Brevet FR2772082A1 — publié le 19990611

Etat de la technique: La présente invention concerne une unité de pom- page de carburant pour prendre du carburant dans un réser- voir, comprenant dans un boîtier, une pompe de transfert avec un rotor de pompe, entraîné par un moteur électrique, un pré- filtre de carburant du côté de l'aspiration et un filtre principal de carburant du côté en pression, le boîtier entou- rant une chambre centrale logeant le moteur électrique et une chambre annulaire logeant le filtre principal de carburant et entourant la chambre centrale, le boîtier étant fermé de ma- nière étanche par un couvercle muni d'un ajutage de sortie de carburant et d'un ajutage de branchement électrique. Selon le document DE-44 44 854 Ai, on connaît une unité de pompage de carburant dans un réservoir comprenant une pompe de transfert entraînée par un moteur électrique, d'un préfiltre de carburant en amont de la pompe de transfert ainsi que d'un filtre principal de carburant en aval de la pompe de transfert; ces différents moyens sont logés dans un pot de filtre. Le pot de filtre se ferme par un couvercle de filtre. La pompe de transfert et le moteur électrique sont des pièces distinctes logées dans une chambre centrale du pot de filtre. Le filtre principal est logé dans une chambre an- nulaire entourant de manière concentrique la chambre cen- trale. Le moteur électrique est pressé par des éléments d'appui particuliers contre la pompe de transfert pour que la pompe de transfert et le moteur électrique soient maintenus axialement, sans jeu dans le pot de filtre. Comme la pompe de transfert est logée dans la chambre centrale, le moteur élec- trique et la pompe de transfert sont constitués sous la forme d'un élément distinct et à cause de sa taille limitée, la pompe de transfert doit tourner à une vitesse de rotation re- lativement élevée. Cela limite le rendement et du fait de la vitesse de rotation élevée, la pompe génère un bruit impor- tant. Avantages de l'invention: La présente invention a pour but de développer une unité de pompage de carburant logée dans le réservoir et remédiant aux inconvénients évoqués ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne une unité de pompage de carburant du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le rotor de la pompe de transfert logé dans une chambre de pompe a un diamètre supérieur au diamètre de la chambre centrale et le flux de carburant fourni par la pompe de transfert passe directement dans la chambre annulaire. Ces composants sont intégrés dans un boîtier. Le boîtier possède une chambre centrale recevant le moteur élec- trique et une chambre annulaire entourant la chambre centrale pour recevoir le filtre principal de carburant. Le boîtier est fermé de manière étanche par un couvercle. Le couvercle comporte un ajutage de sortie de carburant par lequel le flux de carburant filtré, transféré par l'unité de pompage de car- burant alimente par exemple le moteur à combustion interne d'un véhicule; le couvercle comporte également un ajutage de raccordement électrique. La pompe de transfert est logée dans une chambre de pompe à l'intérieur du boîtier et possède un rotor de pompe d'un diamètre supérieur à celui de la chambre centrale. Le flux de carburant de la pompe de transfert est conduit directement dans la chambre annulaire. Un avantage important de l'unité de pompage de carburant selon l'invention réside dans la réduction du nom- bre de pièces, car l'unité est intégrée dans une unité cons- tructive. Un autre avantage important est que la géométrie de la pompe, c'est-à-dire le diamètre du rotor de la pompe est agrandi. Pour un tel rotor de pompe agrandi, on a une plus grande longueur des canaux du rotor de la pompe, le long des- quels la pression augmente. Cela se traduit par une augmenta- tion du rendement de la pompe de transfert. Avec l'amélioration du rendement et l'augmentation du diamètre du rotor de la pompe, on peut réduire la vitesse de rotation de la pompe pour un même débit. Or, cette réduction de la vi- tesse de rotation du rotor de la pompe de transfert diminue fortement l'émission de bruit par la pompe. L'unité de pom- page de carburant selon l'invention a ainsi une construction plus simple et plus compacte que les unités connues. Selon un exemple de réalisation, le diamètre du rotor de la pompe est pour l'essentiel