Brevet FR2965775A1 — publié le 20120413

i POMPE POUR LIQUIDE DE LAVAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE [1] L'invention concerne une pompe pour liquide de lavage de véhicule automobile. s [2] Un véhicule automobile est équipé d'un système de lavage de ses parties vitrées, illustré sur la figure 1, telles que notamment le pare-brise, la lunette arrière ou encore les phares. Pour permettre de vaporiser un liquide de lavage sur les vitres, le système de lavage est doté d'une pompe qui io permet d'aspirer le liquide en provenance de son réservoir et ensuite de l'évacuer en direction de la surface vitrée à nettoyer. [3] A cet effet, la pompe comprend une chambre hydraulique de forme cylindrique et de section circulaire, un axe ls d'entraînement sur lequel sont montées des lames qui sont entraînées en rotation par l'axe. Un moteur alimenté par une source d'énergie permet d'actionner l'axe. La chambre comprend en outre une entrée par laquelle le liquide transite en provenance du réservoir et une sortie par laquelle le liquide 20 transite pour être évacué vers la surface à nettoyer. Les lames, en tournant, génèrent une pression de refoulement sur le liquide. Celui-ci est donc dirigé vers la sortie avec un débit qui est fonction de la pression avec laquelle il est refoulé par les lames. 25 [4] Les lames actuelles, visibles sur la figure 2, présentent des lames dont la longueur est égale au rayon de la chambre hydraulique. En effet, plus les lames sont longues, plus elles présentent une résistance au liquide, et plus la pression (et donc le débit) sont importants. 30 [5] Au démarrage de la pompe, le moteur se met en route, actionnant ainsi l'axe et les lames. Ce démarrage génère un pic de courant. Pour protéger la pompe en cas de surintensité, celle-ci est équipée d'un fusible qui grille généralement lorsque l'intensité du courant atteint 15 Ampères qui correspond à une intensité anormalement élevée lors d'une utilisation en conditions normales de la pompe. Dès lors, il n'est plus possible d'utiliser la pompe et la fonction lavage s devient inutilisable. Il n'est plus possible non plus de nettoyer son pare-brise par exemple à l'aide de liquide de lavage. [6] Lorsque les températures extérieures sont faibles, le liquide de lavage devient visqueux. Il offre donc une résistance aux lames plus importante que lorsqu'il est sous forme liquide io et donc au moteur qui a besoin de plus de puissance pour effectuer la rotation des lames. Le moteur nécessite donc un courant d'appel plus fort qu'en conditions d'utilisation normales. Le pic de courant peut dépasser 15 Ampères et faire griller le fusible invalidant ainsi la fonction lavage. ls [7] Le document EP 0 166 104 décrit une pompe pour liquide de lavage comprenant une chambre hydraulique, un axe d'entraînement placé au centre de la chambre et deux lames identiques et aptes à être entraînées en rotation par l'axe pour assurer le transfert du liquide pompé depuis l'entrée vers la 20 sortie de la chambre. Au repos, les lames sont repliées. Les lames se déplient lorsque le moteur est actionné mais pour cela, une forte puissance est nécessaire au démarrage car le liquide exerce une forte résistance aux lames. [8] Le but de la présente invention est réduire le pic de 25 courant au démarrage de la pompe tout en atteignant des performances en débit/pression qui permettent d'assurer efficacement la fonction lavage sur le véhicule. [9] A cet effet, l'invention concerne une pompe pour liquide de lavage de véhicule automobile comprenant une chambre 30 hydraulique qui contient le liquide et qui est de section circulaire et de diamètre constant avec une entrée et une sortie, un axe d'entraînement placé au centre de la chambre et au moins deux lames identiques fixées sur l'axe et aptes à être entraînées en rotation par l'axe pour assurer le transfert du 35 liquide pompé depuis l'entrée vers la sortie de la chambre, le liquide exerçant ainsi notamment une force centrifuge sur les lames caractérisée