Brevet FR2961864A1 — publié le 20111230

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un élément amortisseur des pulsations d'une pompe à fluide ainsi qu'une pompe à fluide équipée d'un tel élément. Etat de la technique Les pompes à fluide par exemple sous forme de pompes à piston sont utilisées dans les systèmes de frein hydrauliques ou électrohydrauliques de véhicules de préférence comme pompe de refoulement pour permettre de réduire ou d'augmenter sélectivement la pression de frein dans les cylindres de frein de roues ; cela permet de réguler la pression de frein dans les cylindres de frein de roues. Une telle régulation est assurée par exemple par un système antiblocage (système ABS) un système antipatinage (système ASR) ou encore dans un système de régulation de la dynamique de roulage ou autres systèmes de ce type. On connaît une pompe à piston par exemple selon le document DE 10 2007 047 417 Al comprenant un piston, une soupape d'entrée, une soupape de sortie et un cylindre. La soupape d'entrée est en général réalisée comme soupape anti-retour. La soupape de sortie est également réalisée comme soupape anti-retour chargée par ressort et elle est installée dans un élément de couvercle de la pompe à piston. La soupape de sortie s'ouvre lorsque la pression dans la chambre de compression génère une poussée supérieure à la force développée par le ressort de la soupape de sortie s'exerçant sur l'élément d'étanchéité de la soupape de sortie ; l'élément d'étanchéité de la soupape de sortie est ainsi soulevé du siège de soupape associée à l'orifice de sortie du cylindre. Pour réduire les pulsations de pression on peut munir les pompes à piston usuelles d'un élément amortisseur de pulsations comportant une membrane en caoutchouc ou une pièce en caoutchouc/ acier. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un élément amortisseur de pulsations du type défini ci-dessus caractérisé par 35 un support de membrane en forme de pot ayant une zone élastique, 2 * la membrane élastique étant placée de manière étanche au fluide dans le support de membrane, et - la zone mobile du support de membrane délimitant dans la direction de pression, un espace libre de mouvement de la membrane élastique. L'élément amortisseur de pulsations selon l'invention a l'avantage d'absorber de manière optimale les pointes de pression malgré un encombrement réduit ce qui permet de réduire avantageusement les pulsations de pression à la fois dans la zone basse pression et dans la zone haute pression. La membrane élastique se déforme même pour des pressions très faibles et répond ainsi rapidement et exactement aux pulsations de pression même faible. Grâce au support de membrane avec sa zone élastique, la membrane élastique est également résistante et fiable dans la zone haute pression ; la zone élastique est conçue de manière optimale pour absorber les fortes pulsations de pression. Globalement on a avantageusement un encombrement réduit et une fabrication économique et simple de l'élément amortisseur de pulsations selon l'invention. L'élément amortisseur de pulsations selon l'invention pour une pompe à fluide (ou pompe à liquide) comporte comme déjà indiqué un support de membrane en forme de pot avec une zone élastique. La membrane élastique est insérée de manière étanche aux fluides dans le support de membrane et un espace limité par la zone mobile du support de membrane forme du jeu pour le mouvement de la membrane élastique dans la direction de la pression. L'élément amortisseur de pulsations selon l'invention, peut être installé par exemple dans un boîtier de pompe et/ ou dans un couvercle de préférence dans le couvercle de la soupape de sortie d'une pompe à fluide. D'une manière particulièrement avantageuse, la membrane élastique est réalisée pour absorber les pulsations de pression dans la zone basse pression et cette zone d'absorption de la membrane élastique est définie par l'espace libre de mouvement entre une position de sortie et la venue en appui contre la zone mobile du support de membrane. La zone élastique du support de membrane en 3 forme de pot est en revanche réalisée pour absorber les pulsations de pression dans la zone haute pression ; la zone d'absorption de la zone élastique est définie par l'espace libre de mouvement entre la position de sortie et la venue en appui contre une butée. L'absorption des pulsations de pression commence par la zone élastique du support de membrane lorsque la membrane élastique s'applique contre la zone élastique du support de membrane. La venue en appui de la membrane élastique contre la zone mobile du support de membrane évite avantageusement que la membrane ne soit endommagée à de fortes pointes de pression, qui sont principalement absorbées par la zone mobile du support de membrane ; la membrane élastique est conçue pour qu'elle puisse également passer l'espace libre de mouvement de la zone mobile du support de membrane sans risque d'endommagement. Néanmoins la membrane élastique absorbera de manière optimale les petites pointes de pression jusqu'à venir en appui contre la zone mobile. L'espace libre de mouvement de la zone mobile du support de membrane est délimité à l'état installé par exemple par le boîtier de pompe et/ou par un couvercle de la pompe à fluide. Selon un développement avantageux de l'élément amortisseur de pulsations selon l'invention, la membrane élastique est une coupelle plate ayant au moins un noyau de fil d'acier à ressort surmoulé par injection. La membrane élastique peut comporter par exemple au moins une bague de fil d'acier à ressort surmoulé par une masse ou une spirale de fil d'acier à ressort surmoulé par une masse qui est une matière plastique de préférence un monomère éthylènepropylène-diène. Si l'on utilise plusieurs boucles ou cercles de fil d'acier à ressort on peut également utiliser plusieurs épaisseurs différentes de fil. Le nombre des anneaux de fil d'acier à ressort et/ou des épaisseurs de fil de fer et/ou la distance entre les anneaux de fil d'acier à ressort ou les spires de la spirale de fil d'acier à ressort permettent de prédéfinir avantageusement le comportement élastique de la membrane. Selon un autre développement avantageux de l'élément amortisseur de pulsations selon l'invention, la membrane élastique comporte au bord, un bourrelet d'étanchéité périphérique qui assure l'étanchéité vis-à-vis du support de membrane et permet un montage 4 simple de la membrane ; et assure également une certaine fonction d'accrochage lorsque placé dans le support de membrane. Selon un autre développement avantageux de l'invention, l'élément amortisseur de pulsations a un support de membrane en forme de pot avec des parois latérales évasées vers l'extérieur et ayant un bord périphérique en saillie qui constitue en commun une zone de réception pour la membrane élastique ; la zone élastique est formée par le fond du support de membrane. Pour améliorer la mobilité de la zone élastique, celle-ci peut comporter une perforation et/ ou être réalisée avec une ondulation. Globalement le support de membrane est réalisé en tôle et/ou en matière plastique injectée. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation préférentiels d'un élément amortisseur de pulsations représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un élément amortisseur de pulsations selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus schématique d'une partie d'un 20 premier exemple de réalisation de l'élément amortisseur de pulsations selon l'invention représenté à la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus schématique d'une partie d'un second exemple de réalisation d'un élément amortisseur de pulsations selon l'invention telle que représenté à la figure 1. 25 Description de modes de réalisation préférentiels de l'invention Selon la figure 1, un élément amortisseur de pulsations 1 selon l'invention pour une pompe à fluide (pompe à liquide) comporte un support de membrane 10 en forme de pot ayant une zone élastique 14 et une membrane élastique 20, 20'. Selon l'invention, la membrane 30 élastique 20, 20' est placée de manière étanche dans le support de membrane 10 pour laisser un espace libre de mouvement D 1 à la membrane élastique 20, 20' dans la direction de poussée P, en la limitant par la zone mobile 14 du support de membrane 10. La membrane élastique 20, 20' est réalisée pour absorber les pulsations de 35 pression