Brevet FR2723405A1 — publié le 19960209

I " Unité de transfert de carburant d'un réservoir d'alimen- tation vers le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile ". Etat de la technique: L'invention concerne une unité de transfert de carburant d'un réservoir d'alimentation vers le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comportant une pompe de transfert en forme de pompe à ailettes dont le ro- tor, entraîné, en forme de disque, comporte une couronne d'ailettes dirigée radialement vers l'extérieur, et tourne dans une chambre de pompe de forme cylindrique limitée axialement de chaque côté par une paroi frontale constituée d'un côté par le couvercle d'aspiration et l'autre par un couvercle intermédiaire, et des canaux de transfert en forme de rainures réalisés dans les parois frontales de la chambre de la pompe, en regard l'un de l'autre au niveau des ailettes du rotor, ces canaux étant en forme de parties d'anneau autour de l'axe de rotation du rotor, et ils s'étendent entre un orifice d'entrée dans la chambre de pompe jusqu'à un orifice de sortie de cette chambre, l'ori- fice d'entrée débouchant un premier canal de transfert pré- vu dans le couvercle d'aspiration et l'orifice de sortie débouchant dans un second canal de transfert prévu dans le couvercle intermédiaire Dans le cas d'une telle unité de transfert connue selon le document DE-OS 40 20 521, un moteur entraîne le rotor d'une pompe de transfert réalisée sous la forme d'une pompe à ailettes. Le rotor en forme de disque muni d'une couronne d'ailettes dirigée radialement vers l'extérieur tourne dans une chambre de pompe de forme cylindrique déli- mitée par deux parois frontales opposées l'une à l'autre, dans la direction axiale du rotor; l'une des deux parois est prévue sur le couvercle d'aspiration fermant l'unité de transfert et l'autre sur un couvercle intermédiaire sépa- rant la pompe du moteur. Dans les parois frontales axiales de la chambre de pompe, à hauteur des ailettes on a usiné chaque fois de manière opposée, des canaux de transfert en forme de rainures, constituant chacun une partie d'anneau autour de l'axe de rotation du rotor; ces canaux s'éten- dent d'un orifice d'entrée dans la chambre de la pompe jus- qu'à l'orifice de sortie en laissant subsister un voile entre les extrémités respectives des canaux de transfert sur les parois frontales de la chambre de la pompe. L'orifice d'entrée relié à un ajutage d'aspira- tion du couvercle d'aspiration débouche ainsi dans le canal de transfert prévu dans le couvercle d'aspiration; l'ori- fice de sortie relié à l'orifice de pression dans le cou- vercle intermédiaire séparant la pompe du moteur, débouche dans le canal de transfert prévu dans le couvercle intermé- diaire; les canaux de transfert opposés l'un à l'autre sont reliés hydrauliquement par les volumes intermédiaires existants entre les ailettes du rotor. L'unité de transfert connue présente toutefois l'inconvénient que la commande d'ouverture et de fermeture brutale, simultanée des extrémités des canaux de transfert, axialement en regard l'un de l'autre par les ailettes du rotor au cours de leur mouvement de rotation engendre de fortes pulsations de pression qui sont à l'origine d'un bruit important se répercutant de manière négative sur le bruit émis par l'ensemble de l'unité de transfert. Avantages de l'invention: La présente invention a pour but de créer une unité de transfert évitant la commande à l'ouverture et à la fermeture brutale des canaux de transfert et ainsi des fortes poussées de pression pour avoir un fonctionnement moins bruyant. A cet effet, l'invention concerne une unité de transfert du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que les extrémités axialement opposées par rapport à la chambre de la pompe du premier et du second canal de transfert sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens de rota- tion du rotor. L'unité de transfert selon l'invention offre l'avantage d'éviter la commande à l'ouverture et à la fer- meture, brutale, simultanée des canaux de transfert et par là les fortes pulsations de pression et les émissions de bruit qu'engendrent ces pulsations. Cet avantage découle du décalage des extrémités des canaux de transfert, axialement en regard, dans le sens de rotation du rotor; ce décalage se fait de manière simple par un pivotement du couvercle d'aspiration par rapport au couvercle intermédiaire, et ce- la d'un angle déterminé. Pour toutefois éviter le raccour- cissement correspondant de la zone de voile entre les extrémités respectives d'un canal de transfert, il est de plus possible de manière avantageuse d'obtenir le décalage en réduisant la longueur des canaux de transfert, ces ca- naux étant respectivement raccourcis au niveau de leurs ex- trémités opposées à celles des embouchures des orifices d'entrée ou de sortie. Selon une réalisation, le raccour- cissement de l'un des canaux peut être suffisant. Pour conserver un débit optimum au niveau des orifices d'entrée et de sortie, les embouchures de ces ori- fices sont décalées par rapport aux extrémités opposées des canaux, dans le sens de raccourcissement de la longueur des canaux. La mesure précise du décalage dépend des paramè- tres de fonctionnement respectifs comme par exemple la