en ce que les lames sont extensibles sous l'effet de la force centrifuge. [10] Dans un premier temps, quand les lames sont contractées, s les lames présentent une résistance moindre au liquide et nécessitent donc, au démarrage de la pompe, une intensité de courant moins importante que si elles étaient plus allongées. Cela permet de réduire le pic de courant d'appel et évite de griller le fusible lorsque les températures sont faibles. Dans un io second temps, quand les lames sont en extension maximum, elles génèrent une pression de refoulement efficace pour le lavage. [1 1 ] Chaque lame comprend de préférence une portion rigide et une portion extensible. ls [12] Ce sont les lames elles-mêmes qui sont extensibles. Il n'y a donc pas besoin d'ajouter de mécanisme compliqué. [13] Chaque lame comprend avantageusement, d'une part, une portion interne rigide et une portion externe rigide à chacune de ses extrémités et, d'autre part, une portion centrale 20 extensible. [14] Cette mobilité confère une certaine rigidité au système. [15] Les trois portions ont préférentiellement une longueur sensiblement égale quand la pale est en extension. [16] Les portions de lame coulissent de préférence l'une par 25 rapport à l'autre. [17] La portion interne comprend avantageusement un élément allongé apte à coulisser le long d'un rail fixé sur la portion externe. [18] Cela permet de guider les portions les unes par rapport 30 aux autres et à conserver une lame rectiligne pendant son extension. [19] L'extrémité libre du rail de la portion externe comprend de préférence une butée. [20] Cela permet de bloquer l'ensemble coulissant dans une amplitude maximum quand les lames sont en position étendue s et ainsi éviter que les lames ne touchent la paroi de la chambre hydraulique, ce qui risquerait de les abimer et/ou de les ralentir lorsqu'elles sont en rotation. [21] La portion interne est avantageusement monobloc avec l'élément allongé et/ou en ce que la portion externe est io monobloc avec le rail. [22] Ce mode de réalisation simplifie l'obtention de chaque portion car un seul moulage suffit à réaliser chacune des deux pièces. [23] La portion extensible est de préférence réalisée en ls matériau élastique, notamment en élastomère. [24] La matière élastique reprend sa forme initiale après avoir été étirée. Cela signifie que la lame reprend sa longueur initiale lorsque l'axe cesse de tourner sans l'aide d'autres moyens de rappel. 20 [25] La pompe comprend de façon avantageuse trois lames. [26] Avec trois lames, la pression de refoulement est améliorée. [27] La longueur maximum d'une lame correspond de préférence au rayon de la chambre hydraulique. 25 [28] Cette longueur de lame est celle qui permet à la lame de présenter le maximum de résistance au liquide et d'obtenir ainsi une meilleure pression de refoulement. [29] D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et 30 nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : s Io 15 2965775 s - la figure 1 est une vue schématique d'un système de lavage de véhicule automobile comprenant un réservoir et un circuit de lavage avec une pompe ; - la figure 2 est une vue de dessus en coupe d'une chambre hydraulique comprenant des lames selon l'état de la technique ; - la figure 3 est une vue de dessus en coupe d'une chambre hydraulique comprenant des lames en position contractée selon l'invention ; - La figure 4 est une vue de dessus en coupe d'une chambre hydraulique comprenant des lames en position d'extension selon l'invention ; - La figure 5 est une vue de côté en coupe d'une moitié de la chambre hydraulique avec une lames au repos ; - La figure 6 est une vue de côté en coupe d'une moitié de la chambre hydraulique avec une lames en extension. [30] En référence à la figure 1, le système de lavage 1 d'un 20 véhicule automobile comprend un réservoir 3 dans lequel se trouve du liquide de lavage 5. Le réservoir 3 est éventuellement équipé d'un détecteur de niveau 7. Une première ouverture 9 située sur le