égal aux dimensions extérieures du boîtier. Le boitier est de préférence cylin- drique et les dimensions extérieures de la chambre recevant la pompe c'est-à-dire dans laquelle est logé le rotor de la pompe de transfert est essentiellement à fleur avec le diamè- tre extérieur du boîtier. Cela donne une unité de transfert de carburant particulièrement compacte, dont le rendement rapporté aux dimensions de la pompe de transfert est maximum. Selon un autre développement de l'invention, la pompe de transfert est disposée pour que le flux de carburant de la pompe de transfert pénètre par la face frontale dans la chambre annulaire. Cela signifie que la pompe de transfert est montée essentiellement sur la face frontale du côté du couvercle du boîtier opposé à celui de l'unité de pompage de carburant. On arrive ainsi à des chemins de circulation ex- trêmement courts, car le carburant débité par la pompe de transfert passe directement de la sortie de la pompe de transfert dans le filtre principal de carburant pour être nettoyé. On supprime ainsi le passage du flux de carburant à travers la chambre centrale dans la chambre annulaire comme cela est usuel pour les unités de pompage de carburant de l'état de la technique. Cela permet également de réduire la puissance nécessaire de la pompe de transfert, si bien que pour une certaine puissance, on peut réduire encore plus la vitesse de rotation. L'axe de sortie du moteur électrique portant l'induit traverse de préférence la chambre recevant la pompe et s'appuie sur le boîtier. On évite ainsi que de la saleté puisse arriver vers le côté propre de l'unité de pompage de carburant. Selon un autre exemple de réalisation, du côté aspiration, la pompe de transfert comporte une plaque de re- couvrement tenue par le préfiltre de carburant; celui-ci en- toure le bord du boîtier sur lequel il est pressé. Comme la plaque de recouvrement est reliée avec son bord, par une liaison de forme au boîtier, on a une étanchéité suffisante. Cela présente également l'avantage pour l'unité de pompage de carburant selon l'invention que seul le couvercle qui porte l'ajutage de sortie de carburant et l'ajutage de branchement électrique sont à relier de manière étanche au boîtier pro- prement dit. Cela se fait de préférence par une soudure. La chambre annulaire logeant le filtre principal de carburant est de préférence subdivisée par des joints en une zone extérieure et une zone intérieure. La réalisation essentiellement cylindrique de l'unité de pompage de carbu- rant selon l'invention utilise comme joints de préférence des joints toriques Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les joints sont placés dans la chambre annulaire ou divisent la chambre annulaire, de sorte que le flux de carburant de la pompe de transfert pénètre tout d'abord dans la zone extérieure de la chambre et passe de là en sortant du filtre principal de carburant en direction de la zone inté- rieure de la chambre pour traverser cette zone ou y arriver et sortir de la zone intérieure de la chambre par l'ajutage de sortie de carburant pour sortir de nouveau de l'unité de pompage de carburant. On réalise ainsi un passage efficace dans l'unité de transfert de carburant avec les filtres inté- rieurs, réalisant des chemins de circulation courts. Selon une autre caractéristique avantageux, l'unité de pompage de carburant comporte sur le boîtier, au moins un élément de liaison élastique pour s'appuyer sur le réservoir de carbu- rant Selon un autre exemple de réalisation, la pompe de transfert et le moteur électrique sont intégrés dans le boîtier, la chambre de pompe étant séparée du côté du moteur électrique par une paroi faisant partie du boîtier et assu- rant la séparation de la chambre centrale et la chambre annu- laire. Cela réduit encore plus le nombre de pièces. On obtient ainsi une unité de pompage de carbu- rant selon l'invention qui constitue une solution peu cou- teuse et un ensemble compact qui se monte dans le réservoir. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une unité de pompage de carburant selon l'invention, - la figure 2 montre un détail à échelle agrandie de l'unité de pompage de carburant de la figure 1, laissant apparaître l'alimentation directe du carburant fourni par la pompe de transfert au filtre principal de carburant. Exemple de réalisation: La figure 1 montre une unité de pompage de carbu- rant 1 logée dans un réservoir 2. L'unité de pompage de car- lO burant 1 selon l'invention avec les conduites de liaison est fixée à une bride du réservoir par un bouchon de réservoir 23. L'unité de pompage de carburant 1 comporte dans son boî- tier 3, un moteur électrique 4 logé dans une chambre centrale 9 et un stator 27 avec des aimants 28 correspondants et un induit 15 monté sur l'axe de sortie du moteur électrique 4. L'axe de sortie 4 traverse la chambre de pompe 14 et s'appuie par un couvercle 16 sur le boîtier 3. Le boîtier 3 loge également une pompe de trans- fert 5 sur le côté tourné vers le fond du réservoir La pompe de transfert 5 comporte intérieurement un rotor de pompe 6 dont le diamètre correspond pratiquement au diamètre exté- rieur du boîtier cylindrique 3. Le rotor de pompe 6 logé dans la chambre de pompe 14, entraîné en rotation par le moteur électrique 4, un flux de carburant à travers un préfiltre à carburant 7 et par une ouverture dans le couvercle 16, par des canaux de rotor de pompe jusqu'à l'orifice de sortie du côté en pression de la pompe de transfert 5. Cet orifice de sortie du côté en pression est un orifice de débordement 29 et se trouve en regard des canaux du rotor de pompe, de sorte que le carburant transféré peut passer par un chemin de pas- sage extrêmement court, du côté en pression de la pompe de transfert 5 directement à travers la zone extérieure 20 for- mée par les joints 18, 19 dans la chambre annulaire 10; dans cette zone se trouve un filtre principal de carburant 8. Le flux de carburant qui pénètre dans la zone extérieure 20 de la chambre traverse le filtre principal de carburant 8 en di- rection de la zone intérieure 21 de la chambre annulaire 10. De la zone intérieure 21 de la chambre, le carburant passe par l'ajutage de sortie de carburant 12 du couvercle 11 de l'unité de pompage de carburant 1 et faisant partie du boî- tier 3, pour arriver dans une conduite de carburant reliée au couvercle de réservoir 23; le carburant ainsi transféré est amené par cette conduite par exemple à un moteur à combustion interne d'un véhicule. L'unité de pompage de carburant 1 proprement dite est appuyée par l'intermédiaire d'au moins un élément de liaison élastique 22 contre le réservoir de carburant 2, si bien que les vibrations éventuellement produites par le fonc- tionnement du moteur électrique 4 de l'unité de pompage de carburant ne sont pas transmises au réservoir. Il est égale- ment possible de loger l'unité de pompage de carburant dans un pot qui se place globalement dans le réservoir d'un véhi- cule et dans ce cas, l'élément de liaison élastique est placé entre le boîtier 3 et le côté intérieur du pot. Soit sur la paroi intérieure du réservoir, soit sur le côté intérieur d'un tel pot, il est prévu un tube plongeur 25 qui reçoit du carburant d'une conduite de retour de carburant 24 également intégrée au couvercle de réservoir 23 et qui est reconduit au réservoir puisque non consommé en fonction de la charge. Ain- si, le flux de carburant de retour est de nouveau filtré dans le préfiltre de carburant 7 et le filtre principal 8 de l'unité de pompage de carburant 1. La figure 2 montre un détail à échelle agrandie d'une partie de la zone de l'unité de pompage de carburant 1 selon la figure 1 au niveau de la pompe de transfert 5. Dans le boîtier 3 apparaissent le moteur électrique 4 avec son stator 27, le filtre principal de carburant 8 dans la chambre annulaire 10 ainsi que la pompe de transfert 5 avec son rotor 6 logé dans la chambre de pompe 14. Le joint 18 subdivise le volume annulaire 10 en une zone extérieure 20 et une zone in- térieure 21 de la chambre. Le rotor 6 a un diamètre corres- pondant pratiquement à la zone du diamètre extérieur du boîtier 3. Le carburant fourni par la pompe de transfert 5 passe par l'orifice de débordement 8 pour sortir des canaux de pompage du rotor 6 et arriver directement dans la zone ex- térieure 20 de la chambre annulaire 10. Cette circulation est indiquée par la flèche. Du côté avant en direction du préfiltre de carbu- rant 7, le rotor 6 de la pompe de transfert 5 est fermé par un couvercle 16 dont le bord est logé dans le boîtier 3 avec lequel il fait corps. Le préfiltre de carburant présente sur son côté périphérique, un bord rabattu 17 ou repoussé dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur du boî- tier 3 au niveau de la pompe de transfert 5, si bien que le bord du préfiltre de carburant 7 est pressé de manière étan- che sur le boîtier 3. Un tel montage étanche pressé peut par exemple se faire par frettage. La disposition de la pompe de transfert 5 sur l'avant du boîtier 3 permet ainsi d'augmenter le diamètre du rotor 6 de la pompe de transfert 5 selon l'invention pour augmenter son rendement, car cela augmente la longueur des canaux de pompage. On réduit également au minimum les chemins de transfert du carburant sortant de la pompe de transfert 5 du côté en pression, et passant directement par l'orifice de débordement 29 dans la chambre annulaire 10 recevant le fil- tre principal de carburant 8. Nomenclature 1 Unité de pompe de carburant 2 Réservoir de carburant 3 Boîtier 4 Moteur électrique Pompe de transfert 6 Rotor de pompe 7 Préfiltre de carburant 8 Filtre principal de carburant 9 Chambre centrale Chambre annulaire 11 Couvercle 12 Ajutage de sortie de carburant 13 Ajutage de branchement électrique 14 Chambre de pompe Induit 16 Couvercle 17 Bord 18, 19 Joints 20 Zone extérieure de la chambre 21 Zone intérieur de la chambre 22 Elément de liaison élastique 23 Couvercle de réservoir 24 Conduite de retour de carburant 25 Tube plongeur 26 Bride de réservoir 27 Stator 28 Aimants 29 Orifice de débordement R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Unité de pompage de carburant (1) pour prendre du carbu- rant dans un réservoir (2), comprenant dans un boîtier (3), une pompe de transfert (5) avec un rotor de pompe (6), en- traîné par un moteur électrique (4), un préfiltre de carbu- rant (7) du côté de l'aspiration et un filtre principal de carburant (8) du côté en pression, le boîtier (3) entourant une chambre centrale (9) logeant le moteur électrique (4) et une chambre annulaire (10) logeant le filtre principal de carburant (8) et entourant la chambre centrale (9), le boî- tier (3) étant fermé de manière étanche par un couvercle (11) muni d'un ajutage de sortie de carburant (12) et d'un ajutage de branchement électrique (13), caractérisée en ce que le rotor (6) de la pompe de transfert (5) logé dans une cham- bre de pompe (14) a un diamètre supérieur au diamètre de la chambre centrale (9) et le flux de carburant fourni par la pompe de transfert (5) passe directement dans la chambre annulaire (10). 2 ) Unité de pompage de carburant (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre du rotor (6) de la pompe est pratiquement égal à la dimension extérieure du boîtier (3). 3 ) Unité de pompage de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le flux de carburant de la pompe de transfert (5) pénètre par la face avant dans la chambre annulaire (10). 4 ) Unité de pompage de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moteur électrique (4) comporte un induit (15) dont l'axe traverse la chambre de la pompe (14) et s'appuie contre le boîtier (3). ) Unité de pompage de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la pompe de transfert (5) comporte un couvercle (16) du côté aspiration, ce couvercle étant tenu par le préfiltre de carburant (7) et présente un bord (17), engagé autour du boîtier (3) en serrant celui-ci. 6 ) Unité de pompage de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la chambre annulaire (10) est subdivisée par des joints (18, 19) en une zone extérieure (20) et une zone intérieure (21). 70 ) Unité de pompage de carburant (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que les joints (18, 19) de la chambre annulaire (10) sont dispo- sés pour que le flux de carburant de la pompe de transfert (5) pénètre dans la zone extérieure (20) de la chambre, tra- verse le filtre principal (8) et sort de la zone intérieure (21) par l'ajutage de sortie de carburant (12). 8 ) Unité de pompage de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu' au moins un élément de liaison (22) élastique est prévu sur une paroi du réservoir de carburant (2) pour servir d'appui. 9 ) Unité de pompage de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pompe de transfert (5) et le moteur électrique (4) sont intégrés dans le boîtier (3), la chambre (14) de la pompe étant séparée en direction du moteur électrique (4) par rap- port à la chambre centrale (9) et à la chambre annulaire (10) par une paroi faisant partie du boîtier (3).