Brevet FR2538462A1 — publié le 19840629

Pompe à aspiration limitée à distribution radiale. L'invention concerne les pompes hydrauliques, notamment les pompes destinees a l'alimentation des auxiliaires d'un véhicule automobile tels qu'une botte automatique, un freinage ou une direction assistés, un circuit de lubrification du moteur, une commande d'embrayage assistée ou encore une suspension et une correction d'assiette. Ces pompes sont toujours volumétriques, c'est-à-dire que la pression fournie par la pompe s'adapte automatiquement à.la contre pression de l'utilisation, par contre il est nécessaire d'adapter le debit à celui de l'utilisation. Dans le cas où l'on utilise une pompe volumétrique à débit variable, par exemple une pompe à galets à excentration variable, on peut réguler ce débit à la valeur nécessaire pour consommer le minimum d'énergie sur le moteur. Cette solution est cependant complexe et onéreuse.Si l'on utilise au contraire une pompe volumétrique à débit constant, par exemple une pompe à engrenages, on est obligé de prévoir la cylindrée par tour à la valeur maximum nécessaire pour la vitesse de rotation minimum de la pompe, si bien que dans pratiquement toutes les conditions d'utilisation on ait un excédent de débit que l'on doit évacuer par un clapet de décharge, qui de ce fait régule le debit généré par la pompe. Cette solution bien que plus simple conduit à une dépense énergétique beaucoup plus importante. On connaît cependant une technique dite "aspiration limitée" décrite en particulier dans la demande allemande publiée DE 3.005.656, et selon laquelle on munit une pompe volumétrique a cylindrée constante, en l'occurence une pompe à engrenages, d'un étranglement sur l'aspiration et d'un clapet antiretour sur le refoulement de manière à provoquer, par dégazage de huile du côté aspiration, et recompression du côté refoulement, un débit différent de celui que l'on obtient sans l'étranglement, permettant ainsi de transformer une pompe volumétrique à cylindrée constante en une pompe volumétrique à cylindrée pseudo-variable.Cependant, la recompression du côté refoulement est en général insuffisante et trop rapide ce qui conduit à des phenomènes de cavitation et de bullai. Parmi les pompes volumétriques rotatives à cylindrée constante, on connait des pompes telles que les pompes à palettes, à galets, ou à patins, qui ont comme caractéristique commune de réaliser sur leur pourtour, entre un rotor et un stator, une série ininterrompue de cavités de volume variable séparées individuellement les unes des autres, avec en général une lumière d'aspiration située dans le stator sur l'arc ou les arcs où le volume des cavités va en croissant, et une lumière d'échappement disposée pareillement sur l'arc ou les arcs où ce volume va en décroissant. De telles pompes sont particulièrement bien adaptées à l'utilisation de la technique de l'aspiration limitée du fait de la présence des chambres périphériques individuelles qui permettent de recomprimer séparément les divers volumes d'huile emprisonnés entre les éléments de pompage avant de produire le refoulement.Il suffit pour cela que la lumière de refoulement ne commence qu a partir de l'endroit où la réduction de volume de la capacité a été suffisante pour produire-cette recompression. La difficulté vient naturellement du fait que cet endroit varie précisément selon le taux de limitation-de l'aspiration, c'est-à-dire selon la variation du taux de dégazage, fonction directe de la vitesse de rotation de la pompe. Parmi les pompes de ce type à cylindrée constante, on connaît notamment les pompes à patins décrites dans les brevets US 3.200.752 et 4.080.124. Le but de l'invention est d'adapter les pompes du type précédent, c'està-dire les pompes volumétriques rotatives à déplacement constant comportant des chambres périphériques individuelles à volume variable, en vue de l'utí- lisation de la technique d'aspiration limitée. Pour cela l'invention consiste, tout en conservant les parties rotatives de ce type de pompe, à modifier le stator, d'une part du côté de la lumière d'admission en disposant en amont de cette lumière un étranglement qui peut être variable ou fixe, et d'autre part du côté du refoulement en remplaçant la lumière de refoulement habituelle par une série de petits orifices de refoulement individuels répartis le long de l'arc ou des arc où les cavités périphériques