Brevet FR2817595A1 — publié le 20020607

L'invention concerne un procédé pour faire fonctionner une pompe à vide entraînée par un dispositif d'entraînement, notamment une pompe à cellules ou pompe à palettes, à l'aide de laquelle un vide est produit dans une chambre fermée, notamment dans un amplificateur de force de freinage, par le fait qu'un fluide de travail contenu dans la chambre fermée, notamment de l'air, est entraîné sous la forme d'un courant volumique à travers la pompe à vide, et une unité d'entraînement comportant une pompe à vide, notamment une pompe à cellules ou une pompe à palettes, qui est couplée à un dispositif d'entraînement et sert à produire un vide dans une chambre fermée, notamment dans un amplificateur de force de freinage, par le fait qu'un fluide de travail, notamment de l'air, contenu dans la chambre fermée, est entraîné sous la forme d'un flux volumique depuis une ouverture d'entrée de la pompe, par la pompe à vide en direction d'une ouverture de sortie de la pompe. Des pompes à vide, notamment des pompes à cellules ou des pompes à palettes, sont utilisées dans la technique automobile notamment pour produire une dépression dans un amplificateur de la force de freinage d'un véhicule automobile. Cette dépression peut être également utilisée pour d'autres fonctions de commande. Les amplificateurs de la force de freinage servent à assister la force musculaire du conducteur, lors du freinage, en produisant une force auxiliaire. Pour produire la force auxiliaire, il est prévu en amont du maître-cylindre de frein d'une installation de freinage hydraulique, un amplificateur de la force de freinage, qui est chargé par une dépression. Dans des véhicules comportant un moteur à essence, indépendamment d'une injection directe à essence, la dépression peut être prélevée la plupart du temps du tube d'aspiration, sans aucun appareil supplémentaire. Dans le cas de moteurs diesel, dans le cas de véhicules sans arbre à cames (par exemple utilisant une commande piézoélectrique de soupape) ainsi que dans des véhicules comportant des dispositifs d'entraînement alter- natifs, la dépression est produite par exemple par une pompe à vide. La pompe à vide peut être entraînée en permanence par exemple par l'arbre à cames d'un moteur à combustion interne. D'une manière générale une pompe à vide entraînée de façon permanente continue à fonctionner lorsque la dépression désirée est déjà présente dans l'amplificateur de la force de freinage. C'est pourquoi il a été proposé d'entraîner la pompe à vide par un dispositif d'entraînement qui travaille en fonction des besoins et non de façon permanente, par exemple un moteur électrique pouvant être débranché. Une raison qu'il y a d'utiliser une pompe électrique est également l'absence d'un dispositif d'entraînement mécanique. L'utilisation dans la technique automobile conduit au fait que la pompe à vide et son dispositif d'entraînement doivent travailler de façon parfaite dans une gamme étendue de températures de manière que soit garanti un fonctionnement parfait de l'amplificateur de la force de freinage. L'invention a pour but de créer un procédé pour faire fonctionner une pompe à vide entraînée par un dispositif d'entraînement de pompe et une unité d'entraînement comportant une pompe à vide, qui peut être utilisée dans une gamme très étendue de températures. Le problème est résolu à l'aide d'un procédé pour faire fonctionner une pompe à vide entraînée par un dispositif d'entraînement, notamment une pompe à cellules, à l'aide de laquelle un vide est produit dans une chambre fermée, notamment dans un amplificateur de force de freinage, par le fait qu'un fluide de travail contenu dans la chambre fermée, notamment de l'air, est entraîné sous la forme d'un courant volumique à travers la pompe à vide, caractérisé en ce que le flux volumique, qui est entraîné par la pompe à vide, est utilisé pour la mise en température, notamment pour le refroidissement du dispositif d'entraînement de la pompe. Il s'est avéré qu'une mise en température de la pompe à vide et du dispositif d'entraînement à partir de l'extérieur au moyen d'une