Brevet FR2826068A1 — publié le 20021220

DISPOSITIF DE REGULATION DE DEBIT POUR POMPE TRANSFERT A CARBURANT La présente invention a pour objet un dispositif de régulation de débit pour pompes du type dit"pompes transfert"c'est-à-dire comportant une partie"huile"dans laquelle fonctionnent les pistons d'une pompe hydraulique, ainsi que les roulements et toutes les autres pièces dynamiques et une partie"liquide mis en oeuvre", qui peut, par exemple, être de l'essence, dans laquelle on ne trouve que les clapets et des pièces d'architecture de la pompe, les deux parties étant séparées par des étanchéités et un ou plusieurs séparateur à membrane. Dans ce type de pompe l'huile met en mouvement alternatif les ou la membrane, ce mouvement alternatif ayant une action de pompage sur le liquide à mettre en oeuvre. Ce type de pompe est décrit dans les brevets HYDRO RENE LEDUC 96.07043 et 96.13502. Ces brevets ont été complétés par les perfectionnements décrits dans les brevets PSA/Siemens 99.07213, 99.07214, 99.07215 et dans le brevet SIEMENS AUTOMOTIVE HYDRAULICS SA 01.02550. Les pompes transfert ont permis de réduire la consommation d'essence dans les applications de l'injection directe grâce à leur excellent rendement global. La demande toujours croissante de réduction de consommation a conduit à proposer une pompe équipée de régulation de débit par l'ajout d'une électrovanne de régulation en sortie HP de la pompe. Cette électrovanne, lorsqu'elle est excitée, met en communication la sortie HP de la pompe avec l'entrée BP, réduisant ainsi la pression de refoulement et donc la puissance consommée et évite ainsi la recirculation d'essence non consommée par le moteur, la pompe délivrant dans un système classique, toujours plus que le juste nécessaire. L'inconvénient de ce type de régulation est qu'il impose une électrovanne fonctionnant dans l'essence (toujours difficile à mettre au point) et que la course de la membrane est toujours de 100 %, même si le débit de sortie est nul. L'invention consiste à transférer la fonction régulation dans la partie huile afin de supprimer ces deux inconvénients. La pompe selon la présente invention est une pompe du type dit pompe transfert, c'est-à-dire comportant une pompe hydraulique à pistons animés d'un mouvement alternatif de va et vient par une came, l'huile pompée par le ou les pistons mettant en mouvement alternatif une ou plusieurs membranes ou soufflets qui pompent le liquide à mettre en oeuvre, caractérisé par le fait que chaque chambre recevant l'huile sous haute pression est munie d'un clapet anti-retour débouchant dans un collecteur commun lequel est relié à l'entrée d'une électrovanne dont la sortie est reliée à la réserve à basse pression de la pompe hydraulique ; de telle sorte que l'électrovanne régule la quantité de liquide à haute pression qui est retournée à la basse pression et ainsi la quantité de liquide à haute pression qui agit sur la ou les membranes. A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention on a représenté aux dessins annexés : Figure 1 : une vue en coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation de l'invention, Figure 2 : une vue en coupe longitudinale d'un deuxième exemple de réalisation de l'invention, Figure 3 : une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de la figure 2. En se reportant à ces figures on voit que la partie pompe hydraulique est une pompe hydraulique à pistons axiaux 1 qui sont creux et que la came est un plateau biais 2 contre lesquels les pistons reposent par l'intermédiaire de patins de glissement 3. Comme cela est connu, les pistons 1 ne comportent pas de clapets d'admission, l'huile se trouvant dans la chambre 4, qui communique avec le réservoir à basse pression, pénétrant à l'intérieur de chaque piston creux 1, au moment où son patin de glissement 3 passe au-dessus d'une lunule 5, gravée à la surface du plateau biais 2. L'huile refoulée par chaque piston 1 actionne soit une membrane dont les mouvements ont une action de pompage soit, comme décrit dans la demande de brevet 01.02550 au nom du même demandeur, un clapet 6 relié de façon étanche à un soufflet 7 disposé