Brevet FR2762047A1 — publié le 19981016

Etat de la technique La présente invention concerne une pompe de transfert de carburant pour un moteur à combustion interne comprenant au moins un élément de pompe entraîné en rotation dans une chambre de pompe, dont le mouvement de rotation transfère du carburant d'une chambre d'aspiration dans une chambre de pression en passant par un canal de transfert, en étant relié solidairement en rotation à un axe d'entraînement entraîné par un élément d'entraînement externe par l'intermédiaire d'un élément de couplage. Dans le cas d'une telle pompe de transfert de carburant connue selon le document DE-196 25 488, au moins un élément de pompe est entraîné en rotation dans une chambre de pompe; cet élément de la pompe de transfert de carburant connue est formé par une paire de pignons dentés engrenant ensemble et entraînés en rotation. Les pignons dentés de cette pompe de transfert de carburant en forme de pompe à en- grenage font passer le carburant d'une chambre d'aspiration reliée au réservoir, le long d'un canal de transfert formé entre la surface frontale des roues dentées et la paroi péri- phérique d'une chambre de pompe recevant ces roues, vers une chambre de pression reliée à la pompe d'injection. Un premier pignon denté est relié solidairement en rotation avec l'arbre d'entraînement de la pompe, qui peut être entraîné par un élément de couplage à partir d'un élément d'entraînement ex- terne. L'axe d'entraînement est ainsi relié par une liaison par la forme au premier pignon denté et celui-ci engrène avec le second pignon denté monté dans le boîtier pour lui commu- niquer le mouvement de rotation. Pour qu'en cas de blocage brusque de la transmis- sion de la pompe, on évite sa destruction ou la chute de piè- ces libres dans l'embrayage ou dans le moteur, il est connu dans le cas de la pompe de transfert de carburant, d'avoir une cloison interne à la pompe pour le couple de réaction de l'unité d'entraînement dans le cas d'un blocage brusque de la pompe de transfert. Ce dispositif de protection contre une surcharge est formé par un embrayage glissant prévu entre l'élément d'entraînement et l'axe d'entraînement, de sorte qu'en cas de blocage de la transmission de la pompe de trans- fert, l'élément d'entraînement peut continuer à tourner grâce à l'embrayage à glissement, par rapport à l'axe d'entraî- nement qui est bloqué. Ce dispositif de protection connu contre les sur- charge sous la forme d'un embrayage glissant présente néan- moins l'inconvénient que le coefficient de frottement peut varier à long terme ce qui rend délicat un réglage précis du couple de réaction maximum autorisé. De plus, l'embrayage glissant, complémentaire représente une augmentation du tra- vail de fabrication par rapport aux pompes de transfert de carburant connues. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une pompe de trans- fert de carburant du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que l'axe d'entraînement comporte un point de rupture de consigne au niveau duquel l'axe d'entraînement casse en cas de dépassement d'un couple de réaction maximum, prédéterminé. La pompe de transfert de carburant selon l'invention destinée à un moteur à combustion interne pré- sente ainsi l'avantage que le dispositif de protection contre une surcharge, pour limiter le couple de réaction appliqué à l'axe d'entraînement, puisse être prévu de manière interne à la pompe de transfert sans augmenter les moyens de montage et de construction. Cela résulte avantageusement de l'existence d'un point de rupture de consigne au niveau de l'axe d'entraînement, et à cet endroit, en cas de dépassement d'un couple de réaction prédéterminé de la pompe de transfert, l'axe d'entraînement se casse. Il est particulièrement avantageux que le point de rupture de consigne soit constitué par un affaiblissement de l'axe d'entraînement, car l'axe d'entraînement ne transmet aucune force de flexion et cela permet ainsi de diminuer la rigidité en rotation ou rigidité en torsion, de manière sim- ple. La section efficace au niveau du point de rupture de consigne peut être diminuée de manière simple par une cavité à la périphérie de l'axe d'entraînement. Cette cavité peut être simplement une rainure annulaire réalisée par exemple par un dégagement par une rainure. Suivant une variante, une cavité en forme de per- çage dans l'axe d'entraînement qui s'étend avantageusement jusque dans la zone de la rainure annulaire. Le point de rup- ture de consigne de l'axe d'entraînement est alors prévu de préférence à une extrémité de l'axe d'entraînement opposée à l'élément d'entraînement externe, le positionnement du point de rupture de consigne entre la zone d'induction de la force par liaison par la forme de l'axe d'entraînement dans l'élément de pompe en rotation et l'axe de l'arbre d'entraînement est d'un choix particulièrement avantageux. En variante, il est également possible de réali- ser le point de rupture de consigne par d'autres cavités dans la périphérie de l'axe d'entraînement ou par une réalisation particulière de la matière à ce niveau. Pour éviter que des pièces de rupture, séparées de l'axe d'entraînement n'arrivent dans l'enceinte du moteur, il est prévu avantageusement une protection contre la perte qui contient les morceaux résultant de