convection forcée par exemple à l'aide d'un ventilateur, conduit à créer des bruits relativement intenses. Dans la technique automobile, il faut respecter des prescriptions qui sont de plus en plus astreignantes concernant l'émission de bruits. Pour respecter ces prescriptions, il peut être nécessaire d'encapsuler la pompe à vide et son dispositif d'entraînement. Une telle encapsulation complique cependant la mise en température étant donné qu'en raison de l'encapsulation, l'évacuation de chaleur vers l'extérieur est perturbée. Il existe par conséquent un conflit entre la mise en température et l'atténuation du bruit. L'utilisation du courant volumique, entraîné par la pompe à vide, pour la mise en température de la pompe fournit l'avantage consistant en ce que l'on peut se passer de l'utilisation d'unités supplémentaires de refroidissement, comme par exemple des ventilateurs. Un autre avantage réside dans le fait que le courant volumique entraîné par la pompe à vide est déjà présent, d'une manière conditionnée par la construction, à l'intérieur de la pompe à vide. Par conséquent il n'est pas nécessaire de traverser une encapsulation éventuellement présente pour introduire un courant de fluide de refroidissement. Un exemple de mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que le flux volumique côté aspiration, qui pénètre dans la pompe à vide, est utilisé pour la mise en température, notamment pour le refroidissement du dispositif d'entraînement de la pompe. Lorsque le courant volumique aspiré par la pompe à vide est dirigé à travers le dispositif d'entraînement de la pompe à vide pour la mise en température, ceci fournit de bons résultats de refroidissement. Dans ce type de mise en oeuvre, le volume aspiré et éventuellement la résistance d'écoulement dans la zone d'aspiration de la pompe à vide augmentent. Un autre exemple de mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que le flux volumique côté refoulement, qui sort de la pompe à vide, est utilisé pour la mise en température, notamment pour le refroidissement du dispositif d'entraînement de la pompe. Ce type de mise en oeuvre fournit l'avantage consistant en ce que ni le volume aspiré, ni la résistance de l'écoulement dans la zone d'aspiration de la pompe à vide n'augmentent. Un autre avantage réside dans le fait que le dispositif d'entraînement de la pompe peut être utilisé simultanément en tant que dispositif d'insonorisation servant à réduire le bruit de sortie. Le problème est également résolu à l'aide d'une unité d'entraînement comportant une pompe à vide, notamment une pompe à cellules ou à palettes, qui est couplée à un dispositif d'entraînement et sert à produire un vide dans une chambre fermée, notamment dans un amplificateur de force de freinage, par le fait qu'un fluide de travail, notamment de l'air, contenu dans la chambre fermée, est entraîné sous la forme d'un flux volumique depuis une ouverture d'entrée de la pompe, par la pompe à vide en direction d'une ouverture de sortie de la pompe, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie de la pompe ou l'ouverture d'entrée de la pompe est reliée au dispositif d'entraînement. Grâce à la liaison entre l'ouverture de sortie de la pompe ou l'ouverture d'entrée de la pompe et le dispositif d'entraînement, le courant volumique, qui sort de la pompe à vide ou y pénètre et est aspiré hors de la chambre fermée parvient au dispositif d'entraînement de la pompe. Lorsque l'air sortant de l'amplificateur de la force de freinage d'un véhicule automobile est aspiré, il s'agit en général d'air froid, étant donné que l'air sortant de l'amplificateur de la force de freinage est en général plus froid que l'air ambiant sortant directement de l'espace moteur. En outre la température de l'air sortant de l'amplificateur de la force de freinage est inférieure à la température maximale de fonctionnement de l'unité électrique. Cet air froid convient pour refroidir le dispositif d'entraînement de la pompe et garantit, même dans le cas de températures extérieures élevées, un fonctionnement parfait de l'unité d'entraînement. Un exemple de réalisation