vi- tesse de rotation du rotor et le débit dans les canaux de transfert, qui seront adaptés aux différentes pompes; le décalage par un raccourcissement de la longueur des canaux, doit être aussi réduit que possible pour éviter toute perte de rendement de l'unité de transfert. Dessins: Deux exemples de réalisation d'unités de trans- fert selon l'invention sont représentés dans les dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 montre une unité de transfert de carburant avec une pompe de transfert représentée en coupe longitudinale; - la figure 2 montre un premier exemple de réali- sation avec une coupe simplifiée de la pompe de transfert, le décalage des extrémités des canaux de transfert résul- tant du raccourcissement de la longueur des canaux de transfert; - la figure 3 montre un second exemple de réali- sation, selon une représentation analogue à celle du pre- mier exemple de réalisation mais dont le décalage des extrémités des canaux de transfert est obtenu par un pivo- tement du couvercle d'aspiration. Description des exemples de réalisation: Une unité de transfert 1 représentée à la figure 1 sert à transférer du carburant d'un réservoir d'alimenta- tion non représenté vers le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile (également non représentés). L'unité de transfert 1 qui n'est représentée que pour ses parties essentielles pour l'invention, comprend une pompe de transfert 3 en forme de pompe à ailettes dont le rotor 9 en forme de disque est équipé d'une couronne d'ailettes 11 dirigée radialement vers l'extérieur; le rotor 9 est en- traîné par l'intermédiaire d'un arbre 7 par un moteur élec- trique également non représenté, logé dans le boîtier com- mun 5 de l'unité de transfert 1. Le rotor 9 est logé dans une chambre de pompe 13 de forme cylindrique, délimitée dans la direction axiale du rotor 9 par deux parois fronta- les de chambre, tournées l'une vers l'autre; la première paroi de chambre 15 appartient au couvercle d'aspiration 17 qui ferme le boîtier 5 vis-à-vis de l'extérieur et la se- conde paroi frontale 19 de la chambre appartient au couver- cle intermédiaire 21 qui sépare la pompe 3 de la partie du boîtier 5 logeant le moteur. Les parois frontales 15, 19 de la chambre de la pompe comportent dans les positions opposées, à la hauteur des ailettes 11 du rotor 9, chaque fois en forme d'anneaux de cercle centrés sur l'axe de rotation du rotor 9, des ca- naux de transfert en forme de rainures; ces canaux s'éten- dent d'un orifice d'entrée 25 relié à un ajutage d'aspiration 23 du couvercle d'aspiration 17 dans la cham- bre de pompe jusqu'à un orifice de sortie 27 raccordé à une ouverture de pression dans le couvercle intermédiaire 21; par cette ouverture, la chambre de pompe 13 est reliée à la partie de boîtier recevant le moteur; cette partie de boî- tier est elle-même reliée par un ajutage de pression 30 à une conduite de transfert pour alimenter le moteur à com- bustion interne. L'orifice d'entrée 25 débouche alors dans un premier canal de transfert 31 prévu dans la première pa- roi frontale 15 de la chambre et l'orifice de sortie 27 dans un second canal de transfert 33 prévu dans la seconde paroi frontale 19 de la chambre; les zones des canaux de transfert en regard l'une de l'autre sont reliées en perma- nence, de manière hydraulique par les intervalles existant entre les ailettes 11 du rotor 9. Entre les extrémités du côté de l'orifice d'entrée et les extrémités du côté de l'orifice de sortie des canaux de transfert 31, 33 respec- tifs, il subsiste une zone en forme de voile 35 constituée par les parois frontales 15, 19 de la chambre comme cela apparaît aux figures 2 et 3. Cette zone 35 sépare l'une de l'autre les extrémités des canaux de transfert 31, 33. Pour éviter une commande d'ouverture et de ferme- ture brutale, simultanée des extrémités des canaux de transfert 31, 33 axialement en regard, par les ailettes 11 du rotor 9, lors de leur rotation, les extrémités axiale- ment en regard des canaux de transfert 31, 33 sont décalées d'un certain angle dans le sens de rotation du rotor 9 comme le montrent les figures 2 et 3; ce décalage angu- laire est toutefois choisi pour que les ailettes 11 du ro- tor 9 passent d'abord pendant la rotation du rotor 9 dans la direction de la flèche 37 sur les extrémités du premier canal de transfert 31 du couvercle d'aspiration 17. La figure 2 montre un premier exemple de réalisa- tion selon lequel le décalage des extrémités axialement op- posées des canaux de transfert est réalisé par un raccourcissement de la longueur des canaux de transfert 31, 33. Pour cela, on a chaque fois raccourci l'extrémité de canal opposée à celle de l'embouchure de l'orifice d'entrée ou de l'orifice de sortie 27 de chaque canal de trans- fert 31, 33 respectif pour ne pas influencer les conditions d'écoulement à l'entrée et à la sortie de la chambre de pompe 13. Dans l'exemple de réalisation, le raccourcisse- ment A du côté de l'entrée du second canal de transfert 33 est égal à 4 d'angle et le raccourcissement B du côté de la sortie du premier canal de transfert 31 correspond à un angle de rotation de 8 ; la plus petite zone de voile 35 entre les extrémités des canaux correspond à un arc C d'an- gle égal à 30 de rotation du rotor 9, de façon à avoir un courant de fuite aussi réduit que possible. Dans le cas du second exemple de réalisation re- présenté à la figure 3, le décalage des extrémités axiale- ment opposées des canaux de transfert se fait d'une manière constructive très simple par rotation du couvercle d'aspi- ration 17 par rapport au couvercle intermédiaire 21 dans le sens contraire du sens de rotation du rotor 9. Dans l'exem- ple de réalisation, on a tourné de 5 d'angle le couvercle du canal d'aspiration 17 pour avoir chaque fois un décalage D de 5 d'angle pour un voile résiduel 35 correspondant à un angle de rotation de 250. L'unité de transfert 1 selon l'invention fonc- tionne de la manière suivante: Le rotor 9 de la pompe de transfert 3 entraîné en rotation par le moteur électrique aspire par l'intermé- diaire de l'ajutage d'aspiration 23 et de l'orifice d'en- trée 25 le carburant du réservoir d'alimentation dans la chambre 13 de la pompe et de là dans les canaux de trans- fert 31, 33. Le carburant est accéléré pendant son passage dans la direction de l'orifice de sortie 27 du fait de l'échange impulsionnel entre le rotor 9 accéléré et le car- burant qui s'écoule dans les canaux de transfert 31, 33 dont la pression augmente; le carburant passe à pression la plus élevée à travers l'orifice de sortie 27 et l'ori- fice de pression 29 dans la partie de boîtier logeant le moteur et de là le carburant passe dans la conduite d'ali- mentation du moteur à combustion interne à travers l'aju- tage de pression 30. Du fait du décalage des extrémités axialement en regard des canaux de transfert, les ailettes 11 du rotor 9 commandent l'ouverture et la fermeture des extrémités en regard des canaux de transfert, de sorte que les pulsations de pression produites aux extrémités des ca- naux de transfert 31, 33 sont réduites par le rotor 9. R E V E N D I C A T I ONS 1 ) Unité de transfert de carburant d'un réser- voir d'alimentation vers le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comportant une pompe de transfert (3) en forme de pompe à ailettes dont le rotor (9), entrai- né, en forme de disque, comporte une couronne d'ailettes (11) dirigée radialement vers l'extérieur, et tourne dans une chambre de pompe (13) de forme cylindrique limitée axialement de chaque côté par une paroi frontale (15, 19) o constituée d'un côté par le couvercle d'aspiration (17) et l'autre par un couvercle intermédiaire (21), et des canaux de transfert en forme de rainures réalisés dans les parois frontales (15, 19) de la chambre de la pompe, en regard l'un de l'autre au niveau des ailettes (11) du rotor (9), ces canaux étant en forme de parties d'anneau autour de l'axe de rotation du rotor (9), et ils s'étendent entre un orifice d'entrée (25) dans la chambre de pompe (13) jusqu'à un orifice de sortie (27) de cette chambre, l'orifice d'en- trée (25) débouchant un premier canal de transfert (31) prévu dans le couvercle d'aspiration (17) et l'orifice de sortie (27) débouchant dans un second canal de transfert (33) prévu dans le couvercle intermédiaire (21); unité de transfert caractérisée en ce que les extrémités axialement opposées par rapport à la chambre de la pompe (13) du pre- mier et du second canal de transfert (31, 33) sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens de rotation du ro- tor (9). 2 ) Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité correspond à l'orifice d'entrée (25) du premier canal de transfert (31) prévu dans le couvercle d'aspiration (17), par rapport à l'extrémité axialement op- posée du second canal de transfert (33) dans le couvercle intermédiaire (21), suivant un décalage déterminé, dans le sens contraire du sens de rotation du rotor (9). 3 ) Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité correspondant à l'orifice de sortie (27) du second canal de transfert (33) prévu dans le cou- vercle intermédiaire (21) est décalée par rapport à l'ex- trémité axialement opposée du premier canal de transfert (31) dans le couvercle d'aspiration (17), d'un décalage dé- terminé dans le sens de rotation du rotor (9). 4) Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le décalage des extrémités axialement opposées des canaux de transfert est réalisé chaque fois par rac- courcissement de la longueur des canaux de transfert (31, 33) au niveau des extrémités des canaux opposées à l'embou- chure de l'orifice d'entrée (25) ou de l'orifice de sortie (27). 5 ) Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le décalage des extrémités axialement opposées des canaux de transfert est réalisé par pivotement du canal d'aspiration (17) par rapport au couvercle intermédiaire (21) autour de l'axe de rotation du rotor (9). 6 ) Unité selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que les extrémités axiale- ment opposées des canaux de transfert du côté de l'orifice d'entrée sont décalées de préférence d'au moins un angle de rotation de 4 et celles du côté de l'orifice de sortie sont de préférence décalées d'un angle de rotation de 8 . 7 ) Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce que le décalage des extrémités axialement opposées des canaux de transfert, du côté de l'entrée et du côté de la sortie sont chaque fois décalées de préférence de 5 d'angle autour de l'axe de rotation du rotor (9).