ont un volume décroissant, ces petits orifices de refoulement individuels étant chacun muni individuellement d'un clapet anti-retour et raccordés en parallèle sur le refoulement général, de telle manière que chacun de ces clapets ne s'ouvre pour laisser passer l'huile que si la pression dans la chambre pérpihérique à volume variable qui passe devant cet orifice est devenue leoèrement supérieure à la pression générale de refoulement. Le stator peut avantageusement être muni d'une périphérie extérieure cylindrique, ce qui permet de constituer les orifices de refoulement individuels par des trous radiaux débouchant intérieurement dans le profilage en forme de came du stator et extérieurement sur la périphérie cylindrique, les divers clapets anti-retour étant alors constitués par un simple ruban métal- lique de faible raideur qui ceinture cette périphérie cylindrique, le tout étant monté dans un carter avec séparation étanche entre le'côte aspiration et le côté refoulement. D'autres particularités de l'invention apparaitront dans la description qui va suivre dl"un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 est une coupe axiale partielle de l'ensemble selon I-I de la fig. 2; la fig. 2 est une vue extérieure du rotor et du stator; la fig. 3 est une vue de dessus de la fig. 2; èt la fig. 4 est une vue correspondant à la fig 3 dans une variante de réalisation des clapets. Comme on le voit sur les fig. l et 2, la pompe selon lvinvention comporte un arbre d'entrainement 1 claveté sur un rotor 2 qui tourne à l'in- térieur d'un stator 3s le rotor comportant des encoches 4 dans chacune-desquelles est introduit un patin 5.Pour plus de détail concernant la forme à donner à ce rotor, aux patins, et au profil antérieur 6 du stator 3, on se reportera aux brevets américains susvisés Conformément à l1invention, le stator 3 comporte, sur une partie au moins de sa longueur axiale, une périphérie cylindrique 7 et un certain nombre d'orifices de refoulement 8 constitués chacun par un trou radial débouchant dans la périphérie cylindrique 7 et dans la surface interne profilée 6.- Ces trous sont réguliùrement répartis sur l'arc, ou ici suer les deux arcs du stator, pour lesquels le volume des chambres périphériques individuelles 9 comprises entre deux patins 5 successifs va en décroissant, compte tenu du sens de rotation représenté par la flèche, espace qui est habituellement occupé par une lumière de refoulement unique. En outre, conformément à lVinventions chacun des trous 8 est muni d'un clapet anti-retour qui peut être réalisé de manière économique à l'aide d'une pièce unique constituée par un ruban métallique 10 ceinturant la périphérie 7 du stator 3. En effet, ce ruban est plaqué par la pression de refoulement à chacun des endroits où un des orifices 8 débouche dans la surface cylindrique 7, et tant que la pression en 8 n'est pas supérieure à cette pression de refoulement, ctest-à-dire tant que la recompression du gaz de l'huile contenue dans la chambre à volume variable 9 qui passe à cet instant devant le trou 8 correspondant n'a pas été complète.Au contraire, après-recompression complète des gaz, la pression devient supérieure à la pression de refoulement et donne au ruban 10 une légère déformation locale suffisante pour permettre l'échappement de l'huile. Ce ruban 10 est simplement positionné et mis sous une tension adéquate en un point de la périphérie par une goupille 11 introduite dans une fente, du stator 3 de forme appropriée. A titre de variante et comme illustré sur la fig. 4, le ruban unique 10 peut également etre découpé par des fentes en U 12 pour délimiter un certain nombre de lamelles flexibles individuelles 13 qui viennent chacune par leur extrémité refermer un des trous 8. L'ensemble du stator 3 peut lui-même etre logé dans l'alésage borgne d'un carter de pompe 14, refermé par un couvercle 15 en prévoyant dans la périphérie du stator 3, et sensiblement au milieu de sa longueur axiale, une saillie annulaire 16 comportant une gorge annulaire 17 dans laquelle vient se loger un joint torique assurant l'étanchéité au niveau de l'alésage du carter 14 entre les deux chambres annulaires 13 et 19 situées de part et d'autre de la saillie 16. ta premiere de ces chambres 18 entoure la surface cylindrique 7 et le ruban 10 et constitue le collecteur général de refoulement de la pompe en connexion avec l'utilisation de l'huile