Brevet FR2618187A1 — publié le 19890120

La présente invention est relative a une pompe élec- trique pour liquides, en particulier pour l'alimentation en carburant des moteurs endothermiques. Comme il est connu, les pompes du type sus-indiqué, actuellement dans le commerce, comprennent un rotor du type à ailettes, entrainé par un moteur électrique à courant conti- nu, de type conventionnel, à balais. Ces pompes sont ins- tallées dans le circuit d'alimentation de carburant, à l'extérieur du réservoir ou à l'intérieur de celui-ci et, ordinairement, on fait circuler le carburant a la sortie du rotor dans le moteur électrique, essentiellement en vue du refroidissement et de la lubrification. Les pompes décrites plus haut présentent quelques in- convénients, tant dûs aux caractéristiques propres du rotor à ailettes que dûs à l'utilisation du moteur électrique à balais qui, par suite de l'usure progressive des balais, provoque des encrassements et des obstructions possibles dans le circuit d'alimentation de carburant et impose en outre des limitations à l'utilisation dudit carburant, lequel en traversant le petit moteur, ne doit pas provoquer de risque d'incendie ou d'explosion. Le but de la présente invention est celui de réaliser une pompe électrique pour liquides qui serait dépourvue des- dits inconvénients et qui donc posséderait un rendement élevé, une longue durée, tout en étant de construction simple, de coût réduit et de haute fiabilité et polyvalence d'emploi. D'autres- buts et avantages de la présente invention apparaitront dans le cours de la description qui suit. A la base de la présente invention, il est réalisé une pompe électrique pour liquides, comprenant une chambre essentiellement cylindrique, dans laquelle est installée une première partie essentiellement cylindrique d'un rotor entraine par des moyens moteurs et comprenant une seconde partie dans laquelle il est réalisé un trou axial à la partie inférieure, en communication hydraulique avec un réservoir de liquide et, à la partie supérieure, s'étendant jusqu'à ladite première partie, o il est en communication hydraulique avec au moins un trou axial réalisé dans ladite première partie et ouvert vers ladite chambre, pourvue au moins d'un orifice de sortie, caractérisée en ce que lesdits moyens moteurs com- prennent un petit moteur électrique à commutation électroni- que (sans balais). Pour une meilleure comprehension de la présente in- vention, il est décrit maintenant, essentiellement à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation-préférée en faisant référence aux dessins joints dans lesquels: Fig.l est une vue latérale en coupe d'une pompe réalisée selon les détails de la présente invention, Fig.2 est une vue d'une partie d'extrémité de la pompe de Fig.l, selon un plan perpendiculaire à celui de la Figure 1, Les Figs.3 et 4 sont des vues, respectivement, supé- rieure et latérale d'un élément composant externe du rotor de la pompe de la Fig.l, La Fig.5 est une vue en coupe d'un plan de tracé V-V de l'élément constituant de la Fig.4, La Fig.6 est une vue latérale en coupe de deux élé- ments séparés constitufis du rotor de la pompe de la Figu- re 1, La Fig.7 est une vue en coupe partielle des compo- sants de la Fig.6 à l'état monté, la Fig.8 est une vue de dessus de l'un des-composants de la Fig.6, et la Fig.9 est une vue en coupe selon le plan IX-IX de l'élément constituant la Figure 8. En se référant à la Fig.l, la référence indique la pompe électrique de la présente invention, laquelle comprend un corps extérieur commun 2, de forme cylindrique, un rotor 3 et un petit moteur électrique 4 du type à commutation électronique, c'est-à-dire sans balais. Le rotor 3 est du type décrit dans la demande de brevet 67.144- A/86, déposée le 25 février 1986 par la demanderesse et dont la teneur est incorporée dans le présent document pour sim- plifier les références pour ce qui concerne