de l'unité d'entraînement comportant un carter de pompe est caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comprend un moteur, notamment un moteur électrique, pourvu d'un carter qui est monté sur le carter de la pompe. Ceci présente l'avantage consistant en ce qu'on peut supprimer une canalisation de raccordement entre le carter du moteur et le carter de la pompe. En outre le carter du moteur est agencé sous la forme d'un dispositif d'insonorisation, ce qui a pour effet que les bruits apparaissant lors du fonctionnement de l'unité d'entraînement peuvent être atténués. En outre cet exemple de réalisation permet un agencement particulièrement compact de l'unité d'entraînement, ce qui s'avère très avantageux au regard de l'espace de montage étroit dans des véhicules automobiles modernes. Un autre exemple de réalisation de l'unité d'entraînement se caractérise par le fait que le carter du moteur et le carter de la pompe sont séparés l'un de l'autre sur les côtés, qui se font face à l'état assemblé, par une seule paroi de séparation. La paroi de séparation peut être formée soit par une partie du carter de la pompe, soit par une partie du carter du moteur. Par conséquent le carter du moteur ou le carter de la pompe peut être agencé de manière à être ouvert d'un côté. Un autre exemple de réalisation de l'unité d'entraînement est caractérisé en ce qu'une première ouverture pour le passage du flux volumique entraîné par la pompe à vide est prévu dans la paroi de séparation. La première ouverture peut coïncider avec l'ouverture de sortie de la pompe, qui peut à son tour être reliée à une chambre de pression de la pompe à vide. Ceci réduit au minimum la dépense de fabrication pour l'unité d'entraînement. Un autre exemple de réalisation de l'unité d'entraînement est caractérisé en ce qu'un élément de filtre est disposé dans la première ouverture. L'élément de filtre empêche que de quelconques corps étrangers, se présentant par exemple sous la forme de résidus d'usure, parviennent depuis le carter de la pompe dans le carter du moteur. Un autre exemple de réalisation de l'unité d'entraînement est caractérisé en ce qu'une seconde ouverture pour réaliser le couplage du dispositif d'entraînement de la pompe à la pompe à vide, est prévue dans la paroi de séparation. Dans la seconde ouverture on peut disposer par exemple un accouplement, qui relie entre eux l'arbre du dispositif d'entraînement de la pompe et un arbre de la pompe à vide pour la transmission d'un couple. En outre la seconde ouverture peut être utilisée pour le centrage du dispositif d'entraînement par rapport au carter de la pompe et inversement. Un autre exemple de réalisation de l'unité d'entraînement est caractérisé en ce qu'au moins une ouverture de sortie pour le flux volumique entraîné par la pompe à vide est prévue dans le carter du moteur. L'ouverture de sortie est positionnée dans le carter du moteur de préférence de telle sorte que le flux volumique entraîné hors de l'ouverture de sortie de la pompe pour pénétrer dans le carter du moteur passe devant les sources de chaleur présentes dans le dispositif d'entraînement de la pompe et permet un transfert thermique par convection. En outre l'ouverture de sortie est positionnée avantageusement de telle sorte que la pénétration de saletés et d'eau est empêchée. A la place de l'ouverture de sortie en forme de perçage, la sortie peut être réalisée au moyen d'une fine ouverture en forme de fente sur la périphérie. Ceci présente l'avantage de conduire à de faibles vitesses d'écoulement et par conséquent à un bruit de fonctionnement réduit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ciaprès prise en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente, en coupe transversale, une forme de réalisation d'une unité d'entraînement selon l'invention. Sur la figure, une pompe à vide est désignée globalement par la référence 1. La pompe à vide 1 comprend un carter de pompe 2 comportant une paroi périphérique 3. Vue en coupe transversale, la paroi périphérique 3 possède extérieurement une forme circulaire et est agencée intérieurement essentiellement avec une forme d'ellipse. La coupe transversale peut présenter intérieurement la forme d'une spirale de Pascal, mais également un contour circulaire. Sur une face frontale de la paroi périphérique 3, le carter 2 de la pompe est fermé par un fond 5, qui est formé d'un seul tenant avec la paroi périphérique 3. Un couvercle 6 est prévu sur l'autre face frontale de la paroi périphérique 3. Le couvercle 6 est vissé à l'aide de plusieurs vis 8,9 à la paroi périphérique 3 du carter 2 de la pompe. Dans la paroi périphérique 3 du carter 2 de la pompe est prévue une ouverture d'entrée 10, au moyen de laquelle un fluide de travail aspiré par la pompe à vide 1 parvient, sous la forme d'un courant volumique, à l'intérieur du carter 2 de la pompe. Un rotor 14 de la pompe est monté de manière excentrique à l'intérieur du carter 2 de la pompe et y est logé de manière à pouvoir tourner par rapport à la paroi périphérique. Dans le rotor 14 de la pompe est aménagée au moins une fente radiale, dans laquelle une palette est logée de manière à être déplaçable radialement. Dans le cas de la pompe à vide désignée par la référence 1, il s'agit d'une pompe à cellules. La paroi périphérique 3 du carter 2 de la pompe représente un contour de levage, à l'intérieur duquel le rotor 14 de la pompe peut tourner. Lorsque le rotor 14 de la pompe est entraîné en rotation, un fluide de travail est entraîné par l'intermédiaire de l'ouverture d'entrée 10 et d'un espace d'aspiration (non représenté) dans une chambre de pression 18. Un perçage de liaison 11, qui est aménagé dans le fond 5 du carter 2 de la pompe, s'étend à partir de la chambre de pression 18. Le perçage de liaison 11 débouche à l'intérieur d'un moteur électrique 20. Le moteur électrique 20 comprend un carter 21, qui possède la forme d'une enveloppe en forme de cylindre circulaire. Une face frontale du carter 21 du moteur est fermée par le fond 5 du carter 2 de la pompe. L'autre face frontale du carter 21 du moteur est fermée par un capot 24 du carter du moteur. Le capot 24 du carter du moteur est fixé, conjointement avec le carter 21 du moteur, à l'aide de vis 27 sur le fond 5 du carter 2 de la pompe. Le carter 21 du moteur est serré par l'intermédiaire du capot 24 du carter du moteur à l'aide des vis 26 et 27 contre le fond 5 du carter 2 de la pompe. Un élément d'amortissement 37 en caoutchouc est disposé entre le capot 23 du carter du moteur et l'extrémité coudée 36 d'un bras 35, qui s'étend à partir du carter 2 de la pompe. L'élément d'amortissement 37 sert à découper, du point de vue des vibrations, le moteur électrique 20. L'autre extrémité du bras 36 est découplée, vis-à-vis des vibrations, également du moteur électrique par d'autres éléments d'amortissement (non représentés). Un rotor 30 est monté de manière à pouvoir tourner par l'intermédiaire du carter 21 du moteur, à l'aide de deux paliers 31 et 32. Le palier 31 prend appui sur le fond 5 du carter 2 de la pompe. Le palier 32 prend appui sur le capot 24 du carter du moteur. Le rotor 30 est couplé au rotor 14 de la pompe sur le côté tourné vers le carter 2 de la pompe, par l'intermédiaire d'un accouplement (non représenté) lors du fonctionnement de l'unité d'entraînement, le rotor 14 de la pompe est entraîné par le rotor 30 du moteur électrique 20. Pour l'accouplement mécanique du rotor 14 de la pompe au rotor 30 du moteur électrique 20, une ouverture 7 est aménagée dans le fond 5 du carter 2 de la pompe. Le rotor 30 du moteur électrique 20 coopère avec un stator (non représenté sur la figure), dans lequel est induit un champ magnétique circulant. Sous l'effet du champ magnétique circulant, le rotor 30 et par conséquent le rotor 14 de la pompe, qui y est accouplé, sont entraînés en rotation, en fonction du besoin. Lorsque le rotor 14 de la pompe est entraîné en rotation, un fluide de travail, au niveau de l'ouverture d'entrée 10 du carter de la pompe, présent en cet endroit est aspiré. L'ouverture d'entrée 10 du carter 2 de la pompe est reliée par l'intermédiaire d'une canalisation de raccordement (non représentée) à un amplificateur de la force de freinage d'un véhicule automobile. En