dans une chambre 8 remplie d'huile. Le déplacement du clapet 6 et la déformation du soufflet exercent une action de pompage du liquide qui entre à l'intérieur du soufflet 7 à travers le clapet d'admission 9 et est refoulé par le clapet de refoulement 10. Chaque chambre 8 correspondant à un piston 1 est reliée, par un clapet antiretour 11, à une gorge 12, qui fait office de collecteur, ce collecteur étant relié, par une canalisation 13 à une chambre 14 d'une électrovanne 15. Cette électrovanne 15 comporte une deuxième chambre 16 qui communique par une canalisation 17 avec le réservoir à basse pression. Les mouvements du tiroir 18 de l'électrovanne 15 mettent en communication les chambres 14 et 16. Si le besoin en débit est maximum, l'électrovanne 15 est fermée et la pompe fonctionne normalement comme la pompe standard. Si le besoin en débit est minimum, l'électrovanne 15 est ouverte et la totalité du volume déplacé par les pistons retourne à la chambre BP. Les membranes ou soufflets transfert ne sont pas sollicités et restent en position sur leur siège. Toutes les positions intermédiaires sont permises et ne dépendent que de l'algorithme d'excitation de l'électrovanne. Cependant, cette disposition impose que la lunule 5 soit largement dimensionnée pour que le piston 1 puisse être complètement réalimenté en huile. En effet il se produit, à de hautes pressions avec le système d'alimentation par lunule, un phénomène, bien connu, de rejet de l'huile comprimée lorsque le patin 3 d'appui du piston 1 commence à chevaucher la lunule, ce qui à hautes vitesses de rotation du plateau biais et à hautes pressions de refoulement perturbe la réalimentation dudit piston. Les dispositifs décrits aux figures 2 et 3 ont pour objet de pallier cet inconvénient. La figure 2 représente une variante de la pompe de la figure 1 dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références. La différence provient de ce que le piston creux 1 comporte un clapet anti-retour à bille 21, qui a pour effet que seule la portion du piston creux 1, comprise entre le clapet 21 et le patin 3 se vide (au moins partiellement) ce qui facilite le remplissage du piston 1. La figure 3 est une variante de la figure 2 dans laquelle on a ménagé un orifice de fuite 23 entre la bille 21 du clapet anti-retour et son siège 22. Cette fuite est en effet nécessaire pour assurer l'équilibrage hydrostatique du patin 3. REVENDICATIONS 1. Pompe du type dit "pompe transfert" c'est-à-dire comportant une pompe hydraulique à pistons animés par une came d'un mouvement alternatif de va et vient, l'huile pompée par le ou les pistons mettant en mouvement alternatif une ou plusieurs membranes ou soufflets qui pompent le liquide à mettre en oeuvre, caractérisée par le fait que chaque chambre (8) recevant de l'huile sous haute pression est munie d'un clapet anti-retour (11) débouchant dans un collecteur commun (12) lequel est relié à une chambre d'entrée (14) d'une électrovanne (15) dont la chambre de sortie (16) est reliée à la réserve à basse pression ; de telle sorte que l'électrovanne régule la quantité de liquide à haute pression, qui est retournée à la basse pression et ainsi la quantité de liquide à haute pression qui agit sur la ou les membranes ou encore sur les soufflets (17). 2. Pompe selon la revendication 1 dans laquelle la came est un plateau biais (2) contre lequel le ou les pistons (1), creux, prennent appui au moyen de patins de glissement (3) qui viennent successivement chevaucher une lunule (5) par l'intermédiaire de laquelle le liquide hydraulique est admis à l'intérieur des pistons (1). 3. Pompe selon la revendication 2 dans laquelle la lunule (5) est dimensionnée largement pour assurer un bon remplissage des pistons (1). 4. Pompe selon la revendication 2 dans laquelle chaque piston (1) comporte à son extrémité un clapet anti-retour à bille (21) qui a pour effet de diminuer l'effet de vidange de chaque piston (1). 5. Pompe selon la revendication 4 dans laquelle un orifice de fuite (23) est ménagé entre la bille (21) du clapet anti-retour et son siège (22) de façon à assurer l'équilibrage hydrostatique du patin (3) correspondant.