dessus du réservoir 3 coïncide avec une goulotte 11 fermée par un bouchon 13. Le 25 remplissage du réservoir se fait par cette goulotte. Une deuxième ouverture 15 est située sur le côté droit du réservoir 3 et est reliée à une pompe 17. La pompe 17 est elle-même reliée à un tuyau 19 par lequel est évacué le liquide de lavage 5 jusqu'au gicleur 21 situé près de la zone à laver du véhicule 30 automobile. [31] Une pompe 17' selon l'état de la technique est illustrée à la figure 2. Elle comprend une chambre hydraulique 23', un axe d'entraînement 25' et trois lames 27' identiques dont la longueur est égale au rayon de la chambre hydraulique. La chambre 23' comprend une entrée 29' et une sortie 31'. [32] Une pompe 17 selon l'invention est illustrée sur la figure 3 à 6. En référence à la figure 3, la chambre hydraulique 23 s comprend un axe d'entraînement 25 situé au centre de la chambre et trois lames 27 fixées sur l'axe 25. [33] La chambre hydraulique 23 est de forme cylindrique. Elle est de section circulaire et son rayon est constant. La chambre hydraulique 23 comprend une entrée 29 et une sortie 31 io schématisées par des formes rectangulaires à droite et à gauche sur les figures 2 à 4. Le liquide de lavage 5 peut pénétrer par aspiration dans la chambre hydraulique par l'entrée et il peut en sortir par refoulement (ou évacuation). Ces phénomènes seront expliqués plus en détails dans la suite 15 de la description. [34] L'axe d'entraînement 25 est situé au centre de la chambre hydraulique. L'axe 25 est positionné verticalement dans la chambre. Il est actionné par un moteur (non illustré) qui permet de le faire tourner. 20 [35] Les trois lames 27 sont identiques et sont fixées rigidement sur l'axe d'entraînement 25. Elles peuvent être fixées par collage, par soudage... [36] Elles sont positionnées radialement et sont équidistantes l'une de l'autre. Les lames 27 présentent une forme 25 parallélépipédique. [37] Selon des modes de réalisation non illustrés, le nombre de lames pourrait être de deux ou de plus de trois lames. Les lames pourraient également présenter des formes différentes que celles illustrées : non planes telles que partiellement 30 vrillées par exemple. [38] Chaque lame 27 comprend trois portions distinctes. Une lame comprend une portion interne 33, une portion centrale 35 et une portion externe 37. Les portions sont alignées et sont fixées entre elles de façon à former la lame. Elles sont jointes entre elles de la façon suivante : l'élastomère 35 est fixé sur les parties rigides 33, 37 par exemple par moulage, par clippage, par emboîtement par coulissement vertical, par s soudage... [39] La portion interne 33 est la portion qui est la plus proche de l'axe d'entraînement. La portion externe 37 est celle qui présente une extrémité libre. [40] La portion interne 33 et la portion externe 37 sont io réalisées dans un matériau rigide tel que par exemple un matériau plastique. [41] La portion centrale 35 est réalisée dans un matériau extensible. Le matériau peut être élastique pour pouvoir retrouver sa forme initiale après déformation. La partie ls centrale 35 est constituée par une paroi élastomère étanche car l'élastomère a pour propriété d'être déformable. Cette portion est flexible dans le sens de la lame mais elle est rigide dans une direction perpendiculaire à la lame. La partie centrale 35 au repos est contractée et lorsqu'elle est en 20 action, elle est en extension. [42] En référence à la figure 3, les lames 27 au repos sont contractées. La longueur des lames contractées est comprise entre la moitié et les trois-quarts du rayon r de la chambre hydraulique 23. 