Brevet FR2813350A1 — publié le 20020301

Pompe L'invention concerne une pompe telle qu'une pompe d'assistance de direction, comprenant un dispositif de soupape de réglage du débit et un dispositif injecteur, dans laquelle le ou les jets de fluide qui sorte(nt) de la soupape de réglage du débit entraîne(nt) le fluide revenant à la pompe en provenance d'un raccord de tube d'aspiration ou d'un dispositif de réservoir, destinée à alimenter un dispositif d'assistance de direction et un consommateur supplémentaire prévu dans le véhicule automobile, comme, par exemple, un moteur hydraulique prévu pour un entraînement de ventilateur. On connaît des pompes de ce genre. C'est ainsi que, par exemple, on connaît une version d'une pompe d'assistance de direction dont le débit volumique de fluide est utilisé en supplément pour l'alimentation d'un moteur hydraulique pour un ventilateur de véhicule automobile, o le fluide revenant du moteur hydraulique est introduit dans le réservoir au moyen d'un deuxième dispositif injecteur, et comporte, juste avant ce réservoir, une liaison menant à l'injecteur de soupape de réglage du débit contenu dans la pompe. Cette pompe possède donc deux injecteurs qui sont disposés à proximité immédiate l'un de l'autre. On a constaté que les jets de fluide de ce dispositif à double injecteur peuvent s'influencer mutuellement aux grandes vitesses de rotation, c'est-à-dire en présence de grands débits volumiques, de sorte que l'effet de gavage dans la région d'aspiration est perturbé et qu'il peut se produire une cavitation et les bruits qui y sont liés. Le but de l'invention consiste donc à donner à une pompe destinée à l'alimentation d'un dispositif d'assistance de direction et d'un deuxième consommateur comme, par exemple, un moteur hydraulique de ventilateur, une configuration telle que ces problèmes ne se posent plus dans de larges plages du fonctionnement. Ce problème est résolu par une pompe telle qu'une pompe d'assistance de direction, comprenant un dispositif de soupape de réglage du débit et un dispositif injecteur, dans laquelle le ou les jets de fluide qui sorte(nt) de la soupape de réglage du débit entraîne(nt) le fluide revenant à la pompe en provenance d'un raccord de tube d'aspiration ou d'un dispositif de réservoir, destinée à alimenter un dispositif d'assistance de direction et un consommateur supplémentaire prévu dans le véhicule automobile, tel qu'un moteur hydraulique destiné à un entraînement de ventilateur, dans lequel, dans la région 2 2813350 d'aspiration du groupe rotatif situé à l'intérieur de la pompe, est disposé en supplément du conduit de sortie de l'injecteur, au moins un retour séparé par lequel au moins une partie du fluide sortant du consommateur supplémentaire est envoyée à la région d'aspiration du groupe rotatif. Une pompe selon l'invention possède en supplément du conduit de sortie de l'injecteur, deux retours séparés aboutissant à la chambre d'aspiration. Par ailleurs, on préfère une pompe dans laquelle le courant de retour ou les courants de retour et le courant de l'injecteur sont introduits indépendamment et séparément l'un de l'autre dans la région d'aspiration du groupe rotatif. Selon l'invention, les courant de retour ne doivent pas avoir d'influence sur le courant de l'injecteur. Par ailleurs, on préfère une pompe dans laquelle les débouchés des retours sont disposés dans la région d'aspiration symétriquement par rapport au débouché du conduit de sortie de l'injecteur, en particulier latéralement à droite et à gauche du conduit de sortie de l'injecteur relativement à l'axe de rotation du groupe rotatif. L'invention est décrite à titre d'exemple et de façon plus détaillée en regard des Figures 1 à 4. Sur ces Figures: la Figure 1 montre un schéma hydraulique la Figure 2 montre une vue de la région d'aspiration les Figures 3a, b montrent une vue extérieure de la pompe Les Figures 4a, b, montrent une vue extérieure d'une autre pompe La Figure 