les parties nécessaires. Ce corps extérieur 2 est judicieusement réalise en matière plastique et forme une grande chambre intérieure 5 pour le logement du petit moteur 4 et ladite chambre est ou- verte à la partie inférieure pour l'insertion du rotor 3. A la partie supérieure de ce corps extérieur 2, est prévu une paroi de fermeture 6 d'o part, en en faisant partie intégrante, une section de tuyau extérieur 7 qui met en communication la chambre intérieure 5 avec l'extérieur. Cette paroi 6 forme, à la partie inférieure, une paroi elliptique interne 8 qui définit, de son côté, une cavité interne 9 pour le logement étanche, par l'interposition d'un joint annulaire , d'une partie d'extrémité 11 du moteur électrique 4. Dans cette partie d'extrémité 11, est logé le bloc de commande et de contrôle du moteur 4, et font saillie de celle-ci deux vis 12 qui sortent à l'extérieur du corps 2, au travers de la paroi 6, et constituent les bornes d'alimentation du moteur 4. La paroi 6 forme en outre, à la partie supérieure, une cloison de séparation 13 qui est interposée entre les deux vis 12 pour éviter les contacts électriques accidentels entre celles-ci. A l'autre extrémité, le moteur électrique 4 présente une partie 15 de forme tronconique à section décroissante, qui est introduite dans la chambre d'une partie tronconique 2618-187 correspondante 16 a section croissante vers le haut, appartenant à une première partie 17 qui, conjointement avec la seconde partie 18, constitue le corps extérieur du rotor 3. Cette première partie 17 présente donc une paroi latérale 19 qui définit une chambre intérieure 20 du rotor 3 et de cette paroi 19 part intégralement à la partie supérieure une paroi plane 21 dans la zone centrale de laquelle est donc - solidarisée, vers le haut, une partie cylindrique 22 ayant un trou cylindrique interne 23 qui, de son côté, forme dans - 10 le parcours supérieur, la partie tronconique 16, évasée vers le haut. Entre la partie cylindrique 22 et la paroi plane 21 sont réalisées d'une seule pièce quatre cloisons de sépara- tion 24, de forme triangulaire et espacées de façon égale à . La paroi latérale 19 forme donc à sa base un socle annu- laire extérieur 25 sur la face inférieure de laquelle est appuyée une partie supérieure périphérique d'un disque annu- laire 26 appartenant à la seconde partie 18 et définissant la partie inférieure de la chambre 20; cette seconde partie 18 forme ainsi d'une seule pièce vers le bas une zone cylindrique 28, coaxiale à la zone cylindrique 22 supé- rieure de la première partie 17. Cette zone cylindrique inférieure 28 de la seconde partie 18 présente intérieurement un orifice cylindrique 29 qui s'élargit ultérieurement vers la zone inférieure en un didrmètre plus grand. Dans cet ori- fice 29 est disposéeune zone cylindrique inférieure 30 de la paroi tournante du rotor 3, laquelle est solidaire d'une zone centrale 31 de forme sensiblement cylindrique, qui est contenue dans la chambre 20. De cette zone centrale 31 est solidaire vers le haut une zone cylindrique 32 qui est disposée coaxialement dans le trou 23 de la zone 22 et qui présente une cavité profilée 33 dans laquelle est accouplée angulairement une extrémité profilée correspondante 34 d'un petit arbre de rotation du moteur électrique 4 qui fait saillie de la zone d'extrémi- té 15. A l'intérieur de la zone inférieure 30, est réa- lisé un trou 35 de section décroissant légèrement de façon progressive vers le haut, qui débouche dans une cavité cen- trale 36 (visible par exemple sur les Fig.6 à 9) de la zone centrale 31 du rotor 3; des trous radiaux 37, de section croissant progressivement vers l'extérieur de la - portion 31 sont en communication avec cette cavité 36 et débouchent ensuite dans la chambre 20 dans laquelle ladite portion 31 est logée. Comme ceci est bien visible sur les Fig. 6 à 9, la partie tournante du rotor 3 est constituée par deux parties et 41, toutes deux réalisées en matière plastique par estampage et qui forment, respectivement, une moitié de la zone centrale 31 séparée par -des plans perpendiculaires à l'axe dudit rotor 3 et, dans un cas,la zone cylindrique supérieure 32, et, dans l'autre, la zone cylindrique inférieure 30. En particulier, les deux parties 40 et 41 s'ajustent parfaitement entre elles, avec la zone centrale plane 38 et avec- les zones plus extérieures, 42 et 43 res- pectivement, qui sont à des hauteurs différentes et défi- nissent, respectivement, des saillies et des cavités, alter- nées entre les trous 37 le long du périmètre de l'une des- dites parties 40 ou 41 et sont réalisées spéculairement sur les zones qui se font face desdites parties- 40 et 41. Les trous radiaux 37 sont en outre réalisés par moitié au dessus et au dessous, respectivement, sur les parties 40 et 41. Ces parties 40 et 41 présentent chacune, en position diamétrale- ment opposée, un ergot cylindrique correspondant 44 et un trou correspondant 45, de telle sorte que lesdits ergots 44 peuvent être introduits dans les trous 45 et assemblés-à ch'ud pour déterminer un blocage stable entre lesdites par- ties 40 et 41, comme on le voit sur la Fig.7. Cornme on le voit ensuite sur la Fig.l, le socle annulaire 25 de la première partie 17 d- la partie externe du rotor 3 est bloqué conjointement avec la portion périmétrique extérieure de la seconde partie 18, dans une zone termina- le 46 de diamètre supérieur à celui du corps extérieur 2, qui présente un bord terminal 47 qui est calé a chaud vers l'intérieur sur le fond du disque annulaire 26 de la seconde partie 18 afin ainsi de bloquer lesdites deux parties 18 et 17 dans le corps 2 et contre un épaulement annulaire 48 de cette zone inférieure 46. Cet épaulement 48 présente ensuite un petit ergot surbaissé 49 qui est apte a se loger dans une cavité correspondante 50, réalisée dans le socle annulaire 25 de ladite première partie 17. Ces première partie 17 et seconde partie 18 sont i5 toutes deux réalisees en matière plastique par estampage, et la première partie 17, comme on peut le voir sur les fig.3 à , présente en position diamètralement opposée a la zone de cette cavité 50, une épaisseur accrue du socle annulaire 25 vers l'intérieur de la chambre 20. Cette zone d'épaisseur accrue, désignée par 51, est séparée annulairement de la portion contiguë dudit socle 25 par deux creux 52; ladite zone 51 vers lesdits creux 52, présente deux parois inclinées 53 qui font saillie à la partie supérieure au travers de deux fenêtres 54 qui sont réalisées dans une portion surbaissée 55 de la paroi plane 21 de la partie 17; en regard de cette zone surbaissée 55, sont réalisées en outre des zones frontales 56 des fenêtres 54 (visibles sur la Fig.4). Dans le fonctionnement de la pompe électrique 1 de la présente invention, le moteur électrique 4 est alimenté par les connexions électriques aux vis 12 qui par suite, par le bloc de commande contenu dans la zone 11, commandent de façon classique pour un moteur à commutation électronique, le passage du courant dans les bobinages statoriques, en consé- quence de quoi on obtient la rotation du moteur à aimants permanents qui, par l'intermédiaire de la zone d'extrémité 4 de l'arbre, commande la rotation de la zone centrale 31 du rotor 3. On obtient par suite une aspiration du liquide de l'orifice intérieur 35 de la zone 30 et le refoulement de celui-ci par les trous radiaux 37 dans la chambre 20, ce qui fait que par les fenêtres 54, il parvient dans la cavité interne 5, refroidissant ainsi le moteur électrique 4, et sortant par la section de tuyau extérieur 7, vers le circuit d'alimentation. Les avantages obtenus avec la pompe électrique de la présente invention sont évidents de ce qui a été décrit; en fait, aux avantages dérivant de l'adoption du rotor 3 à trous radiaux et de l'action centrifuge, déjà décrits en se