Brevet FR2726040A1 — publié le 19960426

" Ensemble pour refouler du carburant depuis un réservoir vers un moteur à combustion interne, avec une pompe de refoulement de type multicellulaire à galets " L'invention concerne un ensemble pour refouler du carburant à partir d'un réservoir vers un moteur à com- bustion interne, avec une pompe de refoulement du type pompe multicellulaire à galets entraînés en rotation par un moteur électrique d'entraînement, pompe dans la chambre de laquelle, qui est limitée par une plaque de base, la paroi de l'alésage d'une bague intermédiaire et une plaque de re- couvrement, tourne un rotor en forme de disque intermé- diaire, avec plusieurs galets guidés par le rotor chacun dans une rainure radiale, les galets étant pressés par suite de la force centrifuge quand le rotor de la pompe tourne sur la paroi de l'alésage de la bague intermédiaire faisant office de piste de roulement et dans ce cas délimi- tant respectivement entre deux galets voisins une chambre de travail dans la chambre de la pompe, ainsi qu'avec un orifice d'aspiration, disposé dans la zone des chambres tournantes de travail de la pompe, dans la plaque de base et avec une zone de fente étroite, disposée dans le sens de rotation du rotor de la pompe entre l'orifice sous pression et l'orifice d'aspiration entre la paroi de l'alésage de la bague intermédiaire et la surface périphérique du rotor de la pompe. Dans le cas d'un ensemble de refoulement de ce type, connu par le document DE-28 35 457 un moteur d'en- traînement entraîne en rotation un rotor de pompe, consti- tué sous la forme d'un disque à rainures, d'une pompe de refoulement du type des pompes multicellulaires à galets à l'intérieur d'une chambre de pompe. La chambre de pompe est dans ce cas limitée par une plaque de base et une plaque formant couvercle dans le sens axial et dans le sens radial par la paroi d'un alésage d'une bague intermédiaire serrée entre la plaque de base et la plaque formant couvercle. La délimitation intérieure de la chambre de la pompe a lieu au moyen de la surface périphérique du rotor de la pompe, qui est disposé dans la chambre de la pompe d'une façon telle que son axe de rotation se trouve excentré par rapport à l'axe de la paroi de l'alésage de la bague intermédiaire, de telle sorte que l'on a une chambre de travail de pompe tournante, en forme de faucille, qui est divisée en plu- sieurs chambres de travail de la pompe par les galets qui sont guidés dans les différentes rainures radiales du rotor de la pompe et qui reposent quand la pompe est en marche du fait de la force centrifuge sur la paroi de l'alésage de la bague intermédiaire, les chambres de travail de la pompe balayant pendant la rotation alternativement un orifice d'aspiration dans la plaque de base et un orifice sous pression dans la plaque formant couvercle. Dans ce cas, la pression du carburant, entrant par l'orifice d'aspiration dans la chambre correspondante de travail de la pompe, augmente après l'émission hors du recouvrement avec l'orifice d'aspiration par suite de la réduction du volume de la chambre de travail de la pompe, causée par l'excentricité du rotor de la pompe pendant sa rotation dans la chambre de la pompe, le carburant sous pression s'écoule dans l'orifice sous pression après la commande de l'ouverture de celui-ci et est ramené par une conduite sous pression au moteur à combustion interne à alimenter. Entre l'extrémité de l'orifice sous pression et le début de l'orifice d'aspiration on forme dans ce cas une zone de fente étroite entre le rotor de pompe monté de fa- çon excentrée et la paroi fonctionnant comme surface de roulement de la bague intermédiaire, dans laquelle les chambres de travail de la pompe présentent leur plus petit volume pendant la rotation. Cette zone de fente étroite doit dans ce cas empêcher un écoulement excessif de carbu- rant depuis le côté sous pression vers le côté aspiration, écoulement excessif qui influence négativement le rendement de la pompe, et doit en conséquence être réalisée avec des dimensions très faibles, ce qui a toutefois pour consé- quence un coût élevé de fabrication compte tenu de la pré- cision à observer pour les pièces constitutives. En outre, la pompe de refoulement de l'ensemble connu de refoulement présente l'inconvénient que les chambres de travail de la pompe passant à travers la fente étroite émergent de leur recouvrement avec l'orifice sous pression seulement à un instant o elles ont déjà dépassé par leur autre extrémité l'orifice d'aspiration, ce qui a pour conséquence des exi- gences très élevées en ce qui concerne l'étanchéité de la fente étroite. Avantages de l'invention. L'ensemble de refoulement de carburant selon l'invention est caractérisé en ce que la chambre correspon- dante de travail de la pompe commande l'ouverture de l'ori- fice d'aspiration en passant à travers la zone de la fente étroite seulement après avoir complètement émergé du recou- vrement par l'ouverture sous pression. L'ensemble de refoulement de carburant selon l'invention a par rapport à l'état de la technique l'avan- tage que la zone de la fente étroite entre l'extrémité de l'orifice sous pression et le début de l'orifice d'aspira- tion est réalisée d'une manière telle que les chambres de travail de la pompe qui passent à travers celle-ci dépas- sent d'abord l'orifice d'aspiration, quand elles ont com- plètement émergées du recouvrement avec l'orifice sous pression (recouvrement positif). Dans ce cas on soutient l'effet d'étanchéité sur la fente étroite grâce au fait qu'il se trouve alors toujours au moins un galet dans la fente étroite, dont l'appui sur la paroi de l'alésage de la bague intermédiaire permet d'augmenter considérablement l'effet d'étanchéité dans la zone de la fente étroite, sans augmenter dans ce cas le coût de fabrication en ce qui con- cerne la précision. Dans ce cas, on doit constituer la fente étroite en modifiant les temps de commande du début et de la fin du refoulement, c'est-à-dire en modifiant la posi- tion des orifices sous pression et d'aspiration d'une ma- nière avantageuses de telle sorte que les différentes chambres de travail de la pompe soient découplées lors du passage de la zone de pression à la zone d'aspiration sur un angle de rotation d'environ 20 des orifices de pression et d'aspiration lors du franchissement de la zone de la fente étroite. Une autre conséquence avantageuse de la modifi- cation des temps de commande réside dans le fait que la va- riation dans le temps du volume des chambres de travail de la pompe à l'instant de l'émersion hors du recouvrement avec l'orifice sous pression et à l'instant du début du re- couvrement avec l'orifice d'aspiration est presque nulle, ce qui a pour conséquence une minimisation de la pulsation du carburant et de cette façon une réduction des émissions de bruit. Une autre possibilité de configuration de l'en- semble de refoulement selon l'invention en particulier lors de son utilisation à l'intérieur d'un réservoir de carbu- rant est la disposition d'un perçage de dégazage partant de la chambre d'aspiration dans la fente étroite, disposition grâce à laquelle les bulles de gaz qui se trouvent à cet endroit peuvent être évacuées, ce qui réagit avantageuse- ment d'une manière connue sur les conditions d'écoulement dans la pompe de refoulement en particulier dans le cas o le carburant s'est échauffé. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe à travers l'en- semble de refoulement avec le moteur d'entraînement et la pompe de refoulement et, - la figure 2 montre une représentation de la pompe de refoulement de la figure 1. Description de l'exemple de réalisation Dans le cas de l'ensemble de refoulement de carburant représenté à la figure 1 on a monté dans un car- ter commun 5 une pompe de refoulement 1 avec un moteur d'entraînement électrique 3, qui entraîne celle-ci en rota- tion. Ce carter 5 présente à l'une de ses extrémités un ajutage d'aspiration 7 qui débouche dans un réservoir de carburant, non représenté, et à son autre extrémité un aju- tage sous pression 11, qui contient une soupape de pression 9, ajutage de pression auquel est raccordée une conduite de refoulement, également non représentée plus en détail, qui va à un moteur à combustion interne. La pompe de refoulement 1, qui est constituée sous la forme d'une pompe multicellulaires à galets, s'ap- puie dans ce cas par une plaque de base 13 dans le carter 5 et divise celui-ci dans ce cas en une chambre d'aspiration , qui est raccordée à l'ajutage d'aspiration 7, et une chambre sous pression 17, qui mène à l'ajutage sous pres- sion 11, le moteur d'entraînement 3 étant disposé dans la chambre sous pression 17 et parcourue par le carburant. Dans la plaque de base 13 est fixé un axe 19, sur lequel est monté de façon à pouvoir tourner un induit 21 du moteur d'entraînement 3 et également un rotor, en forme de disque, de la pompe de refoulement 1, l'induit 21 et le rotor de pompe 23 étant reliés l'un à l'autre par une pièce d'accouplement 25. Le rotor de pompe 23 en forme de disque 23 tourne dans ce cas, comme on peut le voir aussi sur la figure 2, de façon excentrée dans un alésage 27 d'une bague intermédiaire 29, qui est recouverte sur l'un de ses côtés par la paroi frontale, tournée vers elle, de la plaque de base 13 et sur son autre côté par une plaque de recouvrement ou une plaque d'appui 31. Dans ce cas la paroi frontale de la plaque de base 13, la paroi de l'alé- sage 27 de la bague intermédiaire 29 et la paroi frontale de la plaque de recouvrement 31 délimitent une chambre de pompe 33 de forme cylindrique, dans laquelle tourne le ro- tor de la pompe 23, monté de façon excentrée et qui peut être relié au moyen d'un orifice d'aspiration 35 dans la plaque de base 13, réniforme, représenté plus en détail à la figure 2, disposé à la hauteur de la paroi de l'alésage 27 de la bague intermédiaire 29, à la chambre d'aspiration et au moyen d'un orifice sous pression 37 dans la plaque de recouvrement 31, qui se trouve radialement à l'intérieur du rotor de la pompe 23, à la chambre sous pression 17. Comme on l'a représenté à la figure 2, le rotor de la pompe 23 présente cinq rainures radiales 39, dispo- sées sur son pourtour, s'étendant radialement vers l'inté- rieur, dans lesquelles sont guidés de façon à pouvoir coulisser respectivement des corps ayant la forme de galets 41. Ces galets 41 sont dans ce cas pressés vers l'extérieur par la force centrifuge, quand le rotor de la pompe 23 tourne, de telle sorte qu'ils sont solidement pressés sur la paroi de l'alésage 27 de la bague intermédiaire 29 for- mant une piste de roulement et par suite de la rotation roulent sur celle-ci. Dans ce cas on obtient entre la sur- face périphérique du rotor de la pompe 23 et la paroi de l'alésage 27 des chambres de travail de la pompe en forme de faucilles 43, qui sont séparées les unes des autres par les différents galets 41 et dont le volume se réduit pen- dant la rotation avec le rotor de la pompe 23 en partant de l'orifice d'aspiration 35 dans le sens de rotation vers l'orifice sous pression 37. Dans ce cas on a prévu dans le sens de rotation du rotor de la pompe (dans l'exemple de réalisation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre) entre l'orifice d'aspiration en forme de reins et l'orifice 37 sous pression en forme de came, situé radialement à l'intérieur, une zone de travail entre la surface périphérique du rotor de la pompe 23 et la paroi de l'alésage 27, lors de la ro- tation de laquelle le volume des chambres de travail res- pectives de la pompe 43 se réduit constamment par suite de la disposition excentrée du rotor de la pompe 23, de telle sorte que l'on arrive à avoir, outre une accélération du carburant qui se trouve dans les chambres de travail de la pompe 43, aussi une augmentation de sa pression, si bien que le carburant qui est enfermé dans les chambres de tra- vail de la pompe 43 s'écoule en dépassant les chambres de travail de la pompe 43 par l'orifice sous pression dans la chambre de pression 17. La commande de l'ouverture de la liaison des chambres de travail de la pompe 43 vers l'ori- fice sous pression 37 a lieu dans ce cas par les arêtes 45 qui se trouvent en avant dans le sens de rotation sur le fond des rainures radiales 39, la chambre en dessous des galets 41 étant reliée à la chambre de travail correspon- dante 43 de la pompe par un jeu qui subsiste entre les ga- lets 41 et les rainures radiales 39. Entre la fin de l'orifice sous pression 37, c'est-à-dire à l'instant o les chambres de travail de la pompe 43 émergent du recouvrement avec l'orifice sous pres- sion 37 (fin du refoulement - A) et le début de l'orifice d'aspiration 35, c'est-à-dire à l'instant du début du re- couvrement de la chambre de travail de la pompe 43 par l'orifice d'aspiration 35 (début d'aspiration -B) il se forme entre sa surface périphérique et la paroi de l'alé- sage 27, par suite de l'excentricité du rotor de la pompe 23, une zone de fente étroite 47 au moyen de laquelle on assure l'étanchéité de l'orifice sous pression 37 par rap- port à l'orifice d'aspiration 35. Cette zone de fente étroite est dans ce cas di- mensionnée de telle façon que les chambres de travail de la pompe 43 lors de leur passage ne commandent l'ouverture de l'orifice d'aspiration 35 que quand elles sont complètement émergées du recouvrement par l'orifice sous pression 37. Dans ce cas on a l'assurance qu'il se trouve toujours un galet 41 dans la zone de la fente étroite, qui assure en plus l'étanchéité du côté sous pression et du côté aspira- tion l'un par rapport à l'autre. La zone de la fente étroite 47 est dans ce cas réalisée en outre de telle façon que les différentes cham- bres de travail de la pompe 43 lors de leur passage (de A vers B) sont complètement découpées sur un angle de rota- tion d'environ 20 de la zone sous pression et de la zone d'aspiration. En outre, la constitution de la fente étroite 47 permet que la variation dans le temps du volume des chambres respectives de travail de la pompe 43 est presque nulle lors du passage des points A et B, de telle sorte que l'on peut éviter les pulsations du carburant enfermé alors dans la chambre de travail de la pompe 43 ou libéré. Pour une évacuation des bulles de gaz de la zone de fente étroite 47 on a prévu en outre un alésage de dégazage 49, qui débouche dans la chambre d'aspiration 15 dans la plaque de base 13 dans la zone de la fente étroite 47. L'ensemble de refoulement selon l'invention fonctionne de la manière suivante. Quand on alimente en courant le moteur électri- que d'entraînement 3 son induit 21 est mis en rotation, in- duit qui se poursuit par la pièce d'accouplement 25 sur le rotor de la pompe 23. Dans ce cas le carburant s'écoule par l'ouverture d'aspiration 35 à partir de la chambre d'aspi- ration 15 dans la chambre correspondante de travail de la pompe 43, qui recouvre l'orifice d'aspiration 35. Ce pro- cessus de remplissage est dans ce cas encore amplifié par l'agrandissement des chambres de travail 43 de la pompe dans la zone d'aspiration par suite du montage excentré du rotor de la pompe 23, chambres qui provoquent une aspira- tion du carburant. Lors de la poursuite du mouvement de ro- tation du rotor de la pompe 23, les chambres de travail de la pompe 43 émergent de leur recouvrement par l'orifice d'aspiration 35, pour arriver peu de temps après déjà en recouvrement par l'orifice sous pression 37, le volume des chambres de travail de la pompe 43 se réduisant constamment pendant le mouvement de rotation du rotor de la pompe 23 lors du passage de la zone sous pression, de telle sorte que la pression du carburant augmente dans les chambres de travail 43. Avec la commande de l'ouverture sous pression 37 le carburant arrive alors avec une pression accrue dans la chambre sous pression 17, passe à travers celle-ci le long du moteur d'entraînement 3 jusqu'à l'ajutage sous pression 11 et ensuite dans la conduite de refoulement vers le moteur à combustion interne. Dans ce cas, le volume des chambres de travail de la pompe 43 se réduit jusqu'à la fin du recouvrement par l'orifice sous pression 37 jusqu'à une valeur minimale, qui augmente ensuite à nouveau avec le début du dépassement de l'orifice d'aspiration 35. Dans ce cas il est possible avec l'ensemble de refoulement selon l'invention d'augmenter le rendement de la pompe de refoulement 1 grâce à la réalisation d'une étanchéité simple et sûre entre le côté sous pression et le côté de l'aspiration par suite de la variation des géomé- tries de commande et de réduire les émissions de bruit de la pompe de refoulement. I1 R E V E N D I C A T IONS 1) Ensemble de refoulement de carburant à par- tir d'un réservoir vers un moteur à combustion interne, avec une pompe de refoulement du type pompe multicellulaire à galets entraînés en rotation par un moteur électrique d'entraînement (3), pompe dans la chambre (33) de laquelle, qui est limitée par une plaque de base (13), la paroi de l'alésage (27) d'une bague intermédiaire (29) et une plaque de recouvrement (31), tourne un rotor (23) en forme de dis- que intermédiaire (29), avec plusieurs galets (41) guidés par le rotor chacun dans une rainure radiale (38), les ga- lets (41) étant pressés par suite de la force centrifuge quand le rotor de la pompe (23) tourne sur la paroi de l'alésage (27) de la bague intermédiaire (29) faisant of- fice de piste de roulement et dans ce cas délimitant res- pectivement entre deux galets voisins (41) une chambre de travail (43) dans la chambre de la pompe (33), ainsi qu'avec un orifice d'aspiration (35), disposé dans la zone des chambres tournantes de travail (43) de la pompe, dans la plaque de base (31) et avec une zone de fente étroite (47), disposée dans le sens de rotation du rotor de la pompe (23) entre l'orifice sous pression (37) et l'orifice d'aspiration (35) entre la paroi de l'alésage (27) de la bague intermédiaire (29) et la surface périphérique du ro- tor de la pompe (23), ensemble de refoulement de carburant caractérisé en ce que la chambre correspondante de travail (43) de la pompe commande l'ouverture de l'orifice d'aspi- ration (35) en passant à travers la zone de la fente étroite (47) seulement après avoir complètement émergé du recouvrement par l'ouverture sous pression (37). 2) Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'étendue de la zone de la fente étroite (47) est réalisée de telle façon qu'il se trouve à chaque instant au moins un galet (41) du rotor (23) de la pompe dans cette zone. 3) Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les différentes chambres de travail (43) sont complètement séparée de l'orifice sous pression (37) et de l'orifice d'aspiration (35) sur un angle de rotation d'environ 20 lors du passage d'une zone sous pression à une zone d'aspiration lors du franchissement de la zone de la fente étroite. 4) Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la zone de la fente étroite (47) est consti- tuée de telle façon que la variation dans le temps du volume des chambres de travail (43) de la pompe franchis- sant cette zone est presque égal à zéro à l'instant de l'émergence (A) du recouvrement par l'orifice sous pression (37) et à l'instant de la commande de l'ouverture (B) de l'orifice d'aspiration (35). ) Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on prévoit un perçage de dégazage (49) dans la plaque de base (13) dans la zone de la fente étroite (47).