la rupture de l'axe d'entraînement dans leur position axiale. Cette protection selon l'exemple de réalisation, est constituée par une bague de protection appliquée contre la face frontale de l'élément de liaison; cet élément de liaison est maintenu avec sa se- conde face opposée à la première face frontale contre un épaulement de l'axe d'entraînement. Les liaisons d'entraînement en rotation entre l'élément d'entraînement externe et l'élément d'accouplement, l'élément d'accouplement et l'axe d'entraînement ainsi que l'axe d'entraînement et l'élément de pompe rotatif, de préfé- rence le premier pignon denté sont ainsi constituées de pré- férence par des liaisons par la forme; en variante, il peut également s'agir de liaisons par la force ou de liaisons par la matière. La réalisation d'un dispositif de protection con- tre la surcharge, selon l'invention, en cas de blocage de la pompe de transfert, comme point de rupture de consigne au ni- veau de l'axe d'entraînement est ainsi possible, de sorte que l'axe d'entraînement peut continuer à tourner librement en cas de blocage de la transmission de la pompe, ce qui évite en toute sécurité la destruction de l'élément d'entraînement sans que cela n'augmente le coût de la fabrication.5 Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - l'élément de pompe entraîné en rotation est la première roue dentée d'une pompe à engrenage, engrenant avec une se- conde roue dentée montée à rotation et un canal de trans- fert relie les surfaces frontales des roues dentées et une paroi périphérique de la chambre de pompe. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisa- tion préférentiels de la pompe d'injection de carburant re- présentés dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un premier exem- ple de réalisation de la pompe de transfert de carburant dont le point de rupture de consigne est réalisé sur l'arbre d'entraînement par une rainure annulaire, - la figure 2 est une vue à échelle agrandie de l'axe d'entraînement de la figure 1, - la figure 3 montre un second exemple de réalisation selon une vue simplifiée de l'axe d'entraînement, avec le point de rupture de consigne formé par la combinaison d'une rai- nure annulaire et d'un perçage borgne, axial dans l'axe d'entraînement. Description des exemples de réalisation Le premier exemple de réalisation d'une pompe de transfert de carburant selon l'invention représenté à la fi- gure 1, est montée dans une conduite de transfert non dé- taillée, reliant un réservoir à un moteur à combustion interne de préférence à la pompe d'injection du moteur. Le premier exemple de réalisation représenté en coupe longitudi- nale à la figure 1 comprend un corps de pompe 1 dans lequel se trouve une chambre de pompe 3. Une paire de pignons dentés engrenant tourne dans cette chambre. Un premier pignon denté , qui selon l'exemple de réalisation se trouve dans la par- tie supérieure, est entraîné en rotation par un élément d'entraînement externe 7 non détaillé et ce pignon transmet son mouvement de rotation par sa denture droite à un second pignon denté 9 engrenant avec le premier pignon denté 5. Les pignons dentés 5, 9 subdivisent ainsi la chambre de pompe 3 par leur engrènement 11 en deux plages partielles non repré- sentées en détail, à savoir une première plage partielle pour une chambre d'aspiration et une seconde plage partielle pour une chambre de compression. La chambre d'aspiration est reliée à la chambre de pression par un canal de transfert non représenté en dé- tail, formé entre les rainures des dents de la surface fron- tale du premier et du second pignon denté 5, 9 à la périphérie supérieure et à la périphérie inférieure de la chambre de pompe 3. De plus, la chambre d'aspiration et la chambre de pression ont chaque fois un orifice de branchement dans la paroi du corps de pompe 1 par lequel la chambre d'aspiration est reliée à une conduite d'aspiration également non représentée partant du réservoir et la chambre de pres- sion est reliée par une conduite de transfert non représentée avec la chambre d'aspiration de la pompe d'injection de car- burant. La chambre 3 est fermée par un couvercle de pompe 13. Les pignons dentés 5, 9 sont montés chaque fois sur un tou- rillon venant en saillie à l'intérieur du corps de pompe 1 et appartenant ainsi au corps de pompe 1. Un premier tourillon , supérieur, solidaire du corps de pompe forme un tourillon de palier recevant le premier pignon denté 5 et un second tourillon de corps de pompe 17 situé en dessous constitue un second tourillon de palier recevant le second pignon denté 9. Le premier tourillon 15 présente un perçage traversant 19, axial dans lequel passe un axe d'entraînement 21 relié à son extrémité opposée au couvercle 13 du corps de pompe, par une liaison de rotation à l'élément d'entraînement externe 7 par un élément de couplage 23. A son extrémité tournée vers le couvercle de boî- tier 13, l'axe d'entraînement 21 sort du perçage traversant 19 du premier tourillon 15 et présente une tête profilée 25 venant dans une cavité de section correspondant du premier pignon denté 5; cette liaison par la forme permet de trans- mettre le mouvement de rotation de l'axe d'entraînement 21 au premier pignon denté 5. A son extrémité opposée au couvercle 13 du corps de pompe, l'axe d'entraînement 21 présente