4c montre une vue d'une autre région de sortie. La Figure 1 montre schématiquement le schéma hydraulique d'une pompe de ce genre destinée à alimenter un circuit de ventilateur et une assistance de direction. Une pompe 1 qui est entraînée, par exemple, par un moteur à combustion interne 2 au moyen d'une transmission à courroie, produit un débit volumique plus ou moins grand en fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Ce débit volumique est tout d'abord envoyé, à l'intérieur de la pompe, à une soupape 3 de réglage du débit. La soupape 3 de réglage du débit est réglée de manière qu'à partir d'un débit volumique donné, par exemple 33 I/min, elle renvoie le débit volumique produit en supplément, qui est fonction de la vitesse de rotation, à la chambre d'aspiration 6 de la pompe, en passant par une courte conduite de retour 4 et par un dispositif injecteur 5. Dans le dispositif injecteur 5, débouche aussi un retour 7 qui est relié à un réservoir 8, soit directement à la pompe, soit par l'intermédiaire d'un raccord de tube d'aspiration et d'un tuyau ou d'une conduite tubulaire. 3 2813350 Le débit volumique prévu pour l'alimentation aussi bien du ventilateur hydraulique que de la direction est envoyé par une conduite 9 à une soupape 10 qui est destinée au réglage du ventilateur. Cette soupape 10 du ventilateur est commandée en accord avec un circuit de réglage du ventilateur, non représenté ici, de manière que le débit volumique nécessaire pour le ventilateur soit réglé par une conduite 11 qui mène au moteur hydraulique 12 comprenant la roue de ventilateur 13 qui y est reliée,. Une conduite de retour 14 mène de nouveau du moteur hydraulique 12 à un point de noeud de conduites 15 dans lequel débouche une conduite de bipasse 16 provenant de la soupape 10 du ventilateur. La soupape 10 du ventilateur est commandée, par exemple au moyen d'un électro-aimant, de telle manière qu'un débit volumique plus ou moins grand soit envoyé par la conduite 11, selon les besoins du moteur hydraulique 12. Le courant volumique excédentaire qui est envoyé de la soupape 3 de réglage du débit à la soupape 10 du ventilateur et qui n'est pas nécessaire pour le moteur hydraulique 12, passe en bipasse par la conduite 16 en contournant le moteur 12 du ventilateur. Le courant du moteur du ventilateur et le courant de bipasse se réunissent de nouveau au point de noeud 15 et ils sont envoyés, par une conduite commune 17, à une autre soupape 18 de réglage du débit qui limite le débit volumique dont la servodirection 19 a besoin. La soupape 18 de réglage du débit ne laisse arriver. au dispositif 19 d'assistance de la direction, par la conduite 20, qu'un débit volumique limité qui est, par exemple, de 10 I/min, tandis que le courant volumique restant qui sort du point de noeud 15, est envoyé par la conduite 21 à des retours correspondants 22 et 23 situés dans la région d'aspiration de la pompe, les retours 22 et 23 débouchant dans la région d'aspiration de la pompe séparément de l'injecteur 5. Le fluide qui s'écoule du dispositif 19 d'assistance de la direction est envoyé, par la conduite 24, dans le réservoir 8, d'o il est envoyé à la région d'aspiration 6 de la pompe par le dispositif injecteur 5, en passant par la conduite 7. Un point important pour l'invention est que le débouché de l'injecteur 5 donnant dans la région d'aspiration de la pompe 6 et les débouchés 22 et 23 prévus pour le fluide excédentaire du moteur du ventilateur, sont introduits séparément l'un de l'autre dans la région d'aspiration, de sorte que les jets de fluide sortant de l'injecteur 5 et des conduites de retour 22 et 23 ne s'influencent pas mutuellement. Les débouchés de conduites de sortie des conduites 22 et 23 sont de préférence disposés symétriquement de part et d'autre du conduit d'injecteur 5 qui débouche en position centrale dans la région d'aspiration, éventuellement directement dans la région des haricots d'aspiration. 