Brevet FR2634520A1 — publié le 19900126

La présente invention concerne des perfection- nements apportés à la construction de pompes à combusti- ble, plus particulièrement des pompes à essence destinées à fournir au carburateur, sous pression réduite, le car- burant provenant du réservoir, cette pompe étant normalement immergée dans l'essence. ANTECEDENTS DE L'INVENTION De façon traditionnelle, les pompes à essence, indépendamment du fait qu'elles soient actionnées mécani- quement ou électriquement, sont situées en dehors du résçr- voir de carburant, ce qui fait que, au cours du fonctionne- ment normal du véhicule, tandis qu'il existe une surpres- sion entre la pompe et le carburateur, entre ce dernier et le réservoir il existe une dépression qui donne lieu à un effet de vaporisation de l'essence, préjudiciable pour le bon fonctionnement de l'installation. Ce problème est encore accentué si l'on tient compte du fait qu'une telle installation est soumise à des températures élevées en raison de sa proximité du moteur et à la réduction de la ventilation du compartiment dans lequel elle est logée, réduction engendrée par l'aérodyna- misme toujours plus poussé de la carrosserie. DESCRIPTION DE L'INVENTION Les perfectionnements selon l'invention sont basés, sur l'utilisation d'une pompe entraînée électrique- ment et sur l'installation de cette pompe à l'intérieur du combustible proprement dit, pour que toute l'installa- tion d'alimentation en essence du carburateur soit soumise à une certaine pression, réduisant ainsi de façon consi- dérable les problèmes de vaporisation mentionnés plus haut. Les perfectionnements, selon l'invention, per- mettent d'obtenir une pompe de volume réduit et de coût minimum, en raison de sa construction modulaire, dans la- quelle le moteur est un élément intégré dans la pompe pro- prement dite et qui constitue une pièce unique qui peut être assemblée facilement dans l'ensemble, ce qui permet d'utiliser un moteur de qualité et de prix satisfaisants fabriqué par des constructeurs spécialisés. D'autre part, la pompe présente, en plus de dimensions minimales, une fiabilité complète et maintient ses caractéristiques de fonctionnement durant une longue vie utile, tout en nécessitant un minimum de matière pre- mière. De façon plus précise, une pompe réalisée en accord avec les perfectionnements de l'invention est du type rotatif, non volumétrique, de diamètre réduit et de caractéristiques poussées de débit et pression, bien qu'elle fonctionne à un régime de rotation anormalement bas, ce qui est extraordinairement intéressant pour réduire l'usu- re du moteur et des éléments constitutifs de la pompe. A cet effet, la. pompe est de construction modu- laire, et elle comporte un moteur électrique à bas régime de rotation, qui est destiné à être relié d'un côté à un corps de pompage constitué par trois pièces, corps auquel accède le carburant à refouler, tandis que, du côté opposé le moteur électrique est relié à un corps qui sert de con- necteur électrique et de conduit d'évacuation du carburant, le tout étant situé à l'intérieur d'une carcasse tubulaire qui est fixée à cet ensemble par un rebord formé par ser- tissage à ses embouchures, pour obtenir un ensemble dans lequel tous les éléments constitutifs sont maintenus de façon parfaite après avoir été reliés axialement. Les trois pièces qui font partie du corps de pompage et qui sont reliées axialement les- unes aux autres, consistent en un corps de stator pourvu d'une tubulure axiale d'admission du carburant, -ce corps présentant inté- rieurement la forme d'une chambre cylindrique qui est reliée à la tubulure en question par un secteur tronconique et dans laquelle est logée la seconde pièce constitutive du rotor, sur laquelle est disposée la troisième et dernière pièce, qui sert de couvercle au stator, et pourvue d'un orifice axial pour l'accouplement de l'axe de sortie du moteur électrique. Le stator comporte, émergeant de son fond, une cloison annulaire qui sert d'appui pour le rotor, dont les pales, de forme trapézoidale, constituent des ailet- tes radiales de refoulement du combustible. La cloison an- nulaire est interrompue dans une zone qui coincide avec une rampe de sortie