Brevet FR2726329A1 — publié le 19960503

" Appareil pour refouler du carburant d'un réservoir dans un moteur à combustion interne " Etat de la technique. L'invention a pour objet un appareil servant à refouler le carburant d'un réservoir dans un moteur à com- bustion interne équipé d'une pompe de refoulement de type continu, dont la roue en forme de disque tourne à l'inté- rieur d'une chambre cylindrique de pompage délimitée par une première partie de boîtier formant capot d'aspiration et en appui sur celui-ci, une seconde partie de boîtier formant boîtier intermédiaire, le carburant circulant d'un orifice d'aspiration situé dans le capot a un orifice de pression situé dans le boîtier intermédiaire. Le modèle d'utilité allemand G 89 113 020 dé- crit un tel appareil dans lequel la roue d'une pompe refou- lante du type pompe de circulation est entraînée par un moteur électrique monté avec cette pompe, dans un boîtier commun. La roue comporte une pluralité d'ailettes qui tour- nent à l'intérieur d'une chambre cylindrique dont les faces frontales comportent des rainures qui vont d'un orifice d'aspiration entrant dans la chambre à un orifice de pres- sion sortant de cette chambre et qui forment avec les vides existants entre les ailettes de la roue un canal de refou- lement à l'intérieur duquel le carburant passe de l'orifice d'aspiration à l'orifice de sortie, avec élévation de pres- sion du carburant. La chambre de la pompe est délimitée, en direc- tion axiale, par un capot d'aspiration relié par une tubu- lure au réservoir de carburant et par un boîtier intermédiaire contenant l'ouverture de pression de la cham- bre de pression située dans le boîtier de l'appareil, avec serrage, entre ces deux éléments, d'une bague intermédiaire délimitant en direction radiale la chambre de pompage rece- vant la roue. Ainsi, le capot d'aspiration, la bague inter- médiaire et le boîtier intermédiaire de l'appareil connu sont reliés rigidement entre eux et bloqués sur le boîtier de l'appareil de refoulement de sorte que le passage de cet appareil présente l'inconvénient de nécessiter pour que l'étanchéité de la chambre de pompage soit assurée, une précision élevée de la fabrication. De plus, en particulier lorsqu'on utilise des pièces en matière plastique, se pose le problème qu'il n'est pas possible de compenser leur gon- flement éventuel, ce qui peut donc conduire à des pertes par fuite importantes ou à un frottement de la roue sur les parois frontales de la chambre de pompage. De plus, l'appa- reil connu présente le risque de blocage de la roue de la pompe, dans le cas o des particules de saleté ou d'abra- sion viennent se fixer dans l'étroite fente axiale entre la roue et les parois de la chambre. Avantages de l'invention. L'appareil de refoulement est caractérisé en ce que le capot d'aspiration et le boîtier intermédiaire sont, par l'intermédiaire d'un élément élastique de liaison, ap- pliqués sous tension l'un contre l'autre de manière à per- mettre un mouvement relatif du boîtier et du capot selon la direction axiale de l'axe de rotation de la roue et a par contre l'avantage de permettre d'éviter un blocage de la roue de la pompe dans la chambre de pompage. Ceci est obte- nu, très simplement sur le plan de la construction, au moyen d'un élément élastique de liaison qui fait que les composants de la pompe que sont le capot d'aspiration et le boîtier intermédiaire se trouvent serrés l'un contre l'au- tre de manière à pouvoir se décoller l'un de l'autre lors- que des conditions précises de pression, c'est-à-dire des forces existent dans la pompe, de sorte qu'une pression maximale ne peut être dépassée à l'intérieur de la chambre (soupape de surpression) et que des particules de saleté peuvent être chassées de la chambre. De plus, le serrage selon l'invention des cons- tituants de la pompe permet de réduire le coût de fabrica- tion au niveau des tolérances, étant donné que les constituants, même en cas de gonflement de parties en ma- tière plastique, sont sûrement appliqués les uns sur les autres, de sorte que les pertes par