Brevet FR2635831A1 — publié le 19900302

1. La présente invention concerne un système de pompe hydraulique pour entraîner un ventilateur commandé hydrauliquement, qui est destiné à être employé avec n'importe quel type de machine, y compris les mo- teurs à combustion interne. On décrit une pompe à ailettes dans le brevet japonais non publié n 271 982/1987. On décrit maintenant cette pompe de l'art antérieur en se reportant à la figu- re 6.La pompe comporte un logement 3 et une bague à came 1. Une extrémité de la bague 1 est fermée par une plaque arrière 2,qui scelle le logement 3 en formant un couvercle arrière. Dans la plaque arrière 2 est ménagé un trou de support 4 dans lequel est insérée l'extrémité en saillie 7 d'un arbre d'entraînement 6. L'arbre 6 s'étend à travers un rotor 5. L'extrémité en saillie 7 est maintenue dans le trou 5 via un roulement 8. Le couvercle arrière 2 comporte deux trous qui sont disposés symétriquement par rapport 2. au centre du trou 4 en étant éloignés de celui-ci. Des goujons 9 sont emmanchés à force dans les trous. La figure 7 représente une pompe à huile et une pompe à eau qui sont entraînées simultanément dans un moteur à combustion interne à cylindres multiples et arbre unique comme cela est proposé dans la publication n 42329/1985 des brevets japonais.Une pompe à engrenage pour de l'huile de lubrification comporte des dents 10. Une pompe de réfrigérant 11 comprend des ailettes 12. Les dents 10 et les ailettes 12 sont montées sur un arbre commun 13, qui est installé à l'intérieur du corps 14 de pompe et un corps 15. Un joint à huile 16 et un joint mé- canique 17 sont disposés entre les dents 10 et les ailet- tes 12. Pour la pompe à ailettes représentée en figure 6, la plaque arrière 2 est montée suivant le même axe que le logement 3 par deux goujons 9. Par conséquent, il est dif- ficile de monter le roulement 18 suivant le même axe que le roulement 8. De plus, il est difficile d'obtenir une rota- tion régulière. Dans le moteur à combustion interne représenté en figure 7, la pompe à huile de lubrification et la pompe à eau de refroidissement sont entrainées simultanément. Les ailettes 12 de la pompe sont montées sur l'arbre 13 de la pompe suivant un ajutage serré et par conséquent le joint mécanique 17 et le joint à huile 16 ne peuvent être déta- chés. Cela soulève des problèmes pour l'entretien du mo- teur. La présente invention a pour objet une pompe hy- draulique qui ne souffre pas des problèmes venant d'être exposés. Un objet spécifique de la présente invention est une pompe hyraulique qui ait de petites dimensions, soit économique à fabriquer, présente un agencement simple des courroies, et dans laquelle une pompe hydraulique pour un ventilateur et une pompe à eau de refroidissement pour un moteur sont entrainées sur un même arbre. 3. On atteint ces objets avec une pompe hydraulique comprenant: un corps de pompe; un couvercle de pompe ren- du coaxial avec le corps de pompe par la périphérie exté- rieure d'une plaque de butée; un premier roulement monté à l'intérieur du corps de pompe et du couvercle de pompe; un second roulement maintenu sur le corps de pompe et suppor- tant un arbre, le second roulement étant rendu concentri- que avec le premier roulement; et un joint mécanique main- tenu sur le couvercle de pompe et ayant pour effet d'assu- rer un joint entre l'arbre et le couvercle, le joint mé- canique ayant la même axe que l'arbre. Dans une caractéristique de l'invention, le se- cond roulement supportant l'arbre, la pompe hydraulique sup- portant la plaque de butée, le premier roulement sur lequel s'exerce la charge de la pompe à eau et la pompe à eau sont disposés dans cet ordre. La tension d'une poulie et la charge de la pompe hydraulique s'exercent sur l'arbre. Dans une autre caractéristique de la présente inven- tion, une roue de pompe à eau est vissée sur l'arbre. Lorsque la poulie est mise en rotation par le mo- teur, l'arbre est amené à tourner de manière à provoquer la propre rotation du rotor. Alors,il y a variation des vo- lumes des chambres cloisonnées par les ailettes. L'huile est extraite par l'intermédiaire de l'orifice d'aspiration d'huile et refoulée par l'intermédiaire de l'orifice de refoulement d'huile. La rotation de l'arbre a pour effet de faire tourner la roue de la pompe à eau. Il en résulte que l'eau est extraite par l'intermédiaire de l'orifice d'aspiration d'eau et déchargée par l'interémdiaire de l'orifice de refoulement d'eau par l'action centrifuge de la pompe. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma sous forme de blocs 4. d'un système de ventilateur entraîné hydrauliquement, com- portant une pompe hydraulique selon la présente invention; La figure 2 est un diagramme de la relation en- tre la vitesse de rotation du ventilateur représenté en figure 1 et la température de l'eau; La figure 3 est une élévation de côté en coupe de la pompe hydraulique et de la pompe à eau représentées en figure 1; La figure 4 est une vue partielle en coupe des pom- pes représentées en figure 3, telle qu'elle est vue à partir de la direction représentée par la flèche A; La figure 5 est une coupe prise le long de la ligne B-B de la figure 3; La figure 6 est une élévation de côté en coupe d'une pompe à ailettes de l'art antérieur; et La figure 7 est une élévation de côté en coupe d'un moteur à combustion interne multicylindres à un seul arbre de l'art antérieur. En figure 1, on a représenté un système de venti- lateur entraîné hydrauliquement selon la présente invention. Le système comprend une pompe hydraulique 20, un moteur 21, un moteur hydraulique 22, un ventilateur 23, un radiateur 24, un ensemble 25 de commande électrique, une soupape 26 de com- mande hydraulique, et une pompe à eau 27. La pompe hydrauli- que 20 est amenée à produire une pression hydraulique par la force motrice produite par le moteur 21. La pression est fournie au moteur hydraulique 22 de manière à faire tour- ner le ventilateur 23, dans le but de refroidir le radia- teur 24. Ainsi, il y a refroidissement du moteur 21. La température de l'eau dans le radiateur 24 refroidi par le ventilateur 23 est détectée par un capteur de température d'eau (non représenté). Le signal sortant du capteur est appliqué à l'ensemble 25 de commande électrique (ECE), qui commande la soupape 26 en fonction de son signal d'en- trée. De cette façon, la pression hydraulique fournie par 5. la pompe 20 se trouve contrôlée, et il en est de même de la vitesse de rotation du moteur 22. La pompe à eau 27 et la pompe hydraulique 20 sont montées sur un arbre com- mun (non représenté). La pompe à eau 27 extrait l'eau du radiateur 24 et l'entraîne vers le moteur 21 de manière à le refroidir comme on l'a décrit ci-dessus. Le circuit de la pompe à eau 27 se présente sous une forme bien con- nue. La figure 2 représente la caractéristique de la vites- se de rotation du ventilateur 23. On décrira maintenant en détail la pompe hydrauli- que 20 et la pompe à eau 27 en liaison avec les figures 3-5. Une poulie 28 entraînée par courroie est fixée à un siège par des boulons 29. La poulie 28 et le siège 30 peuvent être en une pièce. Le siège 30 est relié à un arbre 33 par une clavette 31, un écrou 73, et une rondelle 32. L'arbre 33 est maintenu en rotation par des roulements 34 et 35. Des circlips 36 et 37 sont montés aux extrémités opposées du roulement 34 pour limiter les mouvements de l'arbre 33 vers l'avant et vers l'arrière par rapport à un corps de pompe 38 qui présente une chambre creuse 39 ayant un fond. La chambre 39 s'étend jusqu'à une extrémité du corps de pompe 38. Un rotor 41 est monté dans la chambre creuse 39, et une multitude d'ailettes 40 s'étendent radialement à partir du rotor 41 de manière à pouvoir coulisser. Une ba- gue à came 42, une plaque de butée 43, une plaque de com- pression 44, et une rondelle ondulée 45 sont montées sur la surface intérieure de la chambre 39. La bague 42 pré- sente des surfaces à came 42a et 42b qui sont placées en relation diamétralement symétrique l'une par rapport à l'autre. Les extrémités avant des ailettes 40 sont en contact coulissant avec les surfaces 42a et 42b. La pla- que de butée 43 et la plaque de compression 44 sont en contact étroit avec les extrémités opposées de la bague 42 de manière à fournir une multitude de chambres de pompage 6. qui sont cloisonnées par les ailettes 40. Le rotor 41, la bague 42, la plaque de butée 43, et la plaque de compres- sion 42 sont maintenus en place par un couvercle de pompe 47 qui est fixé rigidement à une extrémité du corps de pom- pe 38 au moyen de boulons d'assujettissement 46. La rondel- le ondulée 45 appuie la plaque de butée 43 contre la bague 42 de manière à maintenir la bague 42, les plaques 43, 44 et le couvercle de pompe 47 en aboutement les uns avec les autres. Le couvercle de pompe 47 coopère avec le joint à huile 48 pour fermer l'extrémité extérieure ouverte de la chambre creuse 39 à l'intérieur du corps de pompe 38, formant ainsi un c6té du corps. Le couvercle de pompe 47 présente un trou 49 ayant des parties en gradin 49a, 49b, 49c. Une extrémité de la plaque de butée 43 est insérée dans le trou 49a de manière à maintenir le corps de pompe 38 et le couvercle de pompe 47 suivant le même axe. Un joint à huile 38 et un joint mécanique 50 sont insérés dans les trous 49b et 49c, respectivement. La pompe à eau 27 compor- te un diffuseur 51 et un orifice de refoulement d'eau. L'autre extrémité du couvercle de pompe 47 fait partie du diffuseur 51 et de l'orifice de refoulement d'eau et fonctionne comme corps de la pompe à eau. le roulement 35 est inséré dans le centre de la plaque de butée 43 en rela- tion concentrique avec la périphérie extérieure. Des orifi- ces d'aspiration 52 et 53 sont pratiqués dans les surfa- ces des plaques 43 et 44 qui sont en aboutement avec le rotor 40, correspondant à la réalisation de la course de dilatation de la chambre de la pompe. Des orifices d'échappement 54 et 55 