Brevet FR2931903A1 — publié le 20091204

La présente invention concerne un carter de pompe. L'invention appartient au domaine des pompes telles que les compresseurs et les pompes à vide. Les pompes alternatives à pistons ou à diaphragme comportent typiquement un carter en métal, par exemple en alliage d'aluminium moulé, dans lequel sont montés des paliers qui guident en rotation l'arbre entraînant la pompe. Un carter en métal est nécessaire, en particulier pour les grosses pompes, pour résister aux forces d'entraînement du piston ou du diaphragme et de confinement de la pression exercée dans la chambre de compression de la pompe. Un moteur électrique rotatif est généralement utilisé pour entraîner ces pompes, et le moteur nécessite un refroidissement. Dans une de ces pompes, le moteur est installé entre deux carters, dont chacun est séparé de l'autre et abrite une chambre de compression. L'arbre du moteur est un arbre traversant, de sorte que chaque extrémité de l'arbre porte un des pistons ou diaphragmes qui agissent pour faire varier le volume de la chambre de compression dans le carter situé à l'extrémité correspondante de l'arbre. Plus écarté de l'endroit où est monté le piston ou le diaphragme, un aubage rotatif de soufflante est monté sur chaque extrémité de l'arbre pour aspirer un flux d'air de refroidissement dans le carter situé à l'extrémité en question et le souffler sur les bobines de rotor et de stator du moteur. Dans l'intérêt du rendement de refroidissement, il est souhaitable de faire en sorte que la partie du carter dans laquelle est monté l'aubage rotatif de soufflante soit circulaire et très légèrement plus grande que le diamètre de l'aubage de soufflante. Le jeu entre les bouts des aubages de soufflante et la surface intérieure du carter doit être aussi faible que possible car, à défaut, l'air aspiré dans le carter par les aubages de soufflante ressortira simplement en contournant les bouts d'aubages et ne sera pas dirigé par-dessus les bobines du moteur. Pour des applications dans lesquelles la pompe est contenue à l'intérieur d'une enceinte séparée, il peut être admissible de laisser ouverte l'extrémité du carter au niveau de laquelle l'aubage de soufflante est monté. Cependant, si la pompe est appelée à être exposée ou vendue comme un produit autonome, l'extrémité du carter doit être fermée par un couvercle qui permet à de l'air d'être aspiré dans le carter, mais empêche l'insertion d'objets plus gros ou de doigts. Ce couvercle, typiquement appelé bague de soufflante, ne doit pas influencer défavorablement le fonctionnement de la soufflante, ni ajouter à la dimension latérale ou nuire à l'aspect de la soufflante. De plus, cette bague de soufflante doit être peu coûteuse à fabriquer, mais également simple à mettre en place et à ôter (pour les 5 opérations de maintenant et pour le nettoyage, notamment). La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne un carter de pompe ayant une extrémité ouverte généralement cylindrique avec une hélice de soufflante 10 axiale montée sur un arbre dans ladite extrémité ouverte pour aspirer de l'air dans ladite extrémité ouverte provenant de l'extérieur dudit carter, ladite extrémité ouverte étant recouverte d'une bague de soufflante perforée qui permet à l'air aspiré par ladite soufflante de passer au travers, ladite bague de soufflante ayant des pattes périphériques espacées angulairement qui 15 s'étendent dans l'extrémité ouverte du carter dans une direction parallèle à l'axe de l'arbre, chaque dite patte ayant un profil en forme de croissant et une projection faisant saillie à partir d'une surface externe de ladite patte, et dans lequel des évidements profilés de façon similaire en forme de croissant sont formés dans le carter pour recevoir les pattes avec une surface interne 20 incurvée de l'évidement contre une surface externe incurvée de façon similaire de la patte, et des trous sont formés clans ledit carter qui donnent dans lesdits évidements, dans lequel la projection de chaque patte s'encliquette