réfé- rant à la susdite demande de brevet, déposée le 25 février 1986 par la demanderesse on a aussi l'avantage que l'utilisation du moteur électrique 4 sans balais permet d'éviter les risques d'explosion ou d'incendie, grâce à l'absence d'organes électriques en commutation par l'effleurement du liquide pompe et on élimine en outre les causes de détérioration constituées par les fragments de charbon qui sont entrainés dans le circuit d'alimentation de liquide. En outre, par l'adoption de ce moteur électrique 4 à commutation électronique, la pompe 1 peut être adoptée pour l'alimentation de n'importe quel type de carburant, par exemple le gazole ou l'alcool. La pompe 1 décrite, est en outre particulièrement silencieuse et peut être réalisée de façon simple et donc économique grâce à l'utilisation d'organes composants en matière plastique, par estampage. Il apparaît enfin clairement qu'il est possible d'apporter à la forme de réalisation décrite dans la présente. invention diverses modifications et variantes qui ne sortent pas du cadre de l'idée inventive qu'elle contient. REVENDICATIONS 1. Pompe électrique (1) pour liquides, compre- nant une chambre (20) essentiellement cylindrique, dans laquelle est disposée une première zone (31) essen- tiellement cylindrique d'un rotor (3) actionné par des moyens moteurs (4) et comprenant une seconde zone (30) dans la- quelle est réalisé un trou axial (35), en communication hydraulique a la partie inférieure avec un réservoir (60) de liquide et s'étendant, à la partie supérieure, jusque dans ladite première zone (31) o il est en communication hydraulique avec un trou radial (37) au moins, ménagé dans ladite première zone (31) et ouvert vers ladite chambre (20) pourvue d'un orifice de sortie (54) au moins, caracté- risee en ce que lesdits moyens moteurs (4) comprennent un petit moteur électrique à commutation électronique (sans balais). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle possède un corps extérieur (2) en forme de conteneur pour ladite pompe (3) et lesdits moyens moteurs (4) ; ledit orifice de sortie (54_) étant en communication hydraulique avec un creux intérieur (5) dudit corps conteneur (2) dans lequel sont logés lesdits moyens moteurs (4), ledit creux intérieur (5) étant en communication hydraulique'avec l'extérieur dudit corps conteneur (2) par l'intermédiaire d'une tuyauterie (7) d'acheminement extérieur dudit liquide. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisee en ce que ledit corps conteneur (2) présente au moins une zone (8) de passage étanche pour les moyens d'alimentation électrique (12, 11) desdits moyens.moteurs (4). 4. Pompe'selon la revendication 2 ou 3, caracté- risée en ce que ledit corps conteneur (2) reçoit de façon étanche par rapport à ladite chambre interne (5) un corps extérieur (17, 18) pour ledit rotor (3), définissant ladite chambre (20) sensiblement cylindrique. 5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit corps extérieur dudit rotor (3) est réalisé en deux parties (17, 18). 6. Pompe selon la revendication 4 ou 5, caracté- risée en ce que ledit orifice de sortie (54) de ladite chambre (20) est réalisé dans la zone supérieure (17) dudit corps extérieur dudit rotor (3). 7. pompe selon l'une des précedentes revendica- tions, caractérisée en ce que l'élément tournant dudit rotor (3) est réalisé en deux parties (40, 41) délimitées par au moins un plan essentiellement perpendiculaire à l'axe dudit rotor (3) et définissant chacun d'eux une demi-partie des- dits trous radiaux (37) réalisés dans ladite première partie (31). - 8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites deux parties (40, 41) présentent des ergots (44) et des trous (45) susceptibles d'être accouplés pour la fixation réciproque. 9. Pompe selon l'une des précédentes revendica- tions, caractérisee en ce que ledit liquide est un carburant d'alimentation pour un moteur de véhicule.