dans la plage des basses pressions ; la zone d'absorption de la membrane élastique 20, 20' est définie par l'espace libre de mouvement D 1 entre une position de sortie et la venue en appui contre la zone mobile 14 du support de membrane 10. La zone élastique 14 du support de membrane 10 en forme de pot est réalisée pour absorber les 5 pulsations de pression dans la zone haute pression ; la zone d'absorption de la zone élastique 14 est définie par l'espace libre de mouvement D2 entre la position de sortie et la venue en appui contre une butée 3 constituée ici par le boîtier de la pompe ou par le couvercle de la soupape de sortie de la pompe fluidique. L'absorption des io pulsations de pression par la zone élastique 14 du support de membrane 10 commence lorsque la membrane élastique 20, 20' vient contre la zone élastique 14. C'est pourquoi la membrane élastique est conçue pour chevaucher sans risque d'endommagement l'espace libre de mouvement D2 de la zone mobile 14 du support de membrane 10. 15 Comme le montre en outre la figure 1, le support de membrane 10 en forme de pot présente des parois latérales 12 cintrées ou courbées vers l'extérieur avec un bord 18 périphérique débordant ou constituant en commun une zone de réception pour la membrane élastique 20, 20' ; la zone élastique 14 est constituée par le fond du 20 support de membrane 10. Dans l'exemple de réalisation présenté, le fond en forme de zone élastique 14 a une perforation 16 pour améliorer la mobilité. En variante, le fond peut également être réalisé comme tôle ondulée pour améliorer la mobilité. Les parois latérales cintrées 12 ont une zone d'étanchéité intérieure 12.1 réalisant l'étanchéité vis-à-vis de 25 la membrane élastique 20, 20' mise en place et qui à cet effet a un bourlet d'étanchéité périphérique 28, 28' suivant son bord ainsi qu'une zone d'étanchéité 12.2 extérieure assurant l'étanchéité vis-à-vis du boîtier de pompe 3 et/ou du couvercle de pompe. Comme le montrent en outre les figures 1 à 3, la 30 membrane élastique 20, 20' est en forme de coupelle ou de plateau avec des noyaux de fil d'acier à ressort 24, 24' surmoulés. Dans le premier exemple de réalisation selon les figures 1 et 2, la membrane élastique 20 comporte plusieurs anneaux de fil d'acier à ressort 22 surmoulés par injection avec une masse dont les 35 intervalles 26 sont reliés en étant remplis avec la même masse. Dans 6 l'exemple de réalisation présenté, les noyaux de fil d'acier à ressort 24 des différents anneaux de fil d'acier à ressort 22 surmoulés par injection ont le même diamètre. Suivant une variante non représentée, les anneaux de fil d'acier à ressort peuvent avoir des épaisseurs de fil différentes. Selon un second exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 3, la membrane élastique 20' a une spirale de fil d'acier à ressort 22' surmoulé par une masse et dont les espaces intermédiaires 26' sont également remplis avec la masse. Comme masse d'injection dans les deux exemples de réalisation, on utilise une matière plastique de préférence un monomère éthylène-propylène-diène, ayant des propriétés élastiques adaptées. Le nombre d'anneaux de fil d'acier à ressort 22 et/ou d'épaisseur de fil et/ou la distance 26, 26' entre les anneaux de fil d'acier à ressort 22 ou les spires de la spirale en fil d'acier à ressort 22' permettent de prédéfinir avantageusement le comportement élastique de la membrane 20, 20'. Les formes de réalisation de l'invention réduisent les pulsations de pression grâce à une membrane élastique et à un support de membrane ayant une zone mobile à la fois dans la zone des basses pressions et dans la zone des hautes pressions. Dans le cas de faibles pulsations, la membrane élastique répond exactement et rapidement alors que la zone mobile de support de membrane répond dans la plage des hautes pressions et protège la membrane élastique contre les dommages. Cela permet d'absorber les pointes de pression de manière optimale dans un faible encombrement, directement au niveau de la pompe ou à l'extérieur. La construction de la membrane élastique fait qu'elle se déforme même à de très faibles pressions tout en résistant également en tenue et fiabilité dans les zones de hautes pressions.30 NOMENCLATURE 1 élément amortisseur de pulsations 3 butée 10 support de membrane 14 zone élastique 12 paroi latérale courbe 12.1 zone d'étanchéité intérieure 12.2 zone d'étanchéité extérieure 14 zone élastique 16 perforation 18 bord en saillie 20 membrane élastique 20' membrane élastique 22 anneau de fil d'acier à ressort 22' spirale de fil d'acier à ressort 24 noyau de fil d'acier à ressort 24' noyau de fil d'acier à ressort 26 espace intermédiaire/intervalle entre les anneaux de fil d'acier à ressort 26' intervalle entre les anneaux de fil d'acier à ressort 28 bourrelet d'étanchéité périphérique 28' bourrelet d'étanchéité périphérique25 REVENDICATIONS1°) Elément amortisseur de pulsations pour une pompe à fluide comportant une membrane élastique (20, 20'), élément caractérisé par un support de membrane (10) en forme de pot ayant une zone élastique (14), * la membrane élastique (20, 20') étant placée de manière étanche au fluide dans le support de membrane (10), et * la zone mobile (14) du support de membrane (10) délimite dans la 10 direction de pression P un espace libre de mouvement (D 1) de la membrane élastique (20, 20'). 2°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 - la membrane élastique (20, 20') est réalisée pour absorber les pulsations de pression dans la plage des basses pressions * la zone d'absorption de la membrane élastique (20, 20') étant définie par l'espace libre de mouvement (D1) entre la position de sortie et la venue en appui contre la zone mobile (14) du support de 20 membrane (10). 3°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone élastique (14) du support de membrane (10) en forme de pot est 25 réalisé pour que les pulsations de pression soient absorbées dans la plage des hautes pressions, * la plage d'absorption de la zone élastique (14) étant définie par l'espace libre de mouvement (D2) entre la position de sortie et la venue en appui contre une butée (3). 30 4°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 3, caractérisé en ce que - l'absorption des pulsations de pression commence par la zone élastique (14) du support de membrane (10) lorsque la membrane 35 élastique (20, 20') est appliquée contre la zone élastique (14). 9 5°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 1, caractérisé en ce que - la membrane élastique (20, 20') est en forme de coupelle plate ayant au moins un noyau de fil d'acier à ressort surmoulé (24, 24'). 6°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 5, caractérisé en ce que la membrane élastique (20, 20') comporte au moins un anneau de fil d'acier à ressort (22) surmoulé par une masse ou un fil d'acier à ressort 10 en spirale surmoulé par une masse (22), * la masse étant une matière plastique de préférence un monomère éthylène-propylène-diène. 7°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le bord de la membrane élastique (20, 20') a un bourrelet d'étanchéité périphérique (28, 28') qui assure l'étanchéité vis-à-vis du support de membrane (10). 20 8°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le support de membrane (10) en forme de pot a des parois latérales (12) courbées vers l'extérieur, avec un bord (18) dépassant en périphérie, et qui constitue en commun une zone de réception pour 25 la membrane élastique (20, 20'), * la zone élastique (14) étant formée par le fond du support de membrane (10). 9°) Elément amortisseur de pulsations selon la revendication 8, 30 caractérisé en ce que la zone élastique (14) est réalisée avec une perforation (16) et/ ou sous la forme d'une ondulation. 10°) Pompe à fluide comportant un boîtier de pompe (3) et/ou un 35 couvercle intégrant un élément amortisseur de pulsations (1), 2961864 io pompe caractérisée en ce que l'élément amortisseur de pulsations est réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, en ayant un support de membrane (10) en forme de pot avec une zone élastique (14), la membrane élastique (20, 5 20') de l'élément étant insérée de manière étanche dans le support de membrane (10) pour avoir un espace libre de mouvement (D 1) de la membrane élastique (20, 20') dans la direction de poussée (P) délimité dans la zone mobile (14) du support de membrane (10). io