Brevet FR2739148A1 — publié le 19970328

La présente invention concerne une pompe entraînée magnétiquement du type dans lequel une roue est mise en rotation par une force magnétique. La pompe peut être utilisée comme pompe à eau ou analogue dans un système de refroidissement par eau d'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile. Une chemise d'eau est formée dans un moteur de véhicule dans le but de le refroidir, et une pompe à eau est connectée à la chemise. La pompe à eau comporte une chambre qui communique avec la chemise, et une roue est supportée à l'intérieur de la chambre de façon à pouvoir tourner autour de son axe. Une pompe à eau décrite dans la publication mise à la disposition du public du modèle d'utilité japonais N Sho 60-159899 (1985) comprend un aimant permanent mené qui est fixé à une roue à la position de son axe. Un arbre d'entraînement ayant un aimant permanent d'entraînement en parallèle avec son axe est employé comme unité d'entraînement dans une chambre à manivelle, qui est séparée de la chambre de la pompe par une plaque. L'aimant permanent mené de la roue et l'aimant permanent d'entraînement de l'arbre d'entraînement constituent des moyens d'attraction magnétique pour entraîner en rotation la roue sous l'effet de leurs forces magnétiques. En outre, la publication mise à la disposition du public du brevet japonais N Sho 63- 189690 (1988) décrit une pompe ayant un rotor à aimant permanent formé comme partie intégrale d'une roue dans une chambre de pompe, et un stator du type à solénoïde servant d'unité d'entraînement, qui est fixé dans une chambre à stator séparée de la chambre de la pompe. Le rotor à aimant permanent faisant partie de la roue et le stator du type à solénoïde servent de moyens d'attraction magnétique et forment un moteur. Dans ces pompes entraînées magnétiquement de l'art antérieur, la force magnétique du moyen d'attraction magnétique est formée par l'aimant 2 2739148 permanent d'entraînement de l'arbre d'entraînement monté en parallèle avec l'axe ou par les influences du stator du type à solénoïde, dans une direction, le moyen d'attraction magnétique est formé par l'aimant permanent mené de la roue ou par le rotor à aimant permanent de la roue, o ces moyens d'attraction magnétique sont fournis en parallèle avec l'axe. Il en résulte que la roue est entraînée en rotation et produit un écoulement circulaire à l'intérieur de la chambre de la pompe. En séparant la chambre de la pompe contenant la roue de la chambre à manivelle ou de la chambre à stator maintenant l'arbre d'entraînement ou le stator du type à solénoïde, une unité d'entraînement est fournie à l'extérieur de la chambre de la pompe. En conséquence, par rapport à une pompe ordinaire dans laquelle la chambre de la pompe et la chambre à manivelle sont rendues étanches par des joints mécaniques, il est possible d'éviter le bruit et la fuite d'huile à partir des joints mécaniques. Un autre avantage est une structure plus simple. Cependant, un inconvénient de ces pompes entraînées magnétiquement de la technique antérieure est que, étant donné que les moyens d'attraction magnétique sont prévus en parallèle avec l'axe, la force magnétique mutuelle est inadéquate. En conséquence, la roue ne peut suivre les fluctuations brutales de la vitesse de rotation et il est difficile de la faire tourner à des vitesses élevées. Si l'on utilise une pompe de cette sorte pour refroidir un moteur, le résultat est une perte de circulation du fluide et une diminution du débit de la circulation. Le résultat final est un refroidissement non satisfaisant du moteur. Si deux moyens d'attraction magnétique sont allongés suivant l'axe dans le but de faire tourner la roue de manière fiable à vitesse élevée, le résultat est une pompe plus longue dans le sens axial. Cela rend plus difficile d'installer la pompe dans un véhicule. En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir une pompe entraînée 3 2739148 magnétiquement dans laquelle la roue est capable de suivre les fluctuations brutales de la vitesse de rotation et qui peut tourner à vitesse élevée de manière fiable. Selon la présente invention, on atteint l'objet précédent en fournissant une pompe entraînée magnétiquement qui comprend une chambre de pompe, une roue maintenue dans la chambre de manière à pouvoir tourner autour d'un axe afin de produire un écoulement dans un fluide se trouvant à l'intérieur de la chambre sous l'effet de cette rotation, une unité d'entraînement, qui est montée à l'extérieur de la chambre de la pompe par une paroi formant cloison, pour entraîner en rotation la roue, et des premier et second moyens d'attraction magnétique prévus sur l'unité d'entraînement et la roue, respectivement, afin d'entraîner en rotation la roue sous l'effet de la force magnétique mutuelle, au moins l'un des premier ou second moyens d'attraction magnétique étant monté en parallèle avec l'axe et étant prévu aussi dans au moins l'avant ou l'arrière de la pompe dans la direction axiale. Dans la pompe selon la présente invention, au moins l'un du moyen d'attraction magnétique de l'unité d'entraînement et du moyen d'attraction magnétique de la roue est prévu en parallèle avec l'axe, et est monté aussi dans au moins l'avant et l'arrière de la pompe dans le sens axial. Il en résulte que les forces magnétiques agissent dans deux ou trois directions entre les deux moyens d'attraction magnétique, et une force magnétique mutuelle satisfaisante est obtenue sans allongement des deux moyens d'attraction magnétique dans le sens axial. En conséquence, s'il y a une variation brutale de la vitesse de rotation ou si l'on souhaite faire tourner la roue à haute vitesse, la roue pourra suivre l'unité d'entraînement. La roue est ainsi mise en rotation afin de produire un écoulement fiable du fluide à l'intérieur de la chambre de la pompe. 4 2739148 En outre, l'unité d'entraînement est prévue à l'extérieur de la chambre de la pompe grâce à la paroi de cloisonnement. En conséquence, par rapport à une pompe ordinaire dans laquelle la chambre de la pompe et la chambre de la manivelle sont rendues étanches par des joints mécaniques, il est possible d'éviter le bruit et les fuites de fluide à partir des joints mécaniques. De plus, la structure d'ensemble est simplifiée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une pompe à eau entraînée magnétiquement à déplacement positif selon un premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe, prise le long de la ligne II-II de la figure 1, de la pompe à eau entraînée magnétiquement à déplacement positif selon le premier mode de réalisation de la présente invention; et La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une pompe à eau entraînée magnétiquement à écoulement axial selon un second mode de réalisation de la présente invention. On décrira maintenant en détail, en liaison avec les dessins, les premier et second modes de réalisation de la présente invention. Premier mode de réalisation. Dans le premier mode de réalisation, comme représenté en figures 1 et 2, l'invention est appliquée à une pompe à eau entraînée magnétiquement à déplacement positif. La pompe à eau comprend un corps 1 dans lequel un trou central lb est formé par une paroi de cloisonnement la. Une chambre de pompe 2 en forme d'anneau est formée à l'intérieur du corps 1 et communique avec une chemise d'eau, qui est formée dans le moteur (non représenté), par une entrée lc et une sortie ld débouchant dans la direction radiale. Une unité d'entraînement, ici un arbre d'entraînement 5, est supportée en rotation dans le trou central lb entre des flasques intérieurs le, 1f via des paliers lisses 3, 4. La partie centrale de l'arbre d'entraînement 5 est agrandie de manière à former une partie à grand diamètre 5a qui peut tourner entre les flasques intérieurs le, lf. Un aimant permanent d'entraînement 5b servant de moyen d'attraction magnétique est fixé à la périphérie extérieure de la partie à grand diamètre de l'arbre d'entraînement 5. Une plaque avant 6 opposée à la face avant du corps 1 est montée à force sur l'extrémité avant de l'arbre d'entraînement 5, une plaque arrière 7 en regard de la face arrière du corps 1 est montée à force sur l'arrière de l'arbre d'entraînement 5, ces plaques 6 et 7 en regard définissant la chambre de pompe, et une poulie (non représentée) est fixée à l'extrémité arrière de l'arbre d'entraînement 5. Des aimants permanents d'entraînement 6a, 7a servant d'autre moyen d'attraction magnétique sont fixés à la plaque avant 6 et à la plaque arrière 7, respectivement, aux côtés en regard du corps 1. La partie à grand diamètre 5a de l'arbre d'entraînement 5, la plaque avant 6 et la plaque arrière 7 forment ainsi une unité d'entraînement. En outre, l'aimant permanent d'entraînement 5b est fixé à la partie de grand diamètre a de façon à être parallèle à l'axe, et les aimants permanents d'entraînement 6a, 7a sont fixés à la plaque avant 6 et à la plaque arrière 7, respectivement, de manière à être situés à l'avant et à l'arrière de l'aimant permanent d'entraînement 5b dans le sens axial. Un moyen de rotor 8 servant de roue est reçu à l'intérieur de la chambre 2 de la pompe. Le moyen de rotor 8 comprend une multitude de rouleaux 9 (dans ce premier mode de réalisation, quatre rouleaux), et des éléments de connexion 10, 11 en forme d'anneau pour maintenir les rouleaux 9 d'une manière telle que ceux-ci sont espacés l'un de l'autre de la même distance. Chaque rouleau 9 comprend une tige 9a fixée aux éléments de connexion 10, 6 2739148 11, un corps de rouleau 9d maintenu en rotation sur la tige 9a par des paliers lisses 9b, 9c, et un aimant permanent mené 9e, servant d'autre moyen d'attraction magnétique, fixé à la périphérie extérieure du corps 9d du rouleau. Si l'arbre d'entraînement 5 de cette pompe à eau est mis en rotation via la poulie, l'aimant permanent d'entraînement 5b de la partie à grand diamètre 5a et les aimants permanents d'entraînement 6a, 7a des plaques avant et arrière 6, 7, respectivement, exercent des forces magnétiques, dans trois directions, sur l'aimant permanent mené 9e de chaque rouleau 9 du moyen de rotor 8. Il en résulte que le moyen de rotor 8 tourne autour de l'axe et chaque rouleau 9 du moyen de rotor 8 tourne autour de sa propre tige 9a. A ce moment là, une force magnétique mutuelle satisfaisante est obtenue sans allongement de l'aimant permanent d'entraînement 5b et de l'aimant permanent entraîné 9e suivant le sens axial. Le moyen de rotor 8 et les rouleaux 9 suivront la partie à grand diamètre 5a de l'arbre d'entraînement 5 et les plaques avant et arrière 6, 7 même si la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement 5 est fluctuante ou même lorsque l'on souhaite faire tournant le rotor 8 et les rouleaux 9 à vitesse élevée. En déplaçant ainsi les rouleaux 9 à l'intérieur de la chambre 2 de la pompe en forme d'anneau, un courant en circulation est produit de manière fiable à l'intérieur de la chambre 2 de la pompe grâce au volume séparant les rouleaux 9. En conséquence, la pompe à eau de ce mode de réalisation s'installe facilement, le rotor 8 et les rouleaux 9 peuvent suivre les fluctuations brutales de la vitesse de rotation, et le rotor 8 et les rouleaux 9 peuvent tourner à vitesse élevée. Il en résulte que la circulation peut être produite de manière fiable et que le moteur peut être refroidi de façon optimum. En outre, la partie à grand diamètre 5a de l'arbre d'entraînement 5, la plaque avant 6 et la plaque 7 2739148 arrière 7 sont prévues à l'extérieur de la chambre 2 de la pompe dans la pompe à eau de la présente invention. En conséquence, par rapport à une pompe ordinaire utilisant des joints mécaniques, il est possible d'éviter le bruit et les fuites de fluide qui seraient produits par des joints mécaniques. De plus, la structure d'ensemble est simplifiée. Second mode de réalisation. Dans le second mode de réalisation, tel qu'il est illustré en figure 3, l'invention s'applique à une pompe à eau entraînée magnétiquement à flux axial. La pompe à eau de ce mode de réalisation comprend un corps cylindrique 21 dans lequel est formée une chambre 22 de pompe du type axial. La chambre 22 communique avec une chemise d'eau, qui est formée dans le moteur (non représenté), par une entrée 21a et une sortie 21b débouchant longitudinalement. La partie centrale du corps 21 est formée de manière à comporter une partie agrandie 21c dont les circonférences intérieure et extérieure ont des dimensions accrues. Une roue 23 est reçue à l'intérieur de la partie agrandie 21c. La roue 23 comprend un arbre 23a s'étendant dans le sens axial, une multitude d'aubes 23b fixées à l'arbre 23a de manière à s'étendre dans le sens du diamètre et des aimants permanents menés 23d, 23e, 23f servant comme moyens d'attraction magnétique fixés aux extrémités extérieures des aubes 23b via des éléments de fixation 23c. En d'autres termes, les aimants permanents menés 23d, 23e, 23f sont prévus dans le sens axial et sur les côtés avant et arrière dans la direction axiale. Ainsi, l'aimant permanent mené 23d est monté en parallèle avec l'axe et les aimants permanents menés 23e, 23f sont montés à l'avant et à l'arrière de l'aimant permanent mené 23d dans le sens axial. En outre, une poulie 25 maintenue en rotation sur le côté diamétralement extérieur de la 8 2739148 partie agrandie 21c via un palier 24, le corps 21 servant en soi de paroi de cloisonnement. La poulie 25 comprend un corps de poulie 25a recouvrant la partie agrandie 21c suivant son côté s'étendant axialement ainsi que ses côtés avant et arrière dans la direction axiale, et un corps de courroie 25d fixé à la surface périphérique extérieure du corps 25a de la poulie. Les aimants premanents d'entraînement 25c, 25d, 25e servant d'autres moyens d'attraction magnétique opposés aux aimants permanents menés 23d, 23e, 23f respectivement, sont fixés aux faces intérieures du corps 25 de la poulie sur son côté s'étendant axialement ainsi qu'aux côtés avant et arrière dans la direction axiale. Ainsi, la poulie 25 constitue une unité d'entraînement. L'aimant permanent d'entraînement 25c est monté en parallèle avec l'axe et les aimants permanents d'entraînement 25d, 25e sont prévus à l'avant et à l'arrière de l'aimant permanent d'entraînement 25c dans le sens axial. Si la poulie 25 de cette pompe à eau est mise en rotation, les aimants permanents d'entraînement c, 25d, 25e exercent des forces magnétiques, dans trois directions, sur les aimants permanents menés 23d, 23e, 23f de la roue 23. Il en résulte que la roue 23 tourne autour de l'axe. A ce moment-là, une force magnétique mutuelle satisfaisante est obtenue sans allongement de l'aimant permanent d'entraînement 25c et de l'aimant permanent mené 23d suivant la direction axiale. La roue 23 suivra la poulie 25 même si l'on souhaite faire tourner la roue 23 à vitesse élevée. En faisant en sorte que les aubes 23b de la roue 23 agitent l'intérieur de la chambre 22 de la pompe, le fluide en circulation circule sous la forme d'une spirale à l'intérieur de la chambre 22. En conséquence, la pompe à eau de ce mode de réalisation peut être installée facilement, la roue 23 est capable de suivre les fluctuations soudaines de la vitesse de rotation et peut tourner de manière fiable à vitesse élevée. Il en résulte que le moteur peut être refroidi de façon optimum par cette pompe à eau. En outre, la poulie 25 de cette pompe à eau est montée à l'extérieur de la chambre 22 de la pompe. En conséquence, par rapport à une pompe ordinaire utilisant des joints mécaniques, il est possible d'éviter le bruit et les fuites de fluide qui se produiraient avec des joints mécaniques. De plus, la structure d'ensemble est simplifiée. Ainsi, comme on l'a décrit ci-dessus, la pompe entraînée magnétiquement selon la présente invention est telle que la roue peut suivre les fluctuations brutales de la vitesse de rotation et peut tourner à vitesse élevée. Cela est rendu possible sans sacrifier la facilité du montage. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Pompe entraînée magnétiquement, caractérisée en ce qu'elle comprend: une chambre de pompe (2; 22); - une roue (8; 23) maintenue dans la chambre de pompe (2; 22) de manière à pouvoir tourner autour d'une axe et produire un écoulement d'un fluide à l'intérieur de la chambre (2; 22) sous l'effet de la rotation; - une unité d'entraînement (5; 23a), qui est montée à l'extérieur de la chambre de la pompe (2; 22) par une paroi de cloisonnement, afin d'entraîner la roue (8; 23) en rotation, et; - des premier (5b; 25c, 25d, 25e) et second (9e; 23d, 23e, 23f) moyens d'attraction magnétique prévus sur l'unité d'entraînement (5; 23a) et la roue (8; 23), respectivement, afin d'entraîner en rotation la roue (8, 23) sous l'effet d'une force magnétique mutuelle, au moins l'un des premier (5b; 25c, 25d, 25e) ou second (9e; 23d, 23e, 23f) moyens. d'attraction magnétique étant monté en parallèle avec l'axe et étant prévu aussi dans au moins l'avant ou l'arrière de la pompe dans le sens axial. 2 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la roue (8) est constituée d'une multitude de rouleaux (9) qui sont espacés circonférentiellement les uns des autres et reliés par des éléments de connexion (10) à l'intérieur de la chambre de la pompe (2). 3 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier moyen d'attraction magnétique (5b) est prévu sur la surface extérieure de l'arbre d'entraînement agrandi (5) qui est accouplé à une poulie et sur des plaques en regard des surfaces latérales opposées (6, 7) du corps de la pompe afin de définir la chambre de la pompe (2), le second moyen d'attraction magnétique (5b) est prévu sur chacun des rouleaux (9). 4 - Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement (5) est un arbre d'entraînement qui est accouplé à une poulie et autour duquel les rouleaux (9) sont disposés. - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un corps cylindrique (21) pour définir la chambre de pompe (22) comporte un orifice d'entrée (21a) et un orifice de sortie (21b) qui sont ouverts longitudinalement et la roue (23) est constituée d'une multitude d'aubes (23b), le second moyen d'attraction magnétique (23d, 23e, 23f) étant fixé aux extrémités extérieures des aubes (23b). 6 - Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'une poulie (25) est maintenue en rotation sur le corps cylindrique (21) et autour des aubes (23b) et le premier moyen d'attraction magnétique (25c, 25d, 25e) est fixé aux faces intérieures de la poulie (25) qui sont opposées à une partie du corps cylindrique (21). 7 - Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que le corps cylindrique (21) comporte une partie agrandie dans laquelle les aubes (23b) sont enfermées et autour de laquelle la poulie (25) est placée.