sont ménagés dans ces surfaces correspondant à la réalisation de la course de zompres- sion par la chambre de la pompe. Les orifices d'aspiration 52 et 53 débouchent dans une rainure 58 formée dans la surface extérieure de la bague à came 42, la rainure 58 communiquant avec une 7. chambre à huile 57 via un orifice d'aspiration d'huile 56. Les orifices de refoulement 54 et 55 communiquent avec un orifice de refoulement d'huile 59 qui est maintenu en com- munication avec un orifice de refoulement d'huile 60. L'ori- fice de refoulement 59 est relié fonctionnellement à l'orifi- ce d'aspiration d'huile 56 via la soupape 26 de contrôle de pression qui est commandée par un solénoide 61. Des trous de retour d'huile 63 et 64 sont disposés sur le côté huile des joints à huile 48 et 62 respectivement, et communiquent avec la rainure 58 ménagée dans la surface extérieure de la bague 42,la rainure 58 communiquant avec les orifices d'aspi- ration 52 et 53 pour éviter l'application d'une haute pres- sion aux joints à huile 50 et 62. Le diffuseur 51 de la pompe à eau 27 communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un trou de drainage 65. Le joint mécanique 50 rend étan- che le trou 65 et un autre trou 66 communiquant avec l'at- mosphère afin d'éviter les fuites d'eau. Une roue 67 est fixée solidement par un écrou 68 à l'autre extrémité de l'arbre 33. Un couvercle 69 de pompe à eau est relié au cou- vercle de pompe 47 via une garniture 70. Des portions d'un orifice d'aspiration d'eau 71, du diffuseur 51 et d'un ori- fice de refoulement d'eau 72 sont formées dans le couvercle 69. Le rotor 41 est engagé dans une cannelure 73 montée à mi-distance entre les roulements 34 et 35 maintenant l'ar- bre 33 et tourne avec l'arbre. Dans le fonctionnement du système de ventilateur, le moteur 21 fait tourner la poulie 28 de manière à mettre l'arbre 33 en rotation. Alors, le rotor 41 est animé d'un mouvement de rotation de manière à faire varier les volumes des chambres de pompage cloisonnées par les ailettes 40. L'huile est extraite par l'intermédiaire de l'orifice d'aspiration d'huile 56 et déchargée à partir de l'orifice de refoulement d'huile 60 par l'intermédiaire de l'orifice de refoulement d'huile 59. A ce moment là, le solénoide 61 est commandé de façon que la soupape 26 de contrôle d'huile 8. soit animée d'un mouvement de va-et-vient de manière à placer l'orifice de refoulement d'huile 59 en communica- tion avec un trou de libération 74. De cette façon, il y a contrôle de la pression délivrée. La rotation de l'arbre 33 fait tourner la roue 67 de la pompe à eau de manière à extraire l'eau par l'intermédiaire de l'orifice d'aspira- tion d'eau 71 sous l'effet de la pompe centrifuge. L'eau est déchargée à partir de l'orifice de refoulement d'eau 72. Le système perfectionné de ventilateur qu'on vient de décrire ne nécessite aucun goujon, lesquels étaient nécessaires dans l'art antérieur pour rendre plus régulière la rotation des roulements. Comme tous les trous axiaux peuvent être usinés suivant le même axe, il y a amélioration de la précision de l'usinage En outre, on peut fabriquer le système de manière économique et dans de petites dimensions. De plus, la pompe hydraulique et la pompe à eau utilisent le roulement commun, réduisant ainsi le nombre des roulements de un, par rapport au système de l'art antérieur. De plus, seul un arbre est nécessaire. En outre, la roue, le joint mécanique et les autres parties qui peuvent être l'objet d'un entretien peuvent être démon- tés assez facilement. Le système nouveau présente donc des avantages divers. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 9. REVENDICATIONS 1 - Système de pompe hydraulique (20, 27) pour un système (23) de ventilateur entraîné hydrauliquement, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps (38) de pompe; - un couvercle (47) de pompe qui a le même axe que le corps (38) de pompe grâce à la périphérie extérieu- re d'une plaque de butée (43), - un premier roulement (35) monté à l'intérieur du corps (381 de pompe et du couvercle (44) de pompe; - un second roulement (34) fixé au corps (38) de pompe et supportant un arbre (33), ce second roulement (34) étant rendu concentrique avec le premier roulement (35), et - un joint mécanique (50) maintenu sur le couver- cle (54) de pompe et fournissant un joint entre l'arbre (33) et le couvercle (47) de pompe, le joint mécanique (50) ayant le même axe que l'arbre (33). 2 - Système de pompe hydraulique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le second roulement (34) supportant l'arbre (33) et recevant la tension d'une poulie et la charge de la pompe hydraulique, une pompe hydraulique (20) supportant la plaque de butée (43), le premier roule- ment (35) recevant la charge d'une pompe à eau (27) et la pompe à eau (27) sont disposés suivant cet ordre. 3 - Système de pompe hydraulique selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une roue (67) de pompe à eau est vissée à l'arbre (33).