4 2813350 La Figure 2 représente une vue de la région d'aspiration d'une pompe ouverte. Dans un carter 30 de la pompe, est disposée une plaque de pression 31; les autres parties du groupe rotatif comme, par exemple, une bague de poussée, un rotor et des palettes correspondantes, comme on en trouve habituellement dans une pompe à cellules semi-rotatives, ont été enlevés ici pour représenter plus clairement la région d'aspiration avec la plaque de pression. La région d'aspiration 32 s'étend vers le haut en forme d'arc dans le carter, entre le carter et la plaque de pression, jusqu'à ce qu'on appelle les haricots d'aspiration 33 par l'intermédiaire desquels l'huile aspirée peut entrer dans le groupe rotatif. En position centrale haute dans la région d'aspiration 32, on peut remarquer le débouché d'un conduit d'injecteur 34 qui est piqué obliquement en haut en partant d'une soupape, non représentée ici, en sortant d'un perçage 35 de la soupape. Le perçage 35 de la soupape renferme la soupape représentée schématiquement sur la Figure 1 sous la forme d'une soupape 3 de réglage du débit. La soupape est donc disposée dans une partie de carter 36 qui est intégrée dans le carter 30 de la pompe. Le courant de fluide servant pour l'alimentation, pour le ventilateur hydraulique et pour la servodirection, sort de la pompe au niveau d'une sortie de pression 37 à laquelle est raccordée la conduite 9 de la Figure 1, représentée schématiquement. Le retour interne dans la pompe arrivant de la soupape 3 de réglage du débit (Figure 1), le retour 4 et l'injecteur 5 débouchent dans l'arrivée 34 de l'injecteur représentée ici. sur la Figure 2. Le retour supplémentaire du fluide excédentaire du ventilateur, qui ne pénètre pas dans la servodirection, est divisé symétriquement au moyen d'une ramification d'une conduite de retour 40 et il est envoyé ensuite, par l'intermédiaire de deux conduites aux débouchés 38 et 39 prévus dans la région d'aspiration du groupe rotatif, de sorte que ces courants de fluide envoyés se disposent symétriquement de part et d'autre de la conduite 34 de l'injecteur sans porter préjudice au courant de fluide qui entre en sortant de cette conduite de l'injecteur. L'huile renvoyée du dispositif de direction 19 (Figure 1) dans le réservoir 8, qui est envoyée à l'injecteur par la conduite 7, est ici envoyée au dispositif injecteur par l'intermédiaire du raccord d'aspiration 41, dans la représentation de la Figure 2. Cette disposition de la conduite de retour et de la conduite de l'injecteur permet de modifier d'une façon simple une pompe d'assistance de direction classique possédant une soupape interne du réglage du débit, de telle manière que l'alimentation du ventilateur hydraulique, de même que celle de l'assistance de direction puisse s'effectuer sans problème dans les plages hautes de la vitesse de rotation. 2813350 La Figure 3 montre la pompe selon l'invention avec le carter fermé dans une vue de dessus et une vue de côté. Sur la Figure 3a, on peut remarquer le carter 30 de la pompe qui, maintenant, est fermé par un couvercle 50. Le retour 40 arrivant du ventilateur, par lequel est envoyé le fluide excédentaire du ventilateur, dont on n'a pas besoin pour la servodirection, se ramifie ici en les deux conduites d'arrivée 38 et 39 qui débouchent en position haute dans le carter, dans la région d'aspiration de la pompe. Le carter 36 de la soupape est fermé par le raccord de pression 51 auquel mène la conduite de pression allant au circuit du ventilateur et de la direction. Un tube d'aspiration 42, qui est relié au réservoir de la servo-direction, mène dans la région de l'injecteur et, là, il est entraîné par le jet de fluide de la soupape de réglage du débit et envoyé dans la région d'aspiration du groupe rotatif Sur la Figure 3b, on peut voir un arbre d'entraînement 43 muni d'un flasque d'entraînement qui entraîne, à l'intérieur du carter de la pompe, le groupe rotatif tel que, par exemple, un groupe rotatif à cellules semirotatives. Le carter est fermé par le couvercle 50 au moyen de vis 44. Dans cette disposition des conduites de retour selon l'invention, aucun injecteur supplémentaire n'est nécessaire pour le courant de fluide supplémentaire sortant du moteur hydraulique du ventilateur, la fonction d'injecteur de la soupape de réglage du débit suffit. Le retour sortant du moteur hydraulique 38, 39 de la Figure 2, ou 22, 23 de la Figure 1 est envoyé sans configuration d'injecteur dans la région d'aspiration 32 ou 6 respectivement et assure, en combinaison avec le courant de fluide supplémentaire sortant de l'injecteur 5, un fonctionnement d'aspiration de cette pompe à fonctions multiples qui est dépourvu de cavitation. L'invention a l'avantage consistant en ce qu'il est possible d'obtenir aussi bien le renvoi d'un grand débit à l'intérieur de la pompe avec fonction de gavage de l'injecteur 5 par l'intermédiaire de la soupape 3 de réglage du débit, que le renvoi d'un grand de débit du moteur hydraulique 12 dans la servopompe 1 sans injecteur supplémentaire. L'injecteur 5 de la pompe 1,4'assistance de direction reste inchangé, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de procéder dans la région de l'injecteur à des dispositions de construction qui contraindraient à effectuer un nouvel ajustement de l'injecteur 5. De cette façon, il est encore possible de réaliser d'une façon simple diverses caractéristiques de cette soupape 3 du réglage du débit, puisqu'aucune influence du retour du moteur hydraulique n'intervient ici. On n'a pas besoin d'injecteur supplémentaire dans le réservoir ni dans le tube d'aspiration pour le renvoi du fluide du moteur hydraulique et, dans la pompe selon l'invention, contrairement à un dispositif à double injecteur, cette disposition est capable de fonctionner même pour les grandes 6 2813350 vitesses de rotation avec n'importe quelle caractéristique de débit volumique, aussi bien aux basses pressions qu'aux hautes pressions. Le montage du retour 41 de l'assistance de direction reste conservé et, comme d'habitude, il reste possible d'adopter un montage extérieur du réservoir aussi bien qu'un montage direct du réservoir sur la pompe. s L'avantage de cette disposition du retour pour un deuxième consommateur est naturellement applicable aussi pour d'autres consommateurs supplémentaires, et non pas seulement pour un moteur hydraulique d'un entraînement de ventilateur. Le seul point essentiel est qu'une pompe basée sur une pompe de servo-direction standard peut être utilisée pour ce consommateur supplémentaire avec des dimensions et des raccordements sensiblement identiques, ainsi qu'avec des éléments intérieurs identiques, sans que les courants d'huile de retour n'exercent une action négative sur le gavage de la pompe. Les représentations données sur la Figure 4 montrent une autre forme de réalisation de la pompe selon l'invention qui se distingue par une conduite de retour unique, non ramifiée, provenant du deuxième consommateur, par exemple du ventilateur hydraulique 12. La Figure 4a correspond essentiellement à la représentation d'une pompe de la Figure 3a à l'exception de la conduite de retour 40. La même observation est valable pour la Figure 4b analogue à la Figure 3b. Les mêmes éléments sont munis des mêmes références et on ne les décrira donc pas une nouvelle fois ici. Un point essentiel pour l'invention est la représentation de la Figure 4c qui montre que le débouché 34 du conduit d'injecteur de l'injecteur 5 donnant dans la région d'aspiration 32 de la pompe et le débouché 101 du conduit de retour 100, auquel se raccorde le conduit de retour 40 du deuxième consommateur, débouchent indépendamment l'un de l'autre dans la région d'aspiration 32 de la pompe. Ceci évite que le jet d'injecteur qui se forme dans l'injecteur ne soit perturbé par le courant d'huile de retour provenant du canal 100. On peut aussi imaginer une pompe selon l'invention possédant une unique conduite de retour 40 pour le deuxième consommateur. Les revendications déposées avec la demande sont des propositions de formulation sans préjudice de l'obtention d'une protection de brevet élargie. La demanderesse se réserve de revendiquer encore d'autres combinaisons de caractéristiques qui n'ont jusqu'à présent été divulguées que dans la description et/ou sur les dessins. 