fuite à partir de la chambre sont faibles, ce qui augmente le rendement de la pompe. Selon les deux exemples de réalisation décrits, il faut laisser agir l'élément élastique sur le capot d'aspi- ration ou sur le boîtier intermédiaire, étant donné que l'autre constituant de la pompe qui joue le rôle de contre- partie est relié fixement au boîtier de l'appareil de re- foulement. Ainsi la chambre de pompage peut être logée aussi bien dans le capot d'aspiration que dans le boîtier intermédiaire. La réalisation dans laquelle l'élément élas- tique agit sur le boîtier intermédiaire mobile axialement présente en plus l'avantage que la force d'application est soutenue par la pression régnant dans la chambre de pres- sion raccordée au boîtier intermédiaire, pendant le fonc- tionnement de la pompe. L'élément élastique est monté dans l'appareil de refoulement sous une tension dépassant légèrement la pression maximale admissible de fonctionnement dans la chambre de pompage. Un autre avantage est obtenu en prévoyant un appendice annulaire sur une des parois de la chambre de pompage, de préférence le capot d'aspiration, dans la par- tie radiale de cette paroi située vers l'extérieur, cet ap- pendice ayant une grandeur égale à la moitié du jeu axial existant entre la roue et les parois de la chambre et per- mettant ainsi de répartir également le jeu de part et d'au- tre de la roue. D'autres avantages ainsi que des réalisations intéressantes de l'objet de l'invention sont caractérisés en ce que: - l'élément élastique de liaison est monté sous tension dans la pompe de refoulement; - la force de tension de l'élément élastique de liaison est choisie de manière à être légèrement supérieure à la force qu'exerce sur les parois de la chambre la pres- sion maximale de service régnant dans cette chambre de pom- page; - l'élément élastique de liaison est constitué au moins par une pince élastique constituée de préférence d'une pièce de tôle coudée à deux bras, dont l'un contour- nant le boîtier intermédiaire s'appuie sur la périphérie externe du capot d'aspiration tandis que l'autre bras s'ap- puie sur la face frontale du boîtier intermédiaire la plus éloignée de la chambre de pompage; - la surface périphérique du capot d'aspiration présente pour recevoir les bras des pinces élastiques, des encoches dont la profondeur croit lorsqu'on s'éloigne du boîtier intermédiaire; - le capot d'aspiration comporte un évidement cylindrique formant la chambre de pompage et qui est déli- mité par un collet fixe dépassant axialement en direction du boîtier intermédiaire et sur la face frontale duquel le boîtier intermédiaire en forme de disque se trouve maintenu en appui par la pince élastique, tandis qu'une chambre de pression de l'appareil de refoulement est raccordée à la face frontale du boîtier intermédiaire la plus éloignée du capot d'aspiration; - au niveau de la zone situé radialement vers l'extérieur, de la paroi de la chambre de pompage, il est prévu un collet annulaire dont la dimension axiale est la moitié du jeu axial entre la roue et les parois de la cham- bre de pompage; - l'élément élastique de liaison a la forme d'un disque élastique en tension entre d'une part un boî- tier faisant partie de l'appareil et recevant la pompe, d'autre part la face d'aspiration de cette pompe; - le disque élastique sur sa face frontale si- tuée du côté du capot d'aspiration porte des languettes élastiques qui sont en appui sous tension sur la face fron- tale du capot éloignée de la chambre de pompage; - le boîtier intermédiaire présente un évide- ment cylindrique constituant la chambre de pompage et qui est délimité par un collet annulaire dépassant en direction du capot d'aspiration et entourant avec un faible jeu la périphérie du capot d'aspiration en forme de disque; - le disque élastique est appliqué au niveau de son bord externe sur la face frontale du collet annulaire, par un collet du boîtier, les languettes élastiques venant en appui sur le capot d'aspiration; - la face frontale du disque élastique la plus éloignée du capot d'aspiration porte