dans le trou dans l'évidement correspondant pour maintenir la bague de soufflante en place sur l'extrémité du carter. Selon une définition générale de l'invention, la 25 bague de soufflante est réalisée en métal, en papier, en carton, en caoutchouc (par exemple en caoutchouc naturel) ou en un mélange de ces matériaux. La bague de soufflante selon l'invention se fixe facilement au carter, sans nécessiter d'usinage spécial du carter, n'augmente pas le jeu interne de la soufflante, n'ajoute pas à la dimension latérale du carter et ne nuit 30 pas à son aspect. Les évidements et les trous peuvent être des éléments de moulage du carter. Les trous qui sont formés dans les évidements présentent de préférence un axe de trou qui est perpendiculaire à un plan qui comporte l'axe 35 d'arbre et un axe d'un cylindre de la pompe. En d'autres termes, les trous présentent un axe horizontal pour leur permettre d'être formés au cours du processus de moulage, car des inserts dans le moule se déplacent dans cette direction, qui est perpendiculaire à la ligne de joint de la pièce moulée. De ce fait, les axes de tous les trous dans les évidements sont parallèles les uns aux autres. Avantageusement, chaque projection ou protubérance s'étend à partir de la patte correspondante dans une direction qui est parallèle à la direction des axes de trou. Ainsi, l'axe de la projection est parallèle à l'axe du trou lorsque la projection est logée dans le trou. Une surface en pente peut être prévue sur une extrémité distale de 10 la projection de manière à faire fléchir la patte vers l'intérieur lors de l'insertion des pattes dans l'extrémité du carter. L'extrémité proximale de la projection, opposée à l'extrémité distale, est de préférence à angle droit, de sorte que la projection s'encliquette dans le trou et que le bord du trou à proximité soit en prise avec l'extrémité 15 proximale de la projection lorsque les pattes sont insérées dans l'extrémité du carter. Les pattes peuvent être (légèrement) plus petites que les évidements dans le carter, de sorte que les surfaces intérieures des pattes prolongent approximativement la surface interne du carter, de manière à ne 20 pas interférer avec les aubages de soufflante ou nécessiter un jeu excessif entre les bouts des aubages de soufflante et l'intérieur du carter. Par exemple, les pattes sont en forme de croissant, ou en forme de D, les évidements du carter ayant une forme similaire. Avantageusement, les surfaces intérieures des pattes sont ù dans 25 une certaine mesure ù noyées à l'intérieur des évidements dans lesquels elles sont reçues, de sorte que si la projection n'est pas complètement engagée dans le trou, ou si la bague de soufflante est retirée alors que la soufflante tourne, les pattes ne se fléchissent pas vers l'intérieur au point d'interférer avec les bouts des aubages. 30 On peut prévoir un nombre quelconque de pattes et d'évidements correspondants autour de la périphérie de la partie du carter entourant le vilebrequin. Dans une forme préférée, quatre pattes et évidements correspondants sont prévus. Dans ce cas, les quatre pattes et les évidements sont prévus au nombre de deux de chaque côté du carter, avec une patte et un 35 évidement correspondant dans chacun des quatre quadrants équiangulaires du carter. Ainsi, les deux situés de chaque côté sont aussi éloignés que possible l'un de l'autre, l'un se trouvant vers le haut de la partie du carter entourant le vilebrequin et l'autre vers le bas de la partie du carter entourant le vilebrequin de chaque côté. Le fait d'espacer verticalement les trous contribue à assurer une fixation ferme. Selon une réalisation possible, les quatre pattes et évidements sont arrangés de façon symétrique sur les côtés opposés du carter, les trous et les projections sur les côtés opposés clu carter en haut du carter étant alignés le long d'un axe et en bas du carter étant alignés le long d'un axe différent. La bague de soufflante est généralement ronde, mais il est souhaitable de prévoir au moins un élément