Brevet FR2711739A1 — publié le 19950505

POMPE DE LUBRIFICATION POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne une pompe de lubrification pour moteur à combustion interne destiné plus particulièrement à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement une pompe de lubrification permettant de réguler la pression de refoulement. Classiquement les pompes de lubrification utilisées sur les moteurs à combustion interne sont du type volumétrique, par exemple à engrenage extérieur, et sont directement entrainées par l'arbre moteur, la pression de refoulement croît donc directement avec la vitesse de rotation du moteur. I1 en résulte que lors d'un fonctionnement du moteur à haut régime, la pompe impose un débit important de refoulement de l'huile qui risque de provoquer un pression trop forte dans le circuit de lubrification. Pour éviter une montée trop importante de la pression dans le circuit de lubrification, on équipe ce dernier d'un clapet de régulation disposé en sortie de pompe qui permet d'évacuer l'huile en excès vers le réservoir d'huile. L'utilisation d'un clapet de décharge en aval de la pompe présente de nombreux inconvénients. L' implantation du clapet complique le circuit d'huile, et son fonctionnement est relativement bruyant. En outre, le clapet disposé en aval de la pompe n'influence pas la puissance d'entraînement de cette dernière qui évolue en fonction de la pression de refoulement, il en résulte donc un important gaspillage d'énergie à haut régime où une partie importante de l'huile aspirée est immédiatement retournée au réservoir. On connaît par la demande de brevet DE-A3.840.909, une pompe à engrenage à régulation de débit. Selon la technique décrite, on fait varier l'entraxe entre les deux pignons de la pompe, en fonction de la pression de refoulement, par le déplacement latéral du pignon entraîné qui repose sur un corps mobile élastiquement. Cependant, cette technique est difficile à mettre en oeuvre, car l'engrènement des pignons dont l'entraxe varie provoque l'usure des dents de pignon qui ont pour conséquence une dégradation rapide des caractéristiques de pompage de la pompe. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients de l'art antérieur exposé ci-dessus en proposant une pompe permettant de réguler la pression et le débit de refoulement de manière précise, économique et fiable. La pompe de lubrification pour alimenter en huile sous pression le circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne, selon l'invention, comporte un boîtier présentant un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement débouchant dans un évidement intérieur dans lequel sont disposés un pignon menant et un pignon mené à axes parallèles et s'engrenant mutuellement de façon à transférer l'huile de l'orifice d'aspiration à l'orifice de refoulement. Selon l'invention, la pompe de lubrification est caractérisée en ce que ledit pignon mené est monté mobile axialement à l'intérieur dudit boîtier sous l'action de moyens de manoeuvre de façon à faire varier la longueur d'engrènement des deux pignons en fonction de la valeur de la pression de refoulement de la pompe. Selon une autre caractéristique de la pompe de lubrification selon l'invention, les moyens de manoeuvre sont commandés pour diminuer la longueur d'engrènement des deux pignons lorsque la pression de refoulement est supérieure ou égale à une pression de référence prédéterminée. Selon une autre caractéristique de la pompe de lubrification selon l'invention, le pignon mené est logé libre en translation dans un alésage correspondant du boîtier, l'arbre du pignon mené étant monté libre en rotation dans deux supports d'arbre formant paliers montés à coulissement dans ledit alésage et s'étendant de part et d'autre dudit pignon mené. Selon une autre caractéristique de la pompe de lubrification selon l'invention, les moyens de manoeuvre comprennent un ressort hélicoïdal de rappel et un actionneur hydraulique commandé en fonction de la valeur de la pression de refoulement de la pompe, ce ressort et cet actionneur hydraulique exerçant une action antagoniste sur l'équipage mobile formé par le pignon mené et ses deux supports d'arbre. Selon une autre caractéristique de la pompe de lubrification selon l'invention, le ressort de rappel exerce une pression axiale sur le pignon mené tendant à maintenir l'engrènement des deux pignons sur toute leur longueur axiale. Selon une autre caractéristique de la pompe de lubrification selon l'invention, l'actionneur hydraulique comprend une chambre alimentée en liquide sous pression, ladite chambre étant définie dans ledit alésage par l'espace situé entre l'un desdits supports et l'extrémité dudit alésage lui faisant face. Selon une autre caractéristique de la pompe de lubrification selon l'invention, l'actionneur hydraulique est alimenté en huile sous pression prélévée en un point dudit circuit de lubrification situé en aval de la pompe. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description présentée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe transversale selon un plan vertical d'une pompe à huile selon l'invention la figure 2 est une vue partielle en coupe selon II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue partielle en coupe selon III-III de la figure 2. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Pour faciliter la lecture des dessins, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments d'une figure à l'autre. Conformément aux figures, la pompe selon l'invention comporte un corps de pompe ou boîtier l muni d'un évidement intérieur dans lequel sont logés un pignon menant 2 et un pignon mené 3, s'engrènant l'un dans l'autre, les axes de rotation desdits pignons étant parallèles. Le pignon menant 2 et le pignon mené 3 sont à denture droite et sont sensiblement de même longueur. L'arbre de commande du pignon menant 2 est de manière connue en soi entraîné en rotation depuis le vilebrequin non figuré. Pour simplifier l'exposé, on désigne par direction axiale, la direction parallèle aux axes de rotation des pignons et par direction radiale une direction perpendiculaire auxdits axes. L'évidement intérieur présente des parois cylindriques radiales supérieure et inférieure qui affleurent les surfaces cylindriques correspondantes décrites par les dents des pignons. Ledit évidement comprend également des parois radiales latérales avant et arrière percées respectivement d'un orifice de refoulement et d'un orifice d'aspiration. Le pignon menant 2 est immobilisé axialement dans le boîtier l tandis que le pignon mené 3 est mobile axialement dans un alésage cylindrique 6 correspondant agencé dans ledit boîtier 1. Pour ce faire, l'arbre du pignon mené 3 est monté libre en rotation dans un premier et dans un second supports d'arbre formant paliers respectivement 4 et 5 montés à coulissement dans ledit alésage 6 et s'étendant de part et d'autre dudit pignon 3. Les supports d'arbre 4 et 5 sont ajustés pour éviter toute fuite axiale de l'huile quelles que soient leurs positions axiales. Ainsi le second support 5, figuré à gauche sur la figure 2, susceptible de se déplacer devant le pignon menant 2, est muni sur toute sa longueur d'une entaille périphérique il sensiblement cylindrique permettant le passage dudit pignon menant 2. Un guide 9 correspondant est alors prévu en saillie dans l'alésage 6 pour recevoir à coulissement l'entaille Il portée par le palier 5 et éviter toute fuite axiale de l'huile à travers cette entaille 11. Sur la face latérale libre du premier support d'arbre 4 s'exerce la poussée d'un ressort de rappel 7, en appui par ailleurs contre une extrémité 14 dudit alésage 6, tandis que sur la face latérale libre du second support d'arbre 5 s'exerce la pression hydraulique de l'huile de lubrification prise en un point du circuit de lubrification non représenté en aval de la pompe et débouchant dans une chambre 8 définie dans ledit alésage 6 par l'espace situé entre ledit second support 5 et l'extrémité 15 dudit alésage lui faisant face. Le ressort hélicoïdal de compression 7 exerce une pression axiale sur le pignon mené 3 repoussant l'équipage mobile formé par les supports d'arbre 4,5 et le pignon 3 contre l'extrémité opposée 15 de l'alésage 6. Dans cette position limite l'engrènement des pignons menant 2 et mené 3 s'opère sur toute leur longueur axiale. Ainsi lorsque la pompe est au repos, le pignon mené 3 engrène le pignon menant 2 sur toute sa longueur axiale. Pendant le fonctionnement de la pompe, le moteur non représenté entraîne en rotation le pignon menant 2 via son arbre. Le pignon mené 3 engrené par le pignon menant 2 est entraîné en rotation par ce dernier. L'huile de lubrification est alors aspirée par l'orifice d'aspiration dans le logement intérieur et refoulée à travers l'orifice de refoulement dans le circuit de lubrification du moteur non représenté et dans la chambre de pression 8. Le ressort de pression 7 agit axialement sur l'équipage mobile de sorte que la longueur d'engrènement des pignons soit maximale. Lorsque la pression de refoulement de l'huile augmente, la pression exercée dans la chambre 8 par l'huile sur la tête du piston 5 augmente jusqu'à une valeur limite au-delà de laquelle l'équipage mobile se déplace axialement en comprimant le ressort de pression 7. Le déplacement axial de l'équipage mobile entraîne le déplacement axial du piston mené 3, ce qui diminue d'autant la longueur d'engrènement des pignons menant 2 et mené 3, confère figure 2, et donc la cylindrée de la pompe. La diminution de la longueur d'engrènement des pignons provoque alors une réduction du débit d'huile refoulé et donc de la pression de refoulement. Ce système permet donc de réguler la pression de refoulement et éviter qu'elle ne dépasse la valeur limite prédéterminée. Lorsque la pression exercée par l'huile sur l'équipage mobile via ledit second support 5 devient inférieure à la valeur limite, le ressort 7 rappelle le pignon 3 dans sa position initiale, ce qui augmente alors la surface d'engrènement. La valeur limite de la pression précédemment définie dépend de la pression de refoulement de la pompe et de la force de rappel du ressort 7. Il convient donc de déterminer la force de rappel en fonction de la pression de référence à partir de laquelle on souhaite réguler la pression de refoulement. Ainsi la pompe selon l'invention est autorégulatrice en pression, elle ne nécessite donc pas de clapet de décharge. La pompe selon l'invention adapte sa cylindrée au besoin du moteur, il en résulte une diminution de la puissance absorbée par cette dernière comparativement aux pompes selon l'art antérieur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Il est ainsi possible de prévoir le déplacement axial du pignon 7 par tout autre moyen que l'actionneur hydraulique précité constitué par la chambre de pression 8 exerçant sa poussée contre l'équipage mobile, par exemple par des actionneurs mécaniques ou électromécaniques coopérant avec des moyens de commande pilotés en fonction de 1 avaleur de la pression de refoulement de la pompe. Il est également possible de modifier la pression de référence selon une loi d'asservissement prédéterminée en fonction des besoins du moteur, en alimentant la chambre de pression 8 avec un liquide dont la pression est ajustée par une centrale de commande adaptée. REVENDICATIONS [l] Pompe de lubrification pour alimenter en huile sous pression le circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne, comportant un boîtier (1) présentant un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement débouchant dans un évidement intérieur dans lequel sont disposés un pignon menant (2) et un pignon mené (3) à axes parallèles et s'engrenant mutuellement de façon à transférer l'huile de l'orifice d'aspiration à l'orifice de refoulement, caractérisée en ce que ledit pignon mené (3) est monté mobile axialement à l'intérieur dudit boîtier (1) sous l'action de moyens de manoeuvre (5,8,7) de façon à faire varier la longueur d'engrènement des deux pignons (2,3) en fonction de la valeur de la pression de refoulement de la pompe. [2] Pompe de lubrification selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de manoeuvre (5,8,7) sont commandés pour diminuer la longueur d'engrènement desdits pignons (2,3) lorsque la pression de refoulement est supérieure ou égale à une pression de référence prédéterminée. [3] Pompe de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le pignon mené est logé libre en translation dans un alésage (6) correspondant dudit boîtier (1), l'arbre du pignon (3) étant monté libre en rotation dans deux supports d'arbre formant paliers (4,5) montés à coulissement dans ledit alésage (6) et s'étendant de part et d'autre dudit pignon mené (3). [4] Pompe de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de manoeuvre comprennent un ressort hélicoïdal de rappel (7) et un actionneur hydraulique (8,5) commandé en fonction de la valeur de la pression de refoulement de la pompe, le dit ressort (7) et ledit actionneur (8,5) hydraulique exerçant une action antagoniste sur ledit équipage mobile formé par ledit pignon mené (3) et ses deux supports d'arbre (4,5). [5] Pompe de lubrification selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit ressort de rappel (7) exerce une pression axiale sur le pignon mené (3) tendant à maintenir l'engrènement des pignons (2,3) sur toute leur longueur axiale. [6] Pompe de lubrification selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisée en ce que l'actionneur hydraulique comprend une chambre (8) alimentée en liquide sous pression, ladite chambre étant définie dans ledit alésage (6) par l'espace situé entre l'un desdits supports (5) et l'extrémité (15) dudit alésage (6) lui faisant face. [7] Pompe de lubrification selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que ledit actionneur hydraulique (8,5) est alimenté en huile sous pression prélévée en un point dudit circuit de lubrification situé en aval de la pompe.