Brevet FR2962499A1 — publié le 20120113

Pompe à eau à entrainement réversible L'invention concerne une pompe à eau dont le sens de rotation de l'aube peut être inversé par rapport au sens de rotation de la poulie. Dans un moteur de véhicule, une pompe à eau permet de faire circuler un fluide dans un circuit de refroidissement permettant ainsi de réguler la température du moteur. La pompe à eau comprend notamment une poulie, qui entraine une aube, ou turbine, adaptée pour faire circuler le fluide dans le circuit de refroidissement. La poulie de la pompe à eau est entrainée par une courroie de transmission, qui entraine en règle générale d'autres éléments du véhicule tels que l'alternateur, la pompe de direction assistée, etc. Afin de limiter les glissements avec les éléments à entrainer, la courroie de transmission est généralement crantée ou striée. Pour la suite de la description, le terme courroie sera utilisé pour définir la courroie de transmission qui agit sur la poulie d'entrainement de la pompe à eau. De même, on entend par le terme strie tous types de stries, rainures ou dentures en vé clairement connus pour ce type de courroie. En fonction du positionnement des différents éléments dans l'architecture du moteur, la courroie est amenée à suivre un chemin plus ou moins long, passant par des poulies de renvois et des galets tendeurs permettant d'assurer une tension optimum de la courroie. Dans certaines configurations de l'architecture du moteur, la pompe à eau est positionnée de telle sorte que, si l'on ne modifie pas le chemin de la courroie de transmission, l'aube tourne dans le sens contraire à celui pour laquelle elle est destinée. Il est alors nécessaire d'ajouter encore une longueur de courroie, des poulies de renvois et/ou des galets tendeur afin de pouvoir entrainer l'aube dans le bon sens. De tels ajouts génèrent, en plus de la complexité du chemin de la courroie, un coût additionnel qui peut s'avérer important. De plus, dans ce genre de configuration, la poulie de la pompe à eau peut se trouver entrainée par le dos de la courroie crantée ou striée, ce qui peut notamment provoquer des glissements, générant une usure prématurée de la courroie. On cherche donc à proposer une pompe à eau dont le sens de rotation de l'aube ne dépend pas du sens de rotation de la poulie d'entrainement. A cet effet, il est proposé une pompe à eau comprenant un corps de pompe apte à maintenir en position au moins un axe A'A sur lequel est solidarisé une aube, l'aube étant entrainée par une poulie d'entrainement, caractérisé en ce que la pompe à eau comprend un dispositif apte à inverser le sens de rotation entre l'aube et la poulie d'entrainement. Plus particulièrement, le dispositif est disposé entre l'aube et la poulie d'entrainement. Une telle pompe à eau peut notamment permettre de limiter la longueur de courroie utilisée, de simplifier l'architecture du moteur et de supprimer les éventuels ajouts de poulies de renvois et/ou de galets tendeurs. Une telle pompe à eau peut également permettre d'assurer l'entrainement de la poulie d'entrainement par la face crantée, ou striée, de la courroie, limitant ainsi les risques de glissement. Avantageusement, le dispositif utilisé est entièrement mécanique, ce qui peut permettre d'augmenter la fiabilité de la pompe à eau et d'en limiter les coûts de construction et d'entretiens. Par entièrement mécanique, on comprendra un dispositif qui ne comprend par d'élément magnétique et/ ou électrique permettant d'inverser le sens de rotation entre la poulie d'entrainement et l'aube. Avantageusement, le dispositif relie la poulie d'entrainement à l'axe et est conçu de manière à permettre à l'axe de tourner dans le même sens ou dans le sens contraire que la poulie d'entrainement. Plus particulièrement, le dispositif peut comprendre au moins trois pignons montés libres en rotation respectivement sur des axes B'B, C'C et D'D, les axes B'B, C'C et D'D (non représenté pour des raisons de clarté) appartenant au corps de pompe, les pignons étant en prise d'une part avec la poulie et d'autre part avec une roue, la poulie étant montée libre en rotation sur l'axe A'A, la roue étant solidarisée sur l'axe A'A. En particulier, le dispositif poulie, pignon et roue est un train épicycloïdal et les pignons sont entrainés par la circonférence intérieure de la poulie. Plus particulièrement, les axes B'B, C'C et D'D sont angulairement espacés de 120°. L'utilisation d'un train épicycloïdal peut également permettre d'avoir un rapport d'entrainement déterminé entre la poulie, les pignons et la roue. Le rapport d'entrainement peut notamment permettre d'entrainer l'aube plus rapidement que la poulie afin par exemple d'augmenter la vitesse de circulation du fluide dans le circuit de refroidissement. Avantageusement, chaque pignon peut être monté libre en rotation sur un axe B'B, C'C, D'D du corps de pompe par l'intermédiaire d'une vis épaulée. L'utilisation de vis épaulée peut notamment permettre d'assurer le jeu axial de fonctionnement nécessaire aux pignons pour leur rotation autour de leur axe respectif. Selon un mode de réalisation particulier, la mise en prise entre la poulie, les pignons et la roue peut être réalisée par une denture. Avantageusement, la denture peut être une denture droite ou une denture hélicoïdale. La transmission par denture peut notamment permettre de limiter les glissements entre les éléments. Selon un autre mode de réalisation, la mise en prise entre la poulie, les pignons et la roue peut être réalisée par friction. Avantageusement, l'entrainement par friction peut notamment permettre d'assurer un faible bruit de fonctionnement de la pompe à eau. En particulier, la poulie d'entrainement, les pignons et/ou la roue peuvent être réalisés ou recouverts d'un matériau élastomère. Par élastomère, on comprendra un matériau polymère présentant des propriétés élastiques. Plus particulièrement, la roue peut être réalisée d'une seule pièce avec l'axe. Avantageusement, la roue peut être taillée dans la masse avec l'axe, ce qui peut permettre de réduire le coût de fabrication de la pompe et d'assurer une plus grande solidité de l'ensemble axe-roue. En particulier, la pompe peut comprendre un système apte à libérer les pignons de leurs axes respectifs B'B, C'C ou D'D et à solidariser au moins un des pignons libérés avec la poulie et/ou la roue. Avantageusement, la solidarisation d'un des pignons avec la poulie ou la roue permet d'obtenir que le sens de rotation de la poulie s'effectue dans la même direction que le sens de rotation de l'aube. Plus particulièrement, le système peut comprendre au moins un élément rigide apte à solidariser un des pignons libérés à la poulie et/ou à la roue. Selon un premier mode de réalisation, l'élément rigide peut être une goupille traversant des orifices traversant la roue et/ou la poulie d'une part et le pignon libéré d'autre part. Plus particulièrement, les orifices traversent axialement le pignon et la poulie et/ou la roue. En particulier, l'élément rigide peut également être une vis traversant les deux orifices dont l'un au moins est fileté. Selon un deuxième mode de réalisation, l'élément rigide peut être une plaque conformée pour relier le pignon libéré et la roue, la plaque étant solidarisée par vissage, clipage ou soudage au pignon libéré et à la roue. Avantageusement, la pompe à eau selon l'invention sera utilisée pour assurer la circulation d'un fluide de refroidissement d'un moteur de véhicule. La pompe à eau peut alors être entrainée par la courroie de transmission du moteur. On dispose ainsi d'une pompe compacte et fiable qui peut être intégrée facilement dans l'environnement moteur du fait qu'il est possible de choisir le sens de rotation de son aube. L'invention est maintenant décrite en faisant référence aux dessins annexés, non limitatif, dans lesquels : La figure 1 est une représentation en coupe d'un mode de réalisation d'une pompe à eau selon l'invention, L a figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'une pompe à eau selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une pompe à eau 1 comprenant un corps 10 traversé de part et d'autre par un axe 20. L'axe 20 est immobilisé radialement et axialement par un roulement à bille 21. On pourrait envisager une pluralité de roulements ou encore un roulement à double rangées de bille permettant de garantir la stabilité et le maintien de l'axe 20 dans le corps de pompe 10. Par ailleurs, il est possible de prévoir des épaulements sur l'axe 20 permettant d'assurer le maintien du ou des roulement(s) 21 mais également du ou des roulement(s) 41. L'une des extrémités de l'axe 20 supporte une aube 30 adaptée à la circulation du fluide dans le circuit de refroidissement, l'autre extrémité supporte une poulie d'entrainement 40 adaptée à l'entrainement par une courroie de transmission. L'aube 30 est rendue solidaire de l'axe 20 par exemple par un dispositif de clavette bien connu de l'homme du métier. On pourrait également envisager de solidariser l'aube 30 à l'axe 20 par un emmanchement serré, avantageusement associé à un jeu de rainures, ou par tout autre moyen connu permettant d'assurer une liaison entre un axe et un élément destiné à tourner avec l'axe. L'étanchéité eau/air entre l'axe 20 et le corps 10, destinée à empêcher le liquide de refroidissement de pénétrer à l'intérieur de la pompe à eau et d'endommager le roulement 21, est assurée par un élément d'étanchéité dynamique 60 tel qu'un joint à lèvre et plus particulièrement un joint torique garantissant une excellente étanchéité. La poulie d'entrainement 40 est immobilisée radialement et axialement sur l'axe 20 par un roulement 41. Afin de protéger le roulement 41 des poussières, on fixe un cache 70 sur l'extrémité extérieure de la poulie 40. La circonférence extérieure de la poulie 40 comprend un ensemble de stries45 adaptées pour faciliter un entrainement par une courroie (non représentée). On pourrait envisager que la circonférence extérieure de la poulie 40 ne comprenne pas de stries, ce qui risquerait toutefois d'augmenter le glissement de la courroie sur la poulie et de provoquer une usure prématurée de la courroie. La circonférence intérieure de la poulie 40, appelée aussi grande couronne, entraine un ensemble de trois pignons 52, 52' et 52" (non représenté sur les figures pour des raisons de clarté) appelés aussi satellites, qui entrainent à leur tour une roue 22, appelée aussi pignon planétaire central, solidaire de l'axe 20. Cet ensemble forme ainsi un train épicycloïdal 50 bien connu de l'homme du métier. L'entrainement entre la poulie 40, les pignons 52 et la roue 22 s'effectue, selon l'exemple représenté, par friction. Afin de limiter les glissements, les surfaces en contact de la poulie 40, des pignons 52 et de la roue 22 peuvent être en tout ou partie composées ou recouvertes d'un matériau élastomère. L'entrainement entre la poulie 40, les pignons 52 et la roue pourrait également être réalisé par une denture, droite ou hélicoïdale. Chaque pignon 52, 52' et 52" est libre en rotation autour d'un axe, respectivement, B'B, C'C et D'D (non représenté pour des raisons de clarté).Ces axes B'B, C'C et D'D sont espacés angulairement de 120°. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le pignon 52 est maintenu en translation et libre en rotation sur le corps de pompe 10 par l'intermédiaire d'une vis épaulée 12 permettant d'assurer le jeu axial de fonctionnement nécessaire à la rotation autour de l'axe B'B du pignon 52. Le même type de montage est également applicable aux autres pignons 52' et 52". Entre le corps 10 et chaque pignon 52 se trouve un élément 11 faisant office d'une part de cale pour le réglage du jeu et d'autre part d'élément d'étanchéité, empêchant la poussière de pénétrer dans les pignons 52. La roue 22 est, de préférence, taillée dans la masse avec l'axe 20, ce qui permet d'obtenir un coût de fabrication peu élevé tout en assurant une excellente solidité de l'ensemble axe 20 et roue 22. On pourrait également envisager de fabriquer séparément l'axe 20 et la roue 22 et de les solidariser entre eux, selon les mêmes méthodes que celles proposées précédemment pour solidariser l'axe 20 avec l'aube 30. En faisant varier le diamètre intérieur de la poulie 40 et les diamètres extérieurs des pignons 52 et de la roue 22, il est possible d'obtenir différents rapports de transmission en fonction de l'utilisation souhaitée. On pourrait par exemple envisager un rapport permettant à la roue 22, et donc à l'axe 20 et par extension à l'aube 30, de tourner deux fois plus rapidement que la poulie 40, assurant ainsi une circulation du fluide dans le circuit de refroidissement plus importante et donc d'améliorer le refroidissement du moteur en terme de fiabilité. Nous allons maintenant décrire le mode de fonctionnement de la pompe 1 selon l'invention. Si la poulie 40 est entrainée dans le sens horaire par une courroie, par exemple la courroie de transmission d'un moteur de véhicule, les pignons 52 tournent également dans le sens horaire et entrainent la roue 22, et par extension l'aube 30, dans le sens antihoraire. On obtient alors une pompe à eau dont le sens de rotation de l'aube 30 est inversé par rapport au sens de rotation de la poulie 40. Si l'on souhaite que l'aube 30 et la poulie 40 tournent dans le même sens, il suffit alors de libérer les pignons 52, 52' et/ou 52" et de rendre au moins un pignon solidaire de la poulie 40 et/ou de la roue 22. La pompe 1 comprend avantageusement tout type de système apte à libérer les pignons 52, 52' ou 52" de leurs axes respectifs B'B, C'C ou D'D et à solidariser au moins un des pignons libérés 52, 52', 52" avec la poulie 40 et/ou la roue 22. A titre d'exemple, il est possible de libérer les pignons 52, 52' et/ou 52" en ôtant la vis épaulée 12. Il suffit ensuite, ou au préalable, de solidariser au moins un des pignons libérés 52, 52' et/ou 52" avec la poulie 40 par l'intermédiaire d'une goupille traversant des orifices (non représentés) correspondant sur l'un des pignons 52, 52' et/ou 52" et la poulie 40. On obtient alors une pompe à eau dont le sens de rotation de l'aube est identique au sens de rotation de la poulie. Il est également possible de solidariser par tous types de moyens au moins un des pignons libérés 52, 52' ou 52" avec la roue 22. Cette solidarisation peut par exemple être réalisée par l'intermédiaire d'un élément rigide du type plaque vissée à l'un des pignons libérés et à la roue 22. Une autre méthode pour faire tourner la poulie 40 et la roue 22 dans le même sens pourrait consister dans le démontage de l'ensemble des pignons 52, 52' et 52" et le remplacement de la poulie 40 par une poulie dont la circonférence intérieure serait inférieure à la circonférence intérieure initiale et qui serait apte à entrainer directement la roue 22, tout en gardant un rapport d'entraînement déterminé. On pourrait également envisager de remplacer la roue 22 par une roue d'un diamètre plus important apte à être entrainée directement par la poulie 40. On pourrait également envisager tout moyen de solidarisation entre la poulie d'entrainement 40 et l'axe 22. Une pompe à eau telle que décrite précédemment peut donc permettre d'avoir un produit mécanique fiable pour un coût peu élevé qui peut permettre de choisir le sens de rotation de l'aube, indépendamment du sens de rotation de la poulie, par exemple lors de la fabrication de la pompe à eau ou lors de la mise en place de la pompe à eau dans le véhicule. REVENDICATIONS1. Pompe à eau (1) comprenant un corps de pompe (10) apte à maintenir en position au moins un axe (20) sur lequel est solidarisé une aube (30), l'aube (30) étant entrainée par une poulie d'entrainement (40), caractérisée en ce que la pompe à eau (1) comprend un dispositif (50) apte à inverser le sens de rotation entre l'aube (30) et la poulie (40). 2. Pompe à eau selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (50) comprend au moins trois pignons (52, 52', 52") montés libres en rotation respectivement sur des axes B'B, C'C et D'D, les axes B'B, C'C et D'D appartenant au corps de pompe (1), les pignons (52, 52', 52") étant en prise d'une part avec la poulie (40) et d'autre part avec une roue (22), la poulie (40) étant montée libre en rotation sur l'axe A'A, la roue (22) étant solidarisée sur l'axe A'A. 3. Pompe à eau (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque pignon (52, 52' et 52") est monté libre en rotation sur un axe B'B, C'C, D'D du corps de pompe (1) par l'intermédiaire d'une vis épaulée (12). 4. Pompe à eau (1) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la mise en prise entre la poulie (40), les pignons (52, 52', 52") et la roue (22) est réalisée par une denture. 5. Pompe à eau (1) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la mise en prise entre la poulie (40), les pignons (52, 52' et 52") et la roue (22) est réalisée par friction. 6. Pompe à eau selon la revendication 5, caractérisée en ce que la poulie d'entrainement (40), les pignons (52, 52', 52") et/ou la roue (22) sont réalisés ou recouverts d'un matériau élastomère. 7. Pompe à eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la roue (22) est réalisée d'une seule pièce avec l'axe (20). 8. Pompe à eau (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la pompe (1) comprend un système apte à libérer les pignons (52, 52' ou 52") de leurs axes B'B, C'C ou D'D et à solidariser au moins un des pignons libérés (52, 52', 52") avec la poulie (40) et/ou la roue (22). 9. Pompe à eau (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le système comprend au moins un élément rigide apte à solidariser un des pignons libérés (52, 52', 52") à la poulie (40) et/ou à la roue (22).