s'étendant radialement à partir de la bague de soufflante ou servant autrement à positionner angulairement la bague de soufflante de la façon correcte par rapport au carter. Cet élément peut s'adapter dans une ouverture correspondante du carter (dans la partie de chambre de compression du carter), sans ajouter à la largeur ou à la hauteur du compresseur. On observe également que si les axes des protubérances et des trous sont horizontaux, et si les évidements du carter sont disposés symétriquement sur des côtés opposés d'un axe vertical, les trous et les protubérances sur des côtés opposés du carter au sommet du carter se trouveront le long d'un axe horizontal et ceux situés au bas du carter se trouveront le long d'un axe horizontal différent. Ainsi, les pattes situées au sommet appuient contre le carter à l'opposé l'une de l'autre et les pattes situées en bas appuient contre le carter à l'opposé l'une de l'autre pour maintenir la bague de soufflante en position. On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'invention, en référence aux figures annexées : La figure 1 est une vue en perspective d'une pompe incorporant l'invention ; la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1, mais avec les bagues de soufflante éclatées par rapport aux carters de pompe ; la figure 3 est une vue en coupe dans un plan radial de l'arbre de la pompe et traversant les protubérances sur les pattes de la bague de soufflante, la bague de soufflante étant assemblée au carter ; la figure 4 est une vue de détail, dans le même plan que la figure 3, 35 d'un seul ensemble patte-évidement, la protubérance étant logée dans le trou ; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'une des pattes logées dans un évidement, la protubérance étant engagée dans le trou. La figure 1 illustre une pompe 10 de l'invention munie d'un moteur 12 doté d'un carter 14 à une extrémité et d'un carter 16 à l'autre. Les carters 14 et 16 sont moulés en alliage d'aluminium et sont identiques. Une culasse monobloc 18, qui comprend des éléments 20 et 22 de culasse et des tubes 24 et 26 de liaison dans une seule pièce moulée, est vissée aux carters 14 et 16 au-dessus des parties respectives 34 et 36 de chambre de compression des carters respectifs 14 et 16 pour contribuer à maintenir les carters 14 et 16 ensemble et à maintenir leur position angulaire l'un par rapport à l'autre. La pompe 10 comprend également des bagues 40 de soufflante, une à chaque extrémité, qui sont identiques l'une à l'autre. En se référant à la figure 2, le moteur 12 est doté d'un arbre 42 qui s'étend à travers celui-ci et dans les deux carters 14 et 16, presque jusqu'à l'extrémité de chaque carter respectif. Chacune des extrémités de l'arbre 42 porte un aubage rotatif 44 de soufflante qui est entraîné en rotation par l'arbre 42 dans un sens permettant d'aspirer de l'air dans chaque carter respectif 14 et 16 et de le diriger par-dessus les bobines du moteur 12. Le carter du moteur 12 est pourvu de trous afin d'assurer l'évacuation de l'air de refroidissement, et des fentes supplémentaires de ventilation adjacentes au moteur peuvent être pratiquées dans les carters 14 et 16. Les carters 14 et 16 portent des paliers (paliers non représentés) qui guident en rotation l'arbre 42. Les carters 14 et 16 présentent également des ouvertures qui permettent l'écoulement axial traversant de l'air de telle sorte que l'air mis en mouvement par les aubages 44 de soufflante atteigne les bobines du moteur 12. Selon l'invention, chaque bague 40 de soufflante est réalisée en métal, en papier, en carton, en caoutchouc (par exemple en caoutchouc naturel) ou en un mélange de ces matériaux. II s'agit de matériaux flexibles qui peuvent être déformés manuellement. Chaque bague 40 de soufflante est perforée, présentant des rayons radiaux entre lesquels passent des nervures circulaires espacées afin de permettre à l'air de refroidissement d'entrer à travers la bague 40. Chaque bague 40 est dotée d'un bord 50 qui, sur sa face intérieure, définit une gorge 52 