25 [43] En référence à la figure 4, les lames 27 en mouvement sont en extension. La longueur des lames en extension est sensiblement égale au rayon r de la chambre hydraulique 23. [44] Les différentes portions 33, 35, et 37 d'une lame 27 ont sensiblement la même longueur lorsque la lame est en 30 extension. Ainsi, chaque portion occupe un tiers de la longueur totale de la lame. [45] En référence aux figures 5 et 6, chaque portion interne 33 comprend un élément allongé 39 apte à coulisser le long d'un rail 41 fixé sur la portion externe 37. Ceci permet d'assurer le maintien des deux portions rigides 33 et 35 entre elles. [46] L'élément allongé 39 a une forme de T. La partie 43 constituant la barre la plus longue formant le T est fixée s rigidement au niveau de sa base sur une face de la portion interne 33. Elle longe ensuite la portion centrale 35 et en partie de la portion externe 37. Elle se termine par une butée 45 qui constitue la barre supérieure du T. La butée 45 permet d'assurer que la longueur maximum de la lame 27 ne touche la io paroi 47 de la chambre hydraulique. Lorsque la lame 27 est en extension, la butée 45 permet d'interrompre la course du rail 41 et limite l'extension de la lame. [47] Le rail 41 est fixé rigidement à la portion externe 37 de la lame 27. Selon les figures, il est fixé en partie à la portion ls externe 37. Le rail 41 pourrait selon un mode alternatif non représenté être entièrement fixé sur la portion externe. Le rail 41 présente deux guides 47 et 49 parallèles entre eux qui sont distants d'une longueur égale à la largeur de l'élément allongé 39. De cette manière, le rail 41 enserre l'élément allongé 39 20 de façon à la guider en translation. [48] Le rail 41 permet de conserver l'alignement des portions interne 33 et externe 37 tout en garantissant leur éloignement ou leur rapprochement. [49] Selon un mode de réalisation non représenté, le rail peut 25 également se présenter sous la forme d'un anneau qui entoure l'élément allongé ou tout autre moyen permettant de guider l'élément allongé lorsque la lame s'étend ou se contracte. [50] Nous allons à présent détailler la façon dont la pompe 17 fonctionne lorsqu'un utilisateur souhaite nettoyer une surface 30 vitrée de son véhicule. [51] Initialement, les lames 27 de la pompe sont dans une position contractée qui est visible sur la figure 3. En position contractée, les lames 27 ont une longueur inférieure à celle du rayon r de la chambre 23, ce qui permet de consommer moins de courant lors des premiers dixièmes de seconde de fonctionnement de la pompe et donc ne pas griller le fusible. [52] Lorsque l'utilisateur envoie l'ordre de vaporiser du liquide de lavage 5, le moteur de la pompe 17 se met en route s générant ainsi un appel de courant d'alimentation suffisamment élevé pour mettre en mouvement l'axe 25 et les lames 27. Du fait que les lames 27 ne sont pas très longues car elles sont contractées, la résistance exercée par le liquide 5 sur les lames n'est pas trop importante et permet de limiter io le courant nécessaire au démarrage de la pompe. [53] L'axe 25 se met alors à tourner, entraînant ainsi les lames 27 en rotation dans le sens horaire. Le mouvement des lames crée un tourbillon dans le liquide de lavage 5, une pression de refoulement du liquide, et une force centrifuge F est appliquée ls sur les lames 27. Dans le même temps, le liquide de lavage 5 est aspiré depuis l'entrée de la chambre et évacué (ou refoulé) vers la sortie. [54] La force centrifuge F appliquée sur les lames 27 est une force radiale orientée vers la paroi 47 de la chambre 23. Ceci 20 fait que les lames s'étirent et s'allongent jusqu'à toucher quasiment la paroi 47 conformément à la figure 4. La portion centrale 35 des lames s'étire et l'élément allongé 39 des lames glisse le long du rail 41. La force centrifuge augmente la longueur des lames. Celles-ci passent de la longueur minimum 25 à la longueur maximum en quelques tours le temps d'avoir franchi le pic de courant au démarrage du moteur. Le pic de courant n'a donc pas besoin d'être très élevé car les lames qui commencent à tourner laissent passer du liquide sur les côtés, ce qui sollicite moins le moteur que les lames de l'état de la 30 technique. [55] En position d'extension, les lames 27 ont une longueur quasiment égale à celle du rayon de la chambre. Le liquide 5 exerce alors une certