Brevet FR2728630A1 — publié le 19960628

" Pompe de liquide entraînée électriquement pour le trans- fert de carburant " Etat de la technique L'invention concerne une pompe de liquide, en particulier une pompe électrique de carburant, avec un couvercle d'aspiration présentant un orifice d'entrée, avec un carter intermédiaire présentant un orifice de sortie, avec une roue à aubes de pompe enfermée entre le couvercle d'as- piration et le carter intermédiaire, qui est entraînée en rotation et est pourvue d'une multiplicité d'aubes servant à déplacer le liquide et avec une chambre de pompe, qui est formée par deux canaux latéraux disposés dans les faces planes, tournées vers la roue à aubes de la pompe, du cou- vercle d'aspiration et du carter intermédiaire, canaux la- téraux qui sont formés comme des rainures concentriques à l'axe de la pompe, s'étendant depuis l'orifice d'entrée jusqu'à l'orifice de sortie, l'orifice d'entrée débouchant dans le début du canal latéral disposé dans le couvercle d'aspiration et l'orifice de sortie débouchant dans la fin du canal latéral disposé dans le carter intermédiaire. On connaît une telle pompe d'alimentation de car- burant entraînée électriquement, désignée comme pompe régé- nératrice, par le brevet US 5 310 308. Dans de telles pompes de liquide il se produit des bruits considérables, dont les fréquences sont fonction de la vitesse de rotation de la roue à aubes de la pompe et de la vitesse de rotation des aubes sur la roue à aubes de la pompe. Ces bruits sont principalement causés par les coups de bélier à l'orifice d'écoulement de la pompe, qui sont transmis par les aubes de la roue à aubes de la pompe au carter de la pompe. Avantages de l'invention La pompe de liquide selon l'invention est carac- térisée en ce que l'orifice de sortie s'étend avec une sec- tion transversale d'ouverture qui va en s'élargissant de façon continue depuis le canal latéral disposé dans le car- ter intermédiaire jusqu'à la face extérieure du carter in- termédiaire qui est tournée à l'opposé de la roue à aubes de la pompe et en ce que dans ce cas la paroi de l'orifice de sortie, qui délimite du côté terminal le canal latéral s'étend en étant recourbée de façon concave au moins dans la zone du canal latéral à partir de la surface intérieure du carter intermédiaire et en ce que le canal latéral qui se termine de façon borgne dans le couvercle d'aspiration présente un flanc terminal montant de façon abrupte depuis le fond du canal latéral jusqu'à la surface intérieure du couvercle d'aspiration, tournée vers la roue à aubes de la pompe. La pompe de liquide selon l'invention a par rap- port à l'état de la technique l'avantage que grâce à une géométrie favorable de l'orifice d'écoulement et de l'ex- trémité du canal latéral dans le couvercle d'aspiration on diminue considérablement la survenance dans l'orifice d'écoulement et dans le couvercle d'aspiration de la pres- sion de refoulement qui est cause de la production de coups de bélier. En arrondissant l'orifice de sortie on réduit la formation de la zone de pression de refoulement dans l'ori- fice d'écoulement ou on l'évite presque complètement et le coup de bélier qui se produit sur le couvercle d'aspiration se réduit considérablement grâce à la pente raide de l'ex- trémité du canal. Au total on obtient de cette façon un fonctionnement silencieux sensiblement plus grand de la pompe. Selon une forme préférée de réalisation de l'in- vention les canaux latéraux dans le couvercle d'aspiration et dans le carter intermédiaire présentent dans leurs zones terminales se faisant axialement vis-à-vis sur la roue à aubes de la pompe respectivement un élargissement qui dé- passe la largeur radiale des canaux latéraux. Dans le cas de cette forme de construction les petits tourbillons qui existent encore s'enfoncent dans les élargissements créés de cette façon, qui sont utilisés comme accumulateurs de pression. Les amplitudes des coups de bélier sont davantage réduites et on obtient une réduction supplémentaire du bruit. Selon une forme avantageuse de réalisation de l'invention le canal latéral dans le couvercle d'aspiration ou dans le carter intermédiaire se transforme à l'extrémité de l'élargissement en un canal de fermeture qui va jusqu'à l'extrémité du canal latéral, canal de fermeture qui est formé par une section de canal, se prolongeant, d'une pro- fondeur plus faible. La profondeur de rainurage du canal de fermeture est choisie dans ce cas plus petite que la pro- fondeur de rainurage du canal latéral et est de préférence moitié moins grande que la profondeur de rainurage du canal latéral. Le canal de fermeture présente deux flancs s'éten- dant en formant un angle aigu, dont la distance au fond est égale à la largeur radiale du canal latéral et les canaux de fermeture se trouvent à leur tour axialement en regard l'un de l'autre sur la roue à aubes de la pompe. Les deux canaux identiques de fermeture veillent à ce que le liquide s'écoule de façon continue et à ce que le processus de fer- meture de la roue à aubes de la pompe se prolonge vers l'orifice d'écoulement à l'extrémité des canaux latéraux. Ceci conduit à une interruption douce de l'écoulement dans la zone de l'extrémité du canal grâce à quoi on réduit ou on évite les amplitudes du coup de bélier ou une augmenta- tion soudaine. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de plusieurs modes de réa- lisation représentés sur les dessins annexes sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe longitudinale d'une pompe de carburant, représentée schématiquement, - la figure 2 montre de façon fragmentaire une coupe de la pompe de carburant selon la figure 1, dans la zone de l'extrémité des canaux latéraux avec un plan de coupe qui correspond à la ligne de coupe VII-VII de la fi- gure 6, - la figure 3 montre une vue de dessus du côté du couvercle d'aspiration de la pompe de carburant, qui est tourné vers la roue à aubes de la pompe, - la figure 4 montre une coupe le long de la li- gne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 montre une coupe le long de la li- gne V-V de la figure 3, - la figure 6 montre une vue de dessus du côté, qui est tourné vers la roue à aubes de la pompe, du carter intermédiaire de la pompe de carburant selon le deuxième exemple de réalisation, - la figure 7 montre une coupe le long de la li- gne VII-VII de la figure 6, - la figure 8 montre une vue de dessus du côté, tourné vers la roue à aubes de la pompe, du carter intermé- diaire de la pompe de carburant selon un troisième exemple de réalisation, - la figure 9 montre une vue de dessus du côté, tourné vers la roue à aubes de la pompe, du couvercle d'as- piration de la pompe de carburant selon le troisième exem- ple de réalisation, - la figure 10 montre une coupe le long de la li- gne X-X à la figure 9, - la figure 11 montre une coupe le long de la li- gne XI-XI à la figure 9. Description des exemples de réalisation La pompe de carburant représentée à la figure 1 en coupe longitudinale et schématiquement comme exemple d'une pompe de liquide générale présente un couvercle d'as- piration 11 avec un orifice d'entrée 12, un carter intermé- diaire 13 avec un orifice de sortie 14 et une roue à aubes de pompe 15 avec une multiplicité d'aubes 16 qui sont mon- tées de façon solidaire en rotation sur un arbre de pompe 17 entraîné par un moteur électrique. La roue à aubes de la pompe 15 est logée entre le couvercle d'aspiration 11 et le carter intermédiaire 13, et pour cela ce dernier présente un évidement 18 de forme circulaire, coaxial, dans lequel repose la roue à aubes de la pompe 15. Le couvercle d'aspi- ration 11 s'appuie sur le carter 13 et ferme l'évidement 18. L'arbre 17 de la pompe passe, de façon étanche aux li- quides, à travers un joint central d'étanchéité 19 dans le couvercle d'aspiration 11. La pompe est réalisée sous la forme d'une pompe à canaux de dérivation, dans laquelle la chambre de la pompe est constituée par deux canaux latéraux 21, 22 dans le couvercle d'aspiration 11 ou dans le carter intermédiaire 13. Chaque canal latéral 21 ou 22 est réalisé par une rainure qui s'étend de façon concentrique à l'axe de la pompe 20 et qui est mise dans la face plane 111 ou 131 du couvercle de la pompe 11 ou du carter intermédiaire 13, qui est tournée vers la roue à aubes 15 de la pompe, cette rainure s'étendant respectivement de l'orifice d'en- trée 12 jusqu'à l'orifice de sortie 14. Sur la figure 1 on a décalé l'orifice d'entrée 12 et l'orifice de sortie 14 dans le plan de coupe pour avoir une meilleure représenta- tion. En réalité les canaux latéraux 21 et 22 s'étendent respectivement sur un angle d'un peu plus de 320 , comme on peut le voir à partir des figures 3, 6, 8 et 9. Les deux canaux latéraux 21, 22 se trouvent axialement en face l'un de l'autre sur la roue à aube 15 de la pompe, l'orifice d'entrée 12 débouchant dans le canal latéral 21 à son début et l'orifice de sortie 14 débouchant dans le canal latéral 22 à sa fin. Grâce à une configuration particulière de la géo- métrie des canaux latéraux 21, 22 dans leur zone terminale correspondant à l'orifice de sortie 14 et de la géométrie de l'orifice de sortie 14 on obtient une réduction sensible du bruit. Cette géométrie est représentée à la figure 2, qui montre une coupe longitudinale à travers la pompe dans la zone de l'orifice de sortie 14, le plan de coupe corres- pondant à la ligne de coupe VII-VII à la figure 6. Comme on peut le voir sur cette figure l'orifice de sortie 14 s'étend avec une section transversale d'orifice qui va en s'élargissant de façon continue depuis le fond du canal la- téral 22 disposé dans le carter intermédiaire 13 jusqu'à la surface extérieure 132 du carter intermédiaire 13, qui est tourné à l'opposé de la roue à aubes 15 de la pompe. Dans ce cas la paroi 141 de l'orifice de sortie 14 qui délimite du côté terminal le canal latéral 22 s'étend au moins dans la zone du canal latéral de façon concave depuis la face intérieure 131 du carter intermédiaire 13, qui est tournée vers la roue à aubes 15 de la pompe, de telle sorte que la quantité de carburant qui est entrée à partir du canal la- téral 22 et du canal latéral 21 dans l'orifice de sortie 14 trouve d'abord un arrondi, grâce à quoi il ne peut pas y avoir à cet endroit de coup de bélier ou de tourbillonne- ment de forme cylindrique dans l'orifice de sortie 14. En outre la paroi 142 de l'orifice qui fait vis-à-vis à la pa- roi 141 de l'orifice et s'étend du fond de la rainure du canal latéral 22 jusqu'au bord de l'orifice de sortie est inclinée dans la même direction que la paroi 141 de l'ori- fice et le cas échéant est également constituée de façon recourbée. De cette façon il ne peut pas se produire ici non plus de tourbillon, qui causerait la formation addi- tionnelle de bruits. L'écoulement du carburant est repré- senté à la figure 2 par des flèches d'écoulement 23. En outre le canal latéral 21 qui s'étend dans le couvercle d'aspiration 11 et se termine de façon borgne dans la zone de l'orifice de sortie 14 présente un flanc terminal 211, qui grimpe de façon abrupte depuis le fond du canal latéral 21 jusqu'à la face intérieure 111 du couvercle d'aspiration 11, qui est tournée vers la roue à aubes 15 de la pompe. La rainure qui forme le canal latéral 21 a du reste - comme aussi la rainure qui forme le canal latéral 22 - une sec- tion transversale en forme d'arc de cercle, comme on peut le voir sur la figure 5. Sur les figures 3 à 7 on a montré le couvercle d'aspiration 11 et le carter intermédiaire 13 d'une pompe de carburant sous diverses vues et représentations en coupe, dans le cas desquelles la géométrie des canaux laté- raux 21, 22 dans la zone terminale est modifiée par rapport à la pompe de carburant précédemment décrite, pour obtenir une réduction encore plus forte du bruit et un fonctionne- ment silencieux plus grand de la pompe de carburant. Comme on peut le voir à partir de la figure 6 le canal 22 est pourvu dans le carter intermédiaire 13 dans sa zone termi- nale par un élargissement de la rainure dans le sens axial et dans le sens radial d'un espace élargi 25 dont la lar- geur dans le sens radial est plus grand que celle du canal latéral 22. L'espace élargi 25 dans le canal latéral 22 s'étend jusqu'à son extrémité, dans laquelle débouche l'orifice de sortie 14 avec ses parois d'orifice 141 et 142. Cet espace élargi 25 sert d'accumulateur de pression ce qui contribue à réduire les pointes de pression. Dans le cas de la pompe de carburant représentée aux figures 8 à 11 selon différente vues et représentations en coupe selon un troisième mode de réalisation on a encore modifié la géométrie des extrémités des canaux latéraux dans la zone de l'orifice de sortie 14 par rapport à la pompe de carburant selon le deuxième exemple de réalisa- tion. Dans ce cas il y a dans le carter intermédiaire 13 un espace élargi 25 (figure 8), comme celui qui est décrit à la figure 6, et dans le couvercle d'aspiration 11 un espace élargi 24 (figure 9), constitué de la même façon. Les deux espaces élargis 24, 25 se font vis-à-vis axialement sur la roue à aubes 15 de la pompe. A l'extrémité de chacun des espaces élargis 24 ou 25 chaque canal latéral 21 ou 22 se transforme dans le couvercle d'aspiration 11 (figure 9) ou dans le carter intermédiaire 13 (figure 8) en un canal de fermeture 26 ou 27 qui s'étend jusqu'à la fin des canaux latéraux. Chaque canal de fermeture 26 ou 27 est formé par une section de canal qui se prolonge, dont la profondeur de rainurage est plus petite que la profondeur de rainurage du canal latéral 21 ou 22 et de préférence est moitié moins profonde. Le canal de fermeture 26 dans le couvercle d'as- piration 11 est représenté à la figure 10 en coupe longitu- dinale. Le canal de fermeture 27 dans le carter intermédiaire 13 est réalisé de façon identique. Chaque ca- nal de fermeture 26 ou 27 a des flancs de rainure 261 et 262 ou 271 et 272 formant un angle aigu, dont l'écartement à la base est égal à la largeur radiale du canal latéral 21 ou 22. Les canaux de fermeture 26, 27 sont constitués de façon à coincider et se trouvent axialement l'un en face de l'autre sur la roue à aubes 15 de la pompe. Ces canaux de fermeture 26, 27 contribuent à une large réduction du bruit de la pompe, car ils ont pour rôle que le carburant s'écoule à l'extrémité des canaux latéraux de façon conti- nue vers l'orifice de sortie 14 et de cette façon que soit prolongé le processus de fermeture de la roue à aubes 15 de la pompe. De cette façon on obtient une interruption douce de l'écoulement dans la zone de l'extrémité du canal, ce qui contribue à une nette réduction de l'amplitude des coups de bélier. Dans le cas aussi de cette pompe de carburant la paroi 141 de l'orifice de sortie 14, qui délimite le canal latéral 22 du côté terminal par le canal de fermeture 27, est constituée de la manière représentée à la figure 2, c'est-à-dire recourbée en forme d'arc. La même chose vaut pour l'autre paroi 142 de l'orifice de sortie 14, qui - comme représenté à la figure 2 - est inclinée, le cas échéant en étant aussi recourbée en forme d'arc. Le flanc 211 du canal latéral 21 dans le couvercle d'aspiration 11, qui délimite le canal d'écoulement 21 par le canal de fer- meture 26 est constitué de façon abrupte (figure 10) comme dans le cas de la pompe de carburant représenté à la figure 2. R E V E N D ICATIONS 1) Pompe de liquide, en particulier pompe élec- trique de carburant, avec un couvercle d'aspiration (11) présentant un orifice d'entrée (12), avec un carter inter- médiaire (13) présentant un orifice de sortie (14), avec une roue à aubes (15) de pompe enfermée entre le couvercle d'aspiration (11) et le carter intermédiaire (13), qui est entraînée en rotation et est pourvue d'une multiplicité d'aubes (16) servant à déplacer le liquide et avec une chambre de pompe, qui est formée par deux canaux latéraux (21, 22) disposés dans les faces planes (111, 131), tour- nées vers la roue à aubes (15) de la pompe, du couvercle d'aspiration (11) et du carter intermédiaire (13), canaux latéraux (21, 22) qui sont formés comme des rainures con- centriques à l'axe (20) de la pompe, s'étendant depuis l'orifice d'entrée (12) jusqu'à l'orifice de sortie (14), l'orifice d'entrée (12) débouchant dans le début du canal latéral (21) disposé dans le couvercle d'aspiration (11) et l'orifice de sortie (14) débouchant dans la fin du canal latéral (22) disposé dans le carter intermédiaire (13), pompe de liquide caractérisée en ce que l'orifice de sortie (14) s'étend avec une section transversale d'ouverture qui va en s'élargissant de façon continue depuis le canal laté- ral (22) disposé dans le carter intermédiaire (13) jusqu'à la face extérieure (132) du carter intermédiaire (13) qui est tournée à l'opposé de la roue à aubes (15) de la pompe et en ce que dans ce cas la paroi (141) de l'orifice de sortie (14), qui délimite du côté terminal le canal latéral (22) s'étend en étant recourbée de façon concave au moins dans la zone du canal latéral à partir de la surface inté- rieure (131) du carter intermédiaire (13) et en ce que le canal latéral (21) qui se termine de façon borgne dans le couvercle d'aspiration (11) présente un flanc terminal (211) montant de façon abrupte depuis le fond du canal la- téral (21) jusqu'à la surface intérieure (111) du couvercle Il d'aspiration (11), tournée vers la roue à aubes (15) de la pompe. 2) Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi (142) de l'orifice de sortie (14), qui est en regard de la paroi d'orifice (141) recourbée de fa- çon concave, et qui s'étend de la base du canal latéral (22) jusqu'au bord de l'orifice de sortie (14), s'étend de façon inclinée, le cas échéant recourbée en direction de la paroi d'orifice (141) opposée. 3) Pompe selon la revendication 1 ou 2, caracté- risée en ce que le canal latéral (22) dans le carter inter- médiaire (13) et/ou le canal latéral (21) dans le couvercle d'aspiration (11) présente dans sa zone terminale respecti- vement un espace élargi (24, 25) dont la largeur radiale est plus grande que celle du canal latéral (21 ou 22). 4) Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que les espaces élargis (24, 25) vont respectivement jusqu'à l'extrémité du canal latéral. ) Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'à l'extrémité de chaque espace élargi (24 ou 25) le canal latéral (21 ou 22) se transforme en un canal de fermeture (26 ou 27) qui va jusqu'à l'extrémité du canal latéral et qui est formé par une section de canal qui se prolonge, ayant une profondeur de rainurage plus faible. 6) Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que la profondeur de rainurage du canal de fermeture (26 ou 27) est plus petite que la profondeur de rainurage du canal latéral (21 ou 22) et est de préférence moitié moins profonde. 7) Pompe selon la revendication 5 ou 6, caracté- risée en ce que le canal de fermeture (26 ou 27) présente des flancs de rainurage (261, 262 ou 271, 272) qui s'éten- dent en formant un angle aigu, flancs dont l'intervalle à la base est à peu près égal à la largeur radiale du canal latéral (21 ou 22). 8) Pompe selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les canaux de fermeture (26, 27) sont constitués de façon à coincider et se faire vis-à-vis axialement sur la roue à aubes de la pompe (15).