une nervure consti- tuant support de l'arbre d'entraînement de la roue de la pompe. Dessin. Le dessin montre deux exemples de réalisation de l'appareil selon l'invention servant à refouler le car- burant d'un réservoir dans un moteur à explosion, ces exem- ples étant décrits plus en détail ci-dessous: - la figure 1 présente un premier exemple dans lequel l'élément élastique agit sur le boîtier intermé- diaire de la pompe, - la figure 2 présente un second exemple de réalisation équipé d'un élément élastique agissant sur le capot d'aspiration, - la figure 3 est une vue de l'élément élasti- que de la figure 2. Description des exemples de réalisation. La description de l'appareil de refoulement se- lon l'invention est limitée à celle de la pompe constituant l'essentiel de l'invention, représentée par le dessin et qui, de manière connue selon l'état de la technique (c.f. par exemple G 89 113 020) est montée dans le boîtier de l'appareil et entraînée en rotation par un moteur électri- que, le boîtier étant relié par une tubulure d'aspiration à un réservoir d'alimentation et par une tubulure de refoule- ment au moteur à combustion interne à alimenter. La pompe de refoulement 1 que montre la figure 1 est du genre pompe de circulation entraînée par un moteur électrique non représenté. Elle comporte une roue 3 en forme de disque équipé d'une pluralité d'ailettes, tournant à l'intérieur d'une chambre cylindrique de pompage 5. Cette chambre, en direction axiale par rapport à la roue 3 est délimitée par un capot d'aspiration 7 et également par un boîtier intermédiaire 9 en appui sur le capot 7 en forme de disque qui est lui-même fixé par sa périphérie externe 11 à un boîtier de l'appareil de refoulement, non représenté sur la figure 1. Le capot d'aspiration 7 présente une cavité cylindrique dont la face frontale constitue une première paroi de la chambre de pompage 13. La bague 15 surmontant cette paroi en direction axiale vers le boîtier intermé- diaire 9 délimite par sa paroi interne la chambre de pom- page 5 en direction radiale, tandis que le boîtier intermédiaire 9 également de préférence en forme de disque s'appuie sur la bague par une de ses faces qui constitue une seconde paroi de la chambre de pompage 17. Dans ces pa- rois 13 et 17 sont usinées des rainures 19 semi-annulaires qui, en association avec les vides existant entre les ai- lettes de la roue 3 constituent un canal de refoulement 21 allant d'un orifice d'aspiration 23 situé dans le capot 7 à un orifice de pression 25 situé dans le boîtier intermé- diaire 9. L'orifice d'aspiration 23 est relié par une tubu- lure d'aspiration 27 portée par le capot 7 au réservoir d'alimentation en carburant, tandis que l'orifice de pres- sion 25 débouche de son côté sur la face frontale opposée au capot 7, dans la chambre de pression faisant suite au boîtier intermédiaire 9 et d'o part une conduite de refou- lement, non représentée, aboutissant au moteur à combustion interne. Dans la zone située radialement vers l'exté- rieur, de la première paroi de la chambre 13, il est prévu de plus sur le capot d'aspiration 7 un collet annulaire 29, dont la dimension correspond à la moitié du jeu axial exis- tant entre la zone 3 et les parois 13 et 17 de la chambre de pompage et qui délimite ainsi une zone de circulation le long de laquelle la roue 3 est en contact par sa partie la plus externe. Dans le premier exemple de réalisation, la liaison du capot d'aspiration au boîtier intermédiaire 9 est assurée par une pince élastique 31 qui maintient le boîtier 9, mobile axialement, appliqué contre le capot d'aspiration fixe 7. On peut utiliser comme pince élastique 31 une pince monobloc constituée d'un disque coudé percé d'une ouverture de passage de l'axe d'entraînement, ou en- core plusieurs bandes de tôle élastique présentant deux bras coudés, dont l'un 33 s'appuie avec une certaine ten- sion sur la face frontale du boîtier intermédiaire 9 la plus éloignée de la chambre de pompage 5 tandis que le se- cond bras 35 est engagé dans un évidement 37 creusé dans la périphérie du capot d'aspiration 