dans laquelle est logé un rebord 54 du carter 14, 16 adjacent afin d'aider à positionner radialement la bague 40 de soufflante par rapport au carter. Un prolongement 56 s'étend radialement à partir du bord 50 et s'ajuste dans une ouverture 58 qui est formée dans la partie 34 ou 36 de chambre de compression de chaque carter 14 ou 16. Le prolongement 56 aide à positionner angulairement la bague 40 de soufflante par rapport au carter 14 ou 16 auquel elle est assemblée, et forme également une plaque signalétique. La bague 40 de soufflante est constituée d'une résine plastique élastique appropriée, comme un polymère de polyester. Chaque bague 40 est dotée de quatre pattes 60, chacune dans un quadrant différent, qui s'étendent parallèlement à l'arbre 42: et entrent dans l'extrémité de la partie respective 62 ou 64 du carter entourant: le vilebrequin du carter 14 ou 16 correspondant. Comme représenté au mieux sur la Fig. 4, chaque patte 60 présente la forme générale d'un D ou d'un croissant et s'ajuste dans un évidement 66 de forme similaire mais légèrement plus grand qui est formé dans le carter 14 ou 16 correspondant à un emplacement angulaire correspondant et passe également parallèlement à l'arbre 42. Chaque patte 60 est dotée d'une protubérance 68 qui s'encliquette dans un trou 70 formé dans l'évidement 66. L'évidement 66 et le trou 70 sont tous deux des éléments qui peuvent aisément être réalisés au moulage par des personnes qualifiées. Lorsque la patte 60 est logée dans l'évidement 66 et que la protubérance 68 est engagée dans le trou 70, la surface intérieure 72 de la patte 60 est légèrement en retrait par rapport à la surface circulaire 74 du carter, ladite surface circulaire 74 n'étant que légèrement écartée des boutas de l'aubage 44 de soufflante. La surface 72 est ainsi en retrait de sorte que si la bague 40 est retirée du carter alors que la soufflante tourne, la patte 60 ne soit pas déplacée vers l'intérieur au point d'interférer avec l'aubage de soufflante en rotation. De plus, comme la patte 60 est en retrait par rapport à la surface 74, la patte 60 n'augmente pas l'amplitude du jeu nécessaire entre les bouts de l'aubage de soufflante et le carter. Comme illustré sur la Fig. 3, il existe deux pattes 60 et des évidements 66 correspondants dans la partie supérieure du carter de vilebrequin et deux dans la partie inférieure. Les deux situés dans la partie supérieure sont alignés le long d'une même ligne horizontale 80 et ceux situés dans la partie inférieure sont alignés le long de la ligne horizontale 82. Bien que les évidements 66 et les surfaces incurvées des pattes 60 soient symétriques par rapport à des lignes qui émanent: radialement de l'arbre 42 le long des lignes 84 et 86, les protubérances 68 et les trous 70 ne le sont pas, étant alignés le long des lignes horizontales 80 et 82, qui sont perpendiculaires à la ligne principale de joint de moulage du carter 14, 16. Comme représenté au mieux sur la Fig. 5, chaque patte 60 présente une surface 90 d'engagement, ou distale, en pente qui sert à faire fléchir la patte 60 vers l'intérieur lorsque la bague est insérée dans le carter. Chaque protubérance 68 présente une surface proximale 92 qui forme un angle droit ou presque droit par rapport au côté extérieur 94 de la protubérance 68 de façon à assurer une liaison par encliquetage de la protubérance 68 dans le trou 70. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.15 REVENDICATIONS1. Carter de pompe (14, 16) ayant une extrémité ouverte généralement cylindrique avec une hélice de soufflante axiale (44) montée sur un arbre (42) dans ladite extrémité ouverte pour aspirer de l'air dans ladite extrémité ouverte provenant de l'extérieur dudit carter, ladite extrémité ouverte étant recouverte d'une bague de soufflante perforée (40) qui permet à l'air aspiré par ladite soufflante de passer au travers, ladite bague de soufflante (40) ayant des pattes périphériques espacées angulairement (E,0) qui s'étendent dans l'extrémité ouverte du carter dans une direction