ce qui concerne le fluide de travail il s'agit d'air, qui est aspiré à partir de l'espace intérieur de l'amplificateur de la force de freinage pour produire en cet endroit une dépression. Le flux volumique aspiré au niveau de l'ouverture d'entrée 10 du carter 2 de la pompe parvient par l'intermédiaire de la chambre de pression 18 à l'ouverture de sortie 11 du carter 2 de la pompe. Une flèche 39 indique que le courant volumique, qui sort du carter 2 de la pompe, est dirigé à l'intérieur du carter 21 du moteur. Le courant volumique indiqué par la flèche 39 passe devant le rotor 30 du moteur électrique en direction d'une ouverture de sortie 40, qui est prévue dans le carter 21 du moteur. Le courant volumique aspiré parvient à l'extérieur en passant par l'ouverture de sortie 40, comme cela est indiqué par une flèche 41. En ce qui concerne la pompe 1, il s'agit d'une pompe à vide fonctionnant à sec et entraînée électriquement. Le courant volumique, qui sort de la pompe à vide 1, est utilisé, comme cela est indiqué par les flèches 39 et 41, pour refroidir les parties mobiles dans le moteur électrique 20. Simultanément le carter 21 du moteur est agencé sous la forme d'un amortisseur acoustique servant à réduire les bruits de sortie de l'air 39 sortant du carter 2 de la pompe. REVENDICATIONS 1. Pompe à vide (1), notamment une pompe à cellules, à l'aide de laquelle un vide est produit dans une chambre fermée, comme dans un amplificateur de force de freinage, par le fait qu'un fluide de travail contenu dans la chambre fermée, comme de l'air, est entraîné sous la forme d'un courant volumique à travers la pompe à vide, caractérisée en ce que le flux volumique (39), qui est entraîné par la pompe à vide, est utilisé pour le refroidissement du dispositif d'entraînement de la pompe. 2. Pompe à vide selon la revendication l, caractérisée en ce que le flux volumique (39) côté aspiration, qui pénètre dans la pompe à vide (1), est utilisé pour le refroidissement du dispositif d'entraînement de la pompe. 3. Pompe à vide selon la revendication l, caractérisée en ce que le flux volumique (39) côté refoulement, qui sort de la pompe à vide (1), est utilisé pour le refroidissement du dispositif d'entraînement de la pompe. 4. Pompe à vide selon la revendication l, caractérisée en ce qu'elle est couplée à un dispositif d'entraînement et sert à produire un vide dans une chambre fermée, comme dans un amplificateur de force de freinage, par le fait qu'un fluide de travail, comme de l'air, contenu dans la chambre fermée, est entraîné sous la forme d'un flux volumique depuis une ouverture d'entrée (10) de la pompe, par la pompe à vide en direction d'une ouverture de sortie (11) de la pompe, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie de la pompe ou l'ouverture d'entrée de la pompe est reliée au dispositif d'entraînement. 5. Pompe à vide selon la revendication 4, comportant un carter de pompe, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement comprend un moteur, notamment un moteur électrique (20), pourvu d'un carter (21) qui est monté sur le carter de la pompe. 6. Pompe à vide selon la revendication 5, caractérisée en ce que le carter (21) du moteur et le carter (2) de la pompe sont séparés l'un de l'autre sur les côtés, qui se font face à l'état assemblé, par une seule paroi de séparation. 7. Pompe à vide selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'une première ouverture (11) pour le passage du flux volumique entraîné par la pompe à vide est prévu dans la paroi de séparation (5). 8. Pompe à vide selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un élément de filtre est disposé dans la première ouverture (11). 9. Pompe à vide selon l'une ou l'autre des revendications 7 et 8, caractérisée en ce qu'une seconde ouverture (7) pour réaliser le couplage du dispositif d'entraînement (20) de la pompe à la pompe à vide, est prévue dans la paroi de séparation (5). 10. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce qu'au moins une ouverture de sortie (40) pour le flux volumique (39) entraîné par la pompe à vide (1) est prévue dans le carter (21) du moteur.