tangentielle, complémentaire d'une autre rampe disposée également tangentiellement sur le bord du couvercle du stator, cette rampe étant destinée à former la sortie d'un canal annulaire de profondeur constante, qui existe sur la surface du couvercle du stator, qui est situé en face du rotor. Le corps supérieur, auquel est relié le moteur électrique et dans lequel sont installés les moyens de con- nexion électrique de ce dernier, comporte axialement une tubulure de liaison de la conduite de refoulement du combus- tible vers le carburateur, tandis que dans des zones diamé- tralement opposées de la base du corps creux qui doit main- tenir entre les parois de sa jupe la partie supérieure du moteur électrique, jupe de préférence crénelée, il compor- te deux tiges qui servent de bornes externes pour les con- ducteurs électriques d'alimentation du moteur électrique, lesquelles, dans la zone qu'elles traversent et à l'inté- rieur de laquelle elles dépassent, présentent la forme de pinces de connexion des bornes du moteur électriques. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en élévation latérale et en section d'une pompe de refoulement de com- bustible réalisée en accord avec les perfectionnements qui constituent l'objet de l'invention; les figures 2, 2A et 2B montrent respective- ment en plan la partie supérieure, une vue en profil par- tiellement en section et une vue en plan de la partie infé- rieure du couvercle du stator; les figures 3 et 3A représentent une vue en plan et une vue de profil du stator; les figures 4, 4A et 4B représentent une vue en élévation latérale, une vue en plan et une vue en sec- tion diamétrale du corps du stator. REALISATION PREFEREE DE L'INVENTION Sur ces figures, et plus précisément sur la figure 1, on peut voir que la pompe, selon l'invention, est constituée par un corps de stator 1, à l'intérieur duquel est logé le rotor 2, qui est maintenu axialement à l'inté- rieur du stator à l'aide d'un couvercle 3, ces éléments étant reliés coaxialement. Le rotor 2 est relié à l'axe de sortie d'un moteur électrique 4 qui est maintenu à son extrémité supérieure -à l'intérieur d'un corps supérieur , lequel présente la forme d'une sorte de godet inversé, dans lequel sont situées les bornes 6 de connexion électri- que du moteur 4, l'ensemble étant contenu dans une carcas- se métallique 7, dont les extrémités sont serties pour for- mer des rebords 8 constituant des moyens de fermeture. Le corps du stator 1 est prolongé à sa partie inférieure par une tubulure d'admission 9, et entre le corps du stator 1, le rotor 2 et le couvercle du stator 3, est disposée une canalisation qui sera décrite par la suite, et qui débouche dans une chambre 10 située entre la paroi intérieure de la carcasse métallique 7 et la paroi exté- rieure du moteur électrique 4, laquelle débouche à l'in- térieur 11 d'une tubulure de sortie 12 dont est dotée la partie supérieure 5 du corps, ladite tubulure 12 est des- tinée à être reliée à une conduite correspondante ou rac- cord de canalisation du combustible vers le carburateur. Comme on peut le voir aux figures 4, 4A et 4B, le stator 1 présente immédiatement au-dessus de la tubu- lure 9, une chambre cylindrique 13 reliée au rotor 2, et à l'intérieur de cette chambre 13 est disposée une -cloi- son annulaire 14 sur laquelle repose une couronne circu- laire 15 du rotor 2 qui est prolongée par quatre pales ra- diales 16 qui constituent un premier moyen de pompage, centri- fuge-refoulant, qui aspire le- combustible à travers la tubulu- re 9 pour qu'il traverse la cloison annulaire 14 à travers une fenêtre formée en un point de cette cloison et qui est prolongée par un canal ascendant tangentiel 17, qui élève le combustible par rapport au bord supérieur de la cloison 14, et au-dessus duquel le rotor 2 comporte une pluralité de pales radiales 18, qui constituent un second moyen de pompage, exclusivement refoulant, qui oblige le combustible à se déplacer le long de la périphérie du corps du stator, dans un canal 18a prolongé par un canal 19 prévu dans le couvercle 3 du stator 1, tandis qu'à une extrémité 20 de ce canal est conformée une rampe 21, située en regard d'une rampe 22 du couvercle 3 du stator, et qui s'ouvre vers la face