Brevet FR2761419A1 — publié le 19981002

TITRE DE L'INVENTION POMPE A LIQUIDE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne une pompe à liquide telle qu'une pompe à eau pour faire circuler de manière forcée un liquide de refroidissement de moteur, tel que l'eau, au moyen d'une force centrifuge. 2. Description de l'art antérieur Une pompe à liquide conventionnelle de ce type est décrite, par exemple, dans la publication de brevet japonais No. 7(1995)-1037. Cette pompe à eau conventionnelle comprend un corps, un élément stationnaire sur lequel le corps est fixé d'une manière étanche aux fluides par un élément d'étanchéité, un arbre qui est supporté en rotation sur le corps et une roue à aubes qui est fixée à une extrémité de l'arbre et qui est installée dans une chambre à vortex formée dans le corps. La roue à aubes comprend une portion de disque qui est montée de manière fixe sur une extrémité de l'arbre par sa circonférence interne et plusieurs aubes qui sont formées sur une face latérale de la portion de disque orientée vers le corps, de manière à faire saillie vers le corps en étant disposées radialement. Une portion étagée est formée sur le corps de manière à jouxter la chambre à vortex. Une plaque de cloison ayant un orifice d'entrée est fixée sur la portion en épaulement de manière à ce qu'un jeu axial prédéterminé soit assuré entre la plaque de cloison et les surfaces terminales des aubes dirigées vers le corps. Selon cette pompe de l'art antérieur, comme le côté libre des aubes dirigées vers le corps est fermé par la plaque de cloison, un liquide de l'orifice d'entrée est forcé de manière satisfaisante par l'effet centrifuge produit par la rotation de la roue à aubes. Toutefois, comme la pompe de l'art antérieur ci-dessus nécessite une plaque de cloison, non seulement le nombre de composants augmente, mais également il faut réaliser par usinage la portion en épaulement pour fixer la plaque de cloison au corps. En outre, il est nécessaire d'installer la plaque de cloison en plus de l'installation de l'élément d'étanchéité, pour constituer la pompe à liquide. Dans ces conditions, dans la pompe ci-dessus de l'art antérieur, le coût de fabrication de la pompe est augmenté de manière importante. En outre, dans les pompes de l'art antérieur ci-dessus, un espace axial pour installer la plaque de cloison est nécessaire et, dans ces cônditions, la taille de la pompe est augmentée. Quand une portion de fermeture qui ferme le côté libre des aubes est formée sur la roue à aubes elle-même, comme décrit dans la publication de demande de modèle d'utilité japonais mise à la disposition du public pour consultation No. 59(1984)133798, il est possible de surmonter les inconvénients susmentionnés. Toutefois, dans cet agencement, il est difficile de fabriquer la roue à aubes avec une portion de fermeture et les coûts de fabrication de la pompe sont augmentés d'une manière significative. RESUME DE L'INVENTION Un objectif de la présente invention est, par conséquent, de fournir une pompe à liquide améliorée qui surmonte les inconvénients ci-dessus. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une pompe à liquide améliorée qui puisse assurer un effet de pompage satisfaisant sans augmenter les coûts de fabrication et la taille. Pour atteindre ces objectifs, on fournit une pompe à liquide améliorée qui comprend un corps, un élément stationnaire fixé au corps d'une manière étanche aux fluides par l'intermédiaire d'une plaque d'étanchéité, un arbre supporté en rotation par le corps et une roue à aubes disposée dans une chambre à vortex formée dans le corps, cette roue ayant une portion de disque fixée à une extrémité de l'arbre et plusieurs aubes formées sur une face latérale de la portion de disque dirigée vers le corps, de manière à faire saillie vers le corps en s'étendant radialement, une portion saillante étant formée sur la plaque d'étanchéité de manière à ce qu'un jeu axial prédéterminé soit maintenu entre la portion saillante et les surfaces terminales des aubes dirigées vers le corps. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Des objets et avantages additionnels de la présente invention deviendront apparents à la lecture de la description détaillée de la forme d'exécution préférée de celle-ci qui suit, faite en se reportant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une forme d'exécution d'une pompe à liquide conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue latérale d'un corps et d'une garniture métallique d'6tanchéité de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe prise suivant la ligne A A de la figure 2. DESCRIPTION DES FORMES D'EXECUTION PREFEREES Une pompe à liquide, selon une forme d'exécution préférée de la présente invention, va maintenant être décrite en se reportant aux dessins annexés. Lorsqu'on se reporte à la figure l et à la figure 2, un corps 11 d'une pompe 10 à liquide telle qu'une pompe à eau pour un moteur à combustion interne comprend un alésage interne lia et un arbre 13 est supporté en rotation dans l'alésage interne lia, à l'aide d'un palier à roulements 14. Dans cette forme d'exécution, l'arbre 14 fournit également une piste interne au palier à roulement 14 qui est inséré et immobilisé dans l'alésage interne