sous pression, tandis qte l'autre chambre 19 est en communication par un passage non représenté avec la lumière d'admission de type habituel également non. représenté.Cette chambre d'admission 19 est en communication avec le conduit d'aspiration 20 et c'est naturellement sur ce conduit que l'on vient placer I'etranglement, caracteris- tique de l'aspiration limitée et qui est constitué par exemple par un organe obturateur 21 déplaçable par tout moyen approprié, par exemple par une pression d'huile exercée dans la chambre de commande 22. On notera que l'etran- glement variable ainsi réalisé pourrait également être prévu fixe. Par la commande de cet étranglement variable on obtient donc par exemple pour une vitesse de rotation constante une variation du débit d'huile général de la pompe, bien que la pompe soit construite à partir- des éléments d'une pompe volumétrique à cylindrée constante. Il est important de remarquer que, grâce à la disposition selon l'invention, non seulement la pompe est relativement simple et économiqûe, mais en outre elle est extrêmement peu encombrante dans le sens axial ce qui permet de l'intégrer très facilement dans un des espaces disponibles dans le carter du moteur ou de la transmission du véhicule, par exemple comme esquissé sur la fig. 1 dans l'espace laissé au voisinage d'une part du centre d'un convertisseur de couple hydrocinétique dont l'arbre tubulaire 1 constitue précisément l'arbre et d'autre part d'un moyen d'alimentation de la transmission 15. L'invention s'appliquerait identiquement à des pompes volumétriques à chambres périphériques individuelles à volume variable d'un autre type, par exemple des pompes à galets ou des pompes à palettes ou même encore des pompes à pistons radiaux. REVENDICATIONS 1. Pompe hydraulique du type comportant un rotor (2) muni d'organes obturateurs mobiles (5) et tournant dans un stator (3) de manière à délimiter un certain nombre de chambres périphériques (9) à volume variable cycliquement mais dans des limites fixes, avec une ou des lumières d'admission reliées à une canalisation d'admission (20) et débouchant dans le stator dans l'arc ou les arcs pour lesquels les cavités périphériques (9) vont en crois- sant, et au moins un orifice de refoulement (8) disposé dans le ou les arcs du stator pour lesquels le volume des chambres périphériques (9) va en décroissant, caractérisée par le fait que la canalisation d'admission (20) comporte un obturateur (21) d'étranglement, et que les orifices de refoulement (8) sont constitués par un certain nombre de trous radiaux percés entre la surface interne (6) du stator, dans l'arc ou les arcs pour lesquels les volumes des cavités périphériques (9) vont en décroissant, et une surface périphérique cylindrique (7) située à l'extérieur du rotor, et que ladite surface périphérique cylindrique (7) du stator (3) est ceinturée par un ruban métallique (10) fixée par-tout moyen approprié de manière à pouvoir se déformer pour laisser passer l'huile ou le liquide pompé lorsque la pression de celle-ci dans l'orifice (8) correspondant est supérieure à la pression régnant dans une chambre périphérique (18) entourant ledit ruban, tout en obturant cet orifice (8) de manière étanche dans le sens contraire. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit ruban (10) comporte des découpages en U successifs (12) délimitant une série d'anches flexibles (13) contribuant chacune à assurer la fermeture d'un des orifices (8), l'ensemble du ruban unique étant fixé et indexé par un moyen approprié à la périphérie (7) du stator (3). 3. Pompe selon une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'ensemble du stator et du rotor est monté dans l'alésage borgne d'un carter (14) fermé par un couvercle (15), et que ce stator comporte à sa périphérie une saillie annulaire (16) munie d'une gorge (17) pour un joint d'étanchéité délimitant dans ledit alésage du carter (14) deux chambre (18, 19) dont une chambre annulaire (18) formant collecteur de refoulement et raccordée à l'utilisation, et une chambre annulaire (19) d'admission alimentée par ledit dispositif d'étranglement variable (21). 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le conduit d'admission (20) et le conduit de refoulement sont répartis alentour de l'alésage borgne du carter (14) de manière que l'ensemble de la pompe possède un encombrement minimum dans le sens axial.