7 2813350 Les références utilisées dans les revendications secondaires attirent l'attention sur d'autres formes de réalisation de l'objet de la revendication principale par les caractéristiques de chaque revendication secondaire; elles ne constituent pas un renoncement à l'obtention d'une protection autonome objective pour les combinaisons de caractéristiques des revendications secondaires auxquelles on se reporte. Etant donné que les objets des revendications secondaires peuvent former des inventions propres et indépendantes compte tenu de l'état de la technique au jour de priorité, la demanderesse se réserve d'en faire l'objet des revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. Elles peuvent en outre contenir des inventions autonomes qui présentent une configuration indépendante des objets des revendications secondaires précédentes. Les exemples de réalisation ne doivent pas être entendus comme une limitation de l'invention. Au contraire, il est possible d'apporter de nombreux changements et modifications dans le cadre de la présente divulgation, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui peuvent être tirées par l'homme de l'art, par exemple, par une combinaison ou modification de caractéristiques, éléments ou phases de procédés décrites dans la description générale et les formes de réalisation, ainsi que dans les revendications et contenues dans les dessins, en vue de l'a résolution du problème, et qui peuvent conduire, par des caractéristiques pouvant être combinées, à former un nouvel objet ou de nouvelles phases de procédé ou successions de phases de procédés même si elles concernent un procédé de fabrication, de contrôle et de travail. 8 2813350 REVENDICATIONS 1. Pompe telle qu'une pompe d'assistance de direction, comprenant un dispositif de soupape de réglage du débit et un dispositif injecteur, dans laquelle le ou les jets de fluide qui sorte(nt) de la soupape de réglage du débit entraîne(nt) le fluide revenant à la pompe en provenance d'un raccord de tube d'aspiration ou d'un dispositif de réservoir, destinée à alimenter un dispositif d'assistance de direction et un consommateur supplémentaire prévu dans le véhicule automobile, comme, par exemple, un moteur hydraulique prévu pour un entraînement de ventilateur, caractérisé en ce que, dans la région d'aspiration du groupe rotatif situé à l'intérieur de la pompe (1), est disposé en supplément du conduit (34) de sortie de l'injecteur, au moins un retour séparé par lequel au moins une partie du fluide sortant du consommateur supplémentaire est envoyée à la région d'aspiration du groupe rotatif. 2. Pompe, en particulier selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en supplément du conduit (34) de sortie de l'injecteur, sont disposés deux retours séparés (38, 39). 3. Pompe, en particulier selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le ou les courants de retour et les courants de l'injecteur est ou sont introduit(s) indépendamment et séparément l'un de l'autre dans la région d'aspiration du groupe rotatif. 4. Pompe, en particulier selon la revendication 1, 2, ou 3, caractérisée en ce que les courants de retour n'ont pas d'influence sur les courants de l'injecteur. 5. Pompe, en particulier selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les débouchés des retours (100, 38, 39) sont disposés dans la région d'aspiration symétriquement par rapport au débouché du conduit (34) de sortie de l'injecteur, en particulier latéralement à droite et à gauche du conduit de sortie de l'injecteur, relativement à l'axe de rotation du groupe rotatif