lia. Une roue 15 à aubes est fixée à l'extrémité de l'arbre 13 qui fait saillie depuis l'extrémité de droite de l'alésage interne lia sur la figure 1. Une poulie 16 destinée à être entraînée en rotation par exemple par le vilebrequin (non représenté) du moteur, par l'intermédiaire d'une courroie, est fixée à l'autre extrémité de l'arbre 13 faisant saillie depuis l'extrémité de gauche de l'alésage interne lia de a figure 1. Le corps 11 est fixé, de manière étanche aux fluides, au bloc de culasse 12 par l'intermédiaire d'une mince garniture d'étanchéité métallique 20. La garniture d'étanchéité métallique 20 correspond à la plaque d'étanchéité de la présente invention et elle est constituée par une plaque métallique faite en SUS, SCP etc. et par un élément élastique tel qu'un revêtement de caoutchouc sur la plaque métallique. Le bloc de culasse 12 correspond à un élément stationnaire de la présente invention et un chambre à vortexl8 est formée dans le bloc de culasse 12. La roue 15 à aubes est disposée en rotation dans la chambre à vortex 18. Un passage de sortie (non représenté) qui communique entre une portion de sortie 18a de la chambre à vortex 18 et une chemise d'eau (non représentée) est formée dans le bloc de culasse 12. Dans cette forme d'exécution, la roue 15 à aubes est faite en une résine et elle comprend une portion de disque 15a avec plusieurs aubes 15b qui sont formées sur une extrémité radialement externe d'une face latérale de la portion de disque 15a orientée dans la direction du corps 11, de manière à faire saillie dans la direction du corps 11 en s'étendant radialement. Un manchon 15c fait en fer ou similaire est inséré lors du moulage sur une circonférence interne de la portion de disque 15a et le manchon 15c vient se fixer de manière permanente par son alésage interne sur une extrémité de l'arbre 13. Dans cette forme d'exécution, les surfaces terminales des aubes 15b orientées vers le corps 11 se trouvent sur le côté d'une portion inférieure de la chambre à vortex 18 dans la direction axiale par rapport à une surface de fixation 12a du bloc de culasse 12 auquel le corps 11 est fixé. Comme représenté sur la figure 2, une portion concave llb est formée sur une surface terminale du corps 11 qui est orientée vers lé bloc de culasse 12. Le joint d'étanchéité métallique 20 placé entre le corps 11 et le bloc de culasse 12 a la même configuration que celle de la surface terminale du corps 11 qui est orientée vers le bloc de culasse 12. Le joint d'étanchéité métallique 20 comprend un premier trou 20a qui communique avec un passage d'entrée 12b formé dans le bloc de culasse 12 et un second trou 20b dont la circonférence 20bl est en face des surfaces terminales des aubes 15b de la roue 15 à aubes, orientées vers le corps 11 dans la direction axiale, tout en laissant un jeu axial prédéterminé par rapport à ces surfaces terminales. Le diamètre interne du second trou 20b est le même que celui des surfaces terminales des aubes 15b de la roue 15 à aubes. Dans ces conditions, un passage 21 à liquide pour l'introduction du liquide de refroidissement depuis le passage d'entrée 12b du bloc de culasse 12 vers les extrémités radialement internes des aubes 15b par les premier et second trous 20a et 20b est formé entre la portion concave llb du corps 11 et une portion de la garniture d'étanchéité métallique 20 entre les premier et second trous 20a et 20b. Dans cette forme d'exécution, pour empêcher le passage 21 à liquide d'être restreint par la disposition décrite des surfaces terminales des aubes 15b orientées vers le corps 11, la circonférence du second trou 20b du joint métallique d'étanchéité 20 est pliée de manière à faire saillie dans la chambre à vortex 18. La circonférence du second trou 20b correspond à la portion saillante de la présente invention. Comme représenté sur la figure 2 et sur la figure 3, deux broches de montage 22 sont prévues sur la surface de fixation du corps 11 à laquelle le bloc de culasse 12 est fixé. Ces broches de montage 22 sont logées dans des alésages correspondants (non représentés) formés dans le bloc de culasse 12 pour immobiliser le corps 11 sur le bloc de culasse 12. En outre, des trous d'ajustement 20c sont formés dans une portion du joint d'étanchéité métallique 20 correspondant aux broches de montage 22 respectives et les trous d'ajustement 20c reçoivent sans jeu les broches de montage 22. Sur la figure 1, le chiffre de référence 17 montre un joint d'étanchéité mécanique bien connu qui se trouve entre la roue 15 à aubes et le pallier à roulement 14, pour empêcher le liquide de refroidissement de fuir dans la direction du palier à roulement 14. Dans la pompe à liquide ayant la structure ci-dessus, quand l'arbre 13 est mis en rotation par le couple de rotation du moteur par l'intermédiaire de la poulie 16, la roue 15 à aubes est entraînée en rotation dans la chambre à vortex 18. Dans cette forme d'exécution, comme le côté libre des aubes 15b de la roue 15 à aubes orienté vers le corps 11 est fermé par la circonférences 20bl du second trou 20b de la garniture d'étanchéité métallique 20 pour ne pas communiquer avec le passage 21 à liquide, on peut arriver à une opération de pompage satisfaisante par les effets centrifuges provoqués par la rotation de la roue 15 à aubes, sans utiliser un élément additionnel et sans augmenter la taille de la pompe par l'effet d'un tel élément additionnel. En outre, dans cette forme d'exécution, les surfaces terminales des aubes 15b orientées vers le corps 11 se trouvent sur le côté de la portion inférieure de la chambre à vortex 18 par rapport à une surface de fixation 12a du bloc de culasse 12 à laquelle le corps 11 est fixé et la circonférence du second trou 20b de la garniture d'étanchéité métallique 20 est pliée de manière à faire saillie dans la chambre à vortex 18. Ceci permet de diminuer la distance de projection de la pompe 10 depuis la surface de fixation 12a du bloc de culasse 12, sans restreindre le passage 21 à liquide. Dans ces conditions, on peut miniaturiser le moteur tout en conservant l'efficacité de la pompe 10. En outre, les trous d'ajustement 20c reçoivent sans jeu les broches de montage 22 prévues sur le corps 11 et la garniture d'étanchéité métallique 20 est fixée sur le corps 11. Par conséquent, quand la pompe 10 à liquide est assemblée sur le corps 11, l'arbre 13, le palier 14 à roulement, la roue 15 à aubes, la poulie 16 et le joint d'étanchéité mécanique 17 sont assemblés avant la fixation sur le bloc de culasse 12, ce qui évite que la garniture d'étanchéité métallique 20 ne vienne heurter le corps 11. Dans ces conditions, on évite de manière sûre que la garniture d'étanchéité métallique 20 ne soit détériorée par un choc et que l'étanchéité assurée par la garniture d'étanchéité 20 soit maintenue d'une manière satisfaisante. Dans la forme d'exécution susmentionnée, le corps 11 est fixé au bloc de culasse 12 à demeure. On peut, d'autre part, utiliser un élément couvrant ayant un passage d'entrée et un passage de sortie qui sont en communication avec le bloc de culasse en tant qu'élément stationnaire. Selon la présente invention, le côté libre des aubes 15b de la roue 15 à aubes orienté vers le corps 11 est fermé par la portion saillante de la mince garniture d'étanchéité métallique, pour assurer l'étanchéité entre le corps et l'élément stationnaire sans utiliser d'élément additionnel. Par conséquent, on peut obtenir un effet de pompage satisfaisant sans augmenter les coûts de fabrication et sans augmenter la taille de la pompe à liquide. Le principe de fonctionnement, une forme d'exécution préférée et un mode de fonctionnement de cette forme d'exécution selon la présente invention ont été décrits cidessus. L'invention, qui est destinée à être protégée, ne doit toutefois pas être comprise comme étant limitée aux formes particulières décrites, car celles-ci sont destinées plutôt à illustrer l'invention qu'à la limiter. Des variantes et modifications peuvent être réalisées par ceux versés dans l'art sans se départir de l'esprit de la présente invention. Dans ces conditions, la description détaillée ci-dessus doit être considérée comme exemplaire et elle ne limite pas la portée ou l'esprit de l'invention, telle qu'elle est énoncée dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Pompe à liquide comprenant un corps, un élément stationnaire, fixé au corps de manière étanche aux fluides, par l'intermédiaire d'une plaque d'étanchéité, un arbre rotatif supporté par le corps et une roue à aubes logée dans une chambre à vortex formée dans le corps, la roue à aubes ayant une portion de disque fixée à une extrémité de l'arbre et plusieurs aubes formées sur une face latérale de la portion de disque orientée vers le corps de manière à faire saillie vers le corps en étant disposées radialement, dans laquelle une portion saillante est formée sur la plaque d'étanchéité pour qu'un jeu axial prédéterminé soit maintenu entre la portion saillante et les surfaces terminales des aubes orientées vers le corps. 2. Pompe à liquide selon la revendication 1, dans laquelle la plaque d'étanchéité est une garniture d'étanchéité métallique mince qui comprend une plaque métallique et un élément élastique appliqué en revêtement sur la plaque métallique. 3. Pompe à liquide selon la revendication 2, dans laquelle le corps a une saillie d'ajustement et la garniture d'étanchéité métallique a un trou d'ajustement qui reçoit sans jeu la saillie d'ajustement. 4. Pompe à liquide selon la revendication 2, dans laquelle la garniture d'étanchéité métallique comprend un premier trou qui communique avec un passage d'entrée formé dans l'élément stationnaire et un second trou sur la circonférence duquel est formée la portion saillante faisant face aux surfaces terminales des aubes de la roue à aube orientées vers le corps dans la direction axiale, tout en laissant entre les deux un jeu axial prédéterminé et dans laquelle la garniture d'étanchéité métallique forme un passage à liquide entre le corps et sa portion séparant le premier trou du second trou. 5. Pompe à liquide selon la revendication 4, dans laquelle les surfaces terminales des aubes orientées vers le corps se trouvent sur le côté d'une portion inférieure de la chambre à vortex dans la direction axiale par rapport à la surface de fixation de l'élément stationnaire auquel le corps est fixé et dans laquelle la portion saillante est pliée de manière à faire saillie dans la chambrer à vortex pour empêcher une restriction du passage à liquide.