parallèle à l'axe de l'arbre (42), chaque dite patte ayant un profil en forme de croissant et une projection (68) faisant saillie à partir d'une surface externe de ladite patte (60), et dans lequel des évidements (66) profilés de façon similaire en forme de croissant sont formés dans le carter pour recevoir les pattes avec une surface interne incurvée de l'évidement contre une surface externe incurvée de façon similaire de la patte, et des trous (70) sont formés dans ledit carter qui donnent dans lesdits évidements (66), dans lequel la projection de chaque patte s'encliquette dans le trou dans l'évidement correspondant pour maintenir la bague de soufflante en place sur l'extrémité du carter, caractérisé en ce que la bague de soufflante (40) est réalisée en métal, en papier, en carton, en caoutchouc ou en un mélange de ces matériaux. 2. Carter de pompe selon la revendication 1, dans lequel les évidements (66) et les trous (70) sont des éléments de moulage du carter (14, 25 16). 3. Carter de pompe selon la revendication 2, dans lequel les trous (70) qui sont formés dans les évidements (66) ont chacun un axe de trou qui est perpendiculaire à un plan qui comporte l'axe d'arbre et un axe d'un 30 cylindre de la pompe. 4. Carter de pompe selon la revendication 3, dans lequel chaque projection (68) s'étend à partir de la patte correspondante (60) dans une direction qui est parallèle à la direction des axes de trou. 35 5. Carter de pompe selon la revendication 1, dans lequel une surface en pente (90) est prévue sur une extrémité distale de la projection (68) de manière à faire fléchir la patte vers l'intérieur lors de l'insertion des pattes (60) dans l'extrémité du carter (14, 16). 6. Carter de pompe selon la revendication 5, dans lequel la projection (68) a une extrémité proximale (92) opposée à l'extrémité distale qui est à angle droit de sorte que la projection (68) s'encliquette dans le trou et que le bord du trou à proximité soit en prise avec l'extrémité proximale de la projection (68) lorsque les pattes (60) sont insérées dans l'extrémité du carter (14, 16). 7. Carter de pompe selon la revendication 1. dans lequel les pattes (60) sont plus petites que les évidements (66) dans le carter (14, 16) de sorte que les surfaces intérieures (72) des pattes prolongent approximativement la surface interne (74) du carter de manière à ne pas interférer avec les aubages de soufflante ou nécessiter un jeu excessif entre les bouts des aubages de soufflante et l'intérieur du carter. 8. Carter de pompe selon la revendication 7, dans lequel les surfaces intérieures (72) des pattes (60) sont noyées à l'intérieur des évidements dans lesquels elles sont reçues de sorte que si la projection (68) n'est pas complètement engagée dans le trou, ou si la bague de soufflante (40) est retirée alors que la soufflante tourne, les pattes ne se fléchissent pas vers l'intérieur au point d'interférer avec avec les bouts des aubages. 9. Carter de pompe selon la revendication 1, dans lequel quatre pattes (60) et des évidements correspondants (66) sont prévus. 10. Carter de pompe selon la revendication 9, dans lequel les quatre pattes (60) et les évidements (66) sont prévus au nombre de deux de chaque côté du carter, avec une patte (60) et un évidement correspondant (66) dans chacun des quatre quadrants équiangulaires du carter (14,16). 11. Carter de pompe selon la revendication 10, dans lequel les quatre pattes (60) et évidements (66) sont arrangés de façon symétrique surles côtés opposés du carter, les trous (70) et les projections sur les côtés opposés du carter en haut du carter étant alignés le long d'un axe et en bas du carter étant alignés le long d'un axe différent. 12. Carter de pompe selon la revendication 1, dans lequel la bague de soufflante (40) est généralement ronde mais avec au moins un élément qui s'étend radialement à partir de la bague de soufflante (40) et qui s'adapte dans une ouverture correspondante du carter pour positionner la bague de soufflante angulairement par rapport au carter.