la roue (5), d'une patte radiale unique (21) destinée à recevoir une vis de fixation du corps sur le boitier (1). 6.- Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la rainure hélicoidale (25) débouche dans la chambre (2) par une ouverture arquée (28) en forme de volute, et en ce que le fond de la chambre est pourvu, en regard de cette ouverture, d'un relief (27) de hauteur progressivement croissante, de forme sensiblement hélicoidale. 7.- Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le conduit d'admission (3) est ménagé à peu près radialement dans le boîtier (1). 8.-- Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le conduit d'admission (3) est ménagé axialement dans le corps (18). 9.- Pompe suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le conduit d'admission (3) a une forme en venturi. 10.-Pompe pour liquide de refroidissement d'un mo teur,notanwnt de vrhicule, suivant' 1'Une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le boÊtier-. (1) est monobloc et comporte des royens de fixation d'une part au moteur et éventuellement à d'autres organes accessoires du moteur, d'autre part à un support du véhicule ou autre auquel est destiné le moteur.