7, avec un certain jeu en- tre la périphérie du boîtier 9 et le bras 35. Les évide- ments 37 en forme de poches vont s'enfonçant dans le capot lorsqu'on s'éloigne du boîtier intermédiaire 9, de sorte qu'ils présentent chacun une surface d'appui oblique 39 sur laquelle le second bras correspondant est en contact sous tension. Dans le second exemple de réalisation que mon- tre la figure 2, et dont la structure de base correspond à celle du premier exemple, le boîtier intermédiaire 209 est relié par sa périphérie fixement au boîtier 41 de l'appa- reil tandis que le capot d'aspiration 207 peut se déplacer axialement. Pour cela, la chambre de pompage 5 est usinée dans le boîtier intermédiaire 209 formant la chambre de pompage 5 de manière à l'obturer axialement, tout en lais- sant un faible jeu entre la périphérie du capot d'aspira- tion 207 et la paroi interne du collet annulaire 43 présenté par le boîtier intermédiaire 209. Il est alors avantageux de donner à la partie de la paroi interne du collet 43 servant de surface d'étanchéité une forme légère- ment conique, de manière que la section du passage existant entre le capot 207 et le collet 43 augmente lorsque le ca- pot 207 s'écarte, afin de permettre lorsqu'une pression donnée est atteinte dans la chambre de pompage, une évacua- tion sans obstacle de particules de saleté sortant de la chambre de pompage. L'élément de liaison assemblant en pression les uns sur les autres les constituants de la pompe, est, dans le second exemple de réalisation, consti- tué d'un disque élastique 45 qui par son bord externe est coincé entre un collet 47 du boîtier 41 et la face frontale du collet annulaire 43. Le disque élastique 45 comporte, ainsi que le montre la figure 3, plusieurs, de préférence trois, languettes élastiques 49 débordant axialement par rapport à la face frontale en regard du capot d'aspiration 207 et qui, en position montée, appuient avec une certaine tension sur ce capot 207 qui se trouve ainsi appliqué con- tre le boîtier intermédiaire 209, avec une force définie, par l'intermédiaire de la roue 3. La force de pression des languettes élastiques 49 n'est que peu supérieure à la force exercée par la pression sur les parois 13, 17 de la chambre de pompage 5 lorsque celle-ci est en service. Pour permettre le passage de la tubulure d'as- piration 27, le disque élastique 45 est percé d'une ouver- ture 51 tandis qu'une nervure 55 de ce disque, sur sa face opposée à la pompe 1 assure le soutien de l'arbre d'entraî- nement 53. Pendant le fonctionnement de l'appareil de re- foulement, le carburant est, de manière connue, aspiré à travers l'orifice 23 dans la chambre de pompage 5 et, sous l'action de la roue 3 en rotation, refoulé par le canal 21 vers l'orifice de pression 25, d'o le carburant sous pres- sion élevée arrive à la chambre de pression et de là, à travers une partie de boîtier 41 s'écoule en suivant une conduite de refoulement qui l'amène au moteur. Si alors, dans la chambre de pompage 5, la pression vient à dépasser une valeur donnée, par exemple du fait du blocage de parti- cules de saleté entre la roue 3 et les parois 13, 17 de la chambre, la partie de la pompe mobile axialement s'écarte, contre l'action de l'élément élastique 31, 45, de la partie fixe de la pompe et libère ainsi une section de passage permettant l'évacuation des particules. Ainsi, l'élément élastique selon l'invention permet de minimiser les pertes dues à des fentes à partir de la chambre 5 et d'évacuer les particules se trouvant entre la roue 3 et les parois 13, 17 de la chambre, de sorte qu'il ne peut se produire un grip- page de la roue 3, malgré le jeu étroit la séparant des pa- rois de la chambre. R E V E N D I C A T I ONS 1) Appareil de refoulement du carburant d'un réservoir dans un moteur à combustion interne, équipé d'une pompe de refoulement (1) de type continu, dont la roue (3) en forme de disque tourne à l'intérieur d'une chambre cylindrique de pompage délimitée par une première partie de boîtier formant capot d'aspiration (7, 207) et en appui sur celui-ci, une seconde partie de boîtier formant boîtier in- termédiaire (9, 209), le carburant circulant d'un orifice d'aspiration (23) situé dans le capot (7, 207) a un orifice de pression (25) situé dans le boîtier intermédiaire (9, 209), caractérisé en ce que le capot d'aspiration (7, 207) et le boîtier intermédiaire (9, 209) sont, par l'intermé- diaire d'un élément élastique de liaison, appliqués sous tension l'un contre l'autre de manière à permettre un mou- vement relatif du boîtier et du capot selon la direction axiale de l'axe de rotation de la roue (3). 2) Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément élastique de liaison est monté sous tension dans la pompe de refoulement (1). 3) Appareil selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la force de tension de l'élément élastique de liaison est choisie de manière à être légèrement supé- rieure à la force qu'exerce sur les parois de la chambre (13, 17) la pression maximale de service régnant dans cette chambre de pompage (5). 4) Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément élastique de liaison est constitué au moins par une pince élastique (31) constituée de préfé- rence d'une pièce de tôle coudée à deux bras, dont l'un (35) contournant le boîtier intermédiaire (9) s'appuie sur la périphérie externe du capot d'aspiration (7) tandis que l'autre bras (33) s'appuie sur la face frontale du boîtier intermédiaire (9) la plus éloignée de la chambre de pompage (5). ) Appareil selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la surface périphérique du capot d'aspira- tion (7) présente pour recevoir les bras (35) des pinces élastiques (31), des encoches (37) dont la profondeur croit lorsqu'on s'éloigne du boîtier intermédiaire (9). 6) Appareil selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le capot d'aspiration (7) comporte un évide- ment cylindrique formant la chambre de pompage (5) et qui est délimité par un collet (15) fixe dépassant axialement en direction du boîtier intermédiaire (9) et sur la face frontale duquel le boîtier intermédiaire (9) en forme de disque se trouve maintenu en appui par la pince élastique (31), tandis qu'une chambre de pression de l'appareil de refoulement est raccordée à la face frontale du boîtier in- termédiaire (9) la plus éloignée du capot d'aspiration (7). 7) Appareil selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'au niveau de la zone situé radialement vers l'extérieur, de la paroi de la chambre de pompage (13), il est prévu un collet annulaire (29) dont la dimension axiale est la moitié du jeu axial entre la roue (3) et les parois de la chambre de pompage (13, 17). 8) Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément élastique de liaison a la forme d'un disque élastique (45) en tension entre d'une part un boîtier (41) faisant partie de l'appareil et recevant la pompe (1), d'autre part la face d'aspiration de cette pompe. 9) Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le disque élastique (45) sur sa face fron- tale située du côté du capot d'aspiration (207) porte des languettes élastiques (49) qui sont en appui sous tension sur la face frontale du capot (207) éloignée de la chambre de pompage (5). ) Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le boîtier intermédiaire (209) présente un évidement cylindrique constituant la chambre de pompage et qui est délimité par un collet annulaire (43) dépassant en direction du capot d'aspiration (207) et entourant avec un faible jeu la périphérie du capot d'aspiration (207) en forme de disque. 11) Appareil selon la revendication 10, carac- térisé en ce que le disque élastique (45) est appliqué au niveau de son bord externe sur la face frontale du collet annulaire (43), par un collet (47) du boîtier (41), les languettes élastiques (49) venant en appui sur le capot d'aspiration (207). 12) Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que la face frontale du disque élastique (45) la plus éloignée du capot d'aspiration (207) porte une nervure (55) constituant support de l'arbre d'entraînement (53) de la roue (3) de la pompe (1).