un tourillon 29 de diamètre réduit par lequel il pénètre dans une ouverture de réception correspondante de l'élément de couplage 23 en forme de disque. La liaison solidaire en rotation entre le tourillon 29 de l'axe d'entraînement 21 dans l'ouverture de réception 31 de l'élément de couplage 23 peut10 être faite par la forme ainsi que par la force. L'élément de couplage 23 en forme de disque s'applique par sa surface frontale annulaire 33 tournée vers le corps de pompe 1, con- tre un épaulement 35 de l'axe d'entraînement 21 formé au pas- sage vers le tourillon 29. A son extrémité opposée à la première surface frontale 33, l'élément de couplage 23 forme une surface d'épaulement annulaire 37 contre laquelle s'applique une bague de fixation 39 logée dans le corps de pompe 1. Cette bague de fixation 39 constitue un moyen de protection contre la perte, qui fixe l'axe d'entraînement 2120 en position axiale par l'élément de couplage 23. Ainsi, en cas de rupture, on évite que des parties de l'axe d'entraînement ne puissent glisser hors du corps de pompe 1. Pour réaliser un point de rupture de consigne sur l'axe d'entraînement 21, il est prévu comme cela est repré- senté à échelle agrandie à la figure 2, une rainure annulaire 41 dans la surface périphérique de l'axe d'entraînement 21; cette rainure est prévue directement au passage de la section entre la tête profilée 25 et le corps de l'axe d'entraînement 21. Cette rainure annulaire 41 est suffisamment profonde pour que l'axe d'entraînement 21 se casse à cet endroit en cas de couple de rappel important, par suite du blocage des pignons dentés 5 et 9. Cela permet de manière simple de régler diffé- rents couples de réaction maximum autorisés sur l'axe d'entraînement 21 par la profondeur de la rainure 41. La figure 3 montre un second exemple de réalisa- tion de la pompe de transfert de carburant; dans ce second exemple, seule la réalisation du point de rupture de consigne de l'axe d'entraînement 21 est réalisée différemment, de sorte que la figure et la description de ce second exemple de réalisation se limitent à la présentation de l'axe d'entraî- nement 21. Un perçage borgne 43 supplémentaire est usiné dans la face frontale 45 du côté du pignon denté de l'axe d'entraînement 21, s'étendant jusque dans la zone de la rai- nure annulaire 41 et diminuant d'une manière également impor- tante, la section efficace de l'axe d'entraînement; cela permet de régler même de très faibles couples de réaction maximum autorisés pour la rupture de l'axe au niveau du point10 de rupture de consigne. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Pompe de transfert de carburant pour un moteur à combus- tion interne comprenant au moins un élément de pompe (5) en- traîné en rotation dans une chambre de pompe (3), dont le mouvement de rotation transfère du carburant d'une chambre d'aspiration dans une chambre de pression en passant par un canal de transfert, en étant relié solidairement en rotation à un axe d'entraînement (21) entraîné par un élément d'entraînement externe (7) par l'intermédiaire d'un élément 1) de couplage (23), caractérisée en ce que l'axe d'entraînement (21) comporte un point de rupture de consigne au niveau duquel l'axe d'entraînement (21) casse en cas de dépassement d'un couple de réaction maximum, prédéter- miné. 2 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point de rupture de consigne est réalisé par une réduction 2() de la section efficace de l'axe d'entraînement (21). 3 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la réduction de la section est formée par une cavité à la pé- riphérie de l'axe d'entraînement (21). 4 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cavité à la périphérie de l'axe d'entraînement (21) est en forme de rainure annulaire (41). ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la réduction de section est réalisée par une cavité, de pré- férence un perçage (43) dans l'axe d'entraînement (21). 6 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le perçage (43) est réalisé dans l'axe d'entraînement (21) dans la zone de la cavité de la surface périphérique de l'axe d'entraînement (21). 7 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 1, caractérisée par une protection contre les pertes au niveau de l'axe d'entraî- nement (21), qui, après une rupture de l'axe d'entraînement (21) bloque en place les morceaux résultant de la rupture. 1) 8 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 7, caractérisée en ce que la protection est en forme de bague de fixation (39) appli- quée contre une surface d'épaulement annulaire (37) de l'élément de couplage (23) maintenu en appui contre un épau- lement (35) de l'axe d'entraînement (21) par sa surface fron- tale (33) tournée vers le corps de la pompe. 9 ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de pompe (5) entraîné en rotation est la première roue dentée d'une pompe à engrenage, engrenant avec une se- conde roue dentée (9) montée à rotation et un canal de trans- fert relie les surfaces frontales des roues dentées (5, 9) et une paroi périphérique de la chambre de pompe (3). ) Pompe de transfert de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que 3() l'axe d'entraînement (21) est relié à l'élément de pompe (5) entraîné en rotation par une liaison par la forme.