supérieure de ce dernier, de manière que le combustible atteigne ainsi la chambre 10. L'essence pénètre axialement dans le corps 1 du stator et elle est refoulée par la force centrifuge, exercée par les quatre pales radiales 16 dont est doté le rotor, vers le canal périphérique 18a de ce dernier, et à travers le canal ascendant 17 tangentiel. Les pales radiales 18 du secteur supérieur du rotor 2 soumettent l'essence ou le carburant à une accélération dans le canal ascendant 18a, à partir du canal 17 vers l'extrémité 20, ou depuis une extrémité 23 vers une extrémité 24 du couvercle 3, et qui correspondent aux extrémités du canal 19 de ce couver- cle, pour compléter le canal 18a du stator. L'essence sort par la rampe 21 du corps du stator et par la rampe 22 de son couvercle. Les deux rampes 21 et 22 sont situées l'une en regard de l'autre, prolongeant un même plan incliné, le stator comportant une protubérance 25 qui, au cours du montage du couvercle 3, est destinée à pénétrer dans une rainure 26 de ce dernier, de manière à caler ces deux pièces dans des positions angulaires déterminées. Un rendement élevé de la pompe est assuré si la distance entre les pales de refoulement 18, les surfaces et 27 et la surface cylindrique située entre I'extrémi- té 20 et la rampe 21 est de l'ordre de 0,1 mm. Pour éviter que l'essence passe en dérivation de la seconde phase de pompage à la première, la couronne circulaire 15 du rotor s'appuie constamment sur le bord supérieur de la cloison 14, en mettant à profit le fait que la presion de la seconde phase de pompage sur la par- tie plane du rotor est supérieure à celle de la zone des pales radiales, ce qui garantit le contact et tend à le maintenir stable. Pour réduire l'usure dans cette zone, la couronne 15 du rotor s'appuie simultanément sur le sup- port 28 du corps du stator. De façon complémentaire, quatre petits trous 29 formés dans le rotor 2 servent à réduire la différence de pression entre les deux côtés du rotor, dans le but de minimiser la pression de ce dernier contre le stator et, par conséquent, de réduire l'usure. Le corps supérieur creux 5 de la pompe comporte sur sa jupe péri- phérique quatre créneaux circulaires 30, dont le profil intérieur permet de centrer parfaitement le moteur 4 à sa partie supérieure, tout en laissant passer l'essence qui traverse la chambre 10 provenant de la rampe 22 du couver- cle du stator. Il est évident que ceci est possible du fait que le diamètre extérieur du moteur est inférieur au dia- mtre intérieur de la carcasse cylindrique, qui définit la chambre annulaire 10, comme il a été dit plus haut. Le centrage intérieur du moteur par rapport à l'ensemble stator-rotor, s'obtient en introduisant à pres- sion la partie inférieure du moteur à travers l'orifice centré 31 du couvercle du stator, l'axe du moteur étant doté à son extrémité d'accouplement au rotor, d'un ou plu- sieurs méplats qui permettent de le relier au rotor. Comme il a été dit plus haut, le corps supérieur 5, construit en matière plastique, est traversé par les deux bornes élec- triques 6 d'alimentation du moteur, lesquelles présentent à leur extrémité inférieure, la forme d'une pince 32. de liaison aux bornes 33 du moteur. Le corps supérieur comporte, également un trou d'évacuation des gaz qui permet un remplissage rapide et réduit le danger de formation possible d'un bouchon de va- peur dans la pompe. Bien entendu, l'invention n'.est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et repré- senté. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I ONS 1 - Perfectionnements apportés à la construc- tion de pompes d'alimentation en combustible, applicables particulièrement à des pompes électriques à basse pression, qui sont installées de façon à être immergées dans le ré- servoir d'un combustible d'un véhicule à moteur, pour refou- ler le combustible vers le carburateur, en assurant une surpression dans la conduite correspondante, caractérisés en ce que la pompe est de construction modulaire, et est constituée d'un corps de stator (1), d'un rotor (2) et d'un couvercle (3) de stator, ladite pompe étant agencée de ma- nière à réaliser deux types de pompage simultanément, le rotor (2) présentant deux parties, qui correspondent à deux parties du stator (1), le premier type de pompage étant centrifuge-refoulant, tandis que le second type est exclu- sivement refoulant. 2 - Perfectionnements apportés à la construction de pompes d'alimentation en combustible, selon la revendica- tion 1, caractérisés en ce que le corps du stator (1), doté d'une tubulure axiale d'admission de combustible (9), pré- sente intérieurement une chambre cylindrique (13) dans la- quelle est logé le rotor (2), cette chambre comportant deux zones de différentes hauteurs, l'une centrale et plus pro- fonde, qui contient une moitié opérative du rotor (2), et une zone annulaire périphérique et plus surélevée, dans laquelle est situé l'autre secteur du rotor, les deux zones étant séparées par une cloison annulaire (14) sur laquelle s'appuie le rotor (2), cette cloison étant interrompue en un point de sa périphérie, dans lequel est formée une rampe tangentielle et ascendante de communication (17) entre les deux zones, cette cloison constituant avec la périphérie du corps du stator et en correspondance avec une zone ex- terne, un canal qui commence dans la rampe en question et qui est terminé, après avoir parcouru toute la périphérie du stator, par une autre rampe ascendante située en face d'une troisième rampe (19) prévue dans le couvercle du sta- tor, située en face de la rampe (18a) précédente et ouver- te vers la face supérieure dudit stator, pour établir la communication entre la pompe proprement dite et une cham- bre annulaire (10) formée autour du moteur (4) et qui com- munique avec la tubulure de sortie (11,12). 3 - Perfectionnements apportés à la construc- tion de pompes d'alimentation en combustible, selon les revendications 1 et 2, caractérisés en ce que le rotor (2) comporte, d'une part, dans sa partie inférieure quatre pa- les trapézoidales (16), disposées radialement et équiangu- lairement, et, d'autre part, une couronne destinée à s'ap- puyer sur un rebord supérieur de la cloison du stator, une série de pales radiales (18) étant prévue sur ledit rotor (2) et qui coopèrent avec le canal périphérique du stator. 4 - Perfectionnements apportés à la construc- tion de pompes d'alimentation en combustible, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisés en ce que le moteur (4) constitue un élément d'une seule pièce, indépendant des autres éléments constitutifs de la pompe, l'axe de sor- tie dudit moteur (4) traversant le couvercle (3) du stator (1) et étant engagé dans un trou axial dudit rotor (2), et présentant un méplat destiné à coopérer avec un méplat dudit axe de sortie ledit moteur (4) étant fixé à son extrémité opposée à celle pourvue de l'axe de sortie par un corps supérieur (5), qui présente une configuration de godet renversé et dont la jupe périphérique est dotée d'une pluralité de créneaux qui, tout en fixant le moteur de fa- çon parfaitement co-axiale par rapport au reste des éléments, constituent des passages de communication entre la chambre annulaire (10) qui entoure ce moteur (4) et la tubulure de sortie (11,12) située dans un prolongement axial du corps supérieur (5). - Perfectionnements apportés à la construction de pompes d'alimentation en combustible, selon les reven- dications 1 à 4, caractérisés en ce que le rotor est doté de petits orifices (29) qui établissent une communication entre les deux faces de son corps pour réduire le plus pos- sible le déséquilibre de pression. 6 - Perfectionnements apportés à la construction de pompes d'alimentation en combustible, selon les revendi- cations 1 à 5, caractérisés en ce que le corps supérieur (5), le moteur électrique (4), le couvercle du stator (3), le rotor (2) et le corps du stator (1), sont assemblés co- axialement dans cet ordre et sont immobilisés de façon dé- finitive dans le sens axial grâce à l'existence d'une car- casse qui les entoure, constituée par un tube dont les ex- trémités sont serties pour former des rebords réalisés par déformation à froid, la carcasse (7) ayant un diamètre coin- cidant avec le diamètre maximum du stator (l)ds son couver- cle (3) et du corps supérieur (5), et qui est légèrement supérieur à celui du moteur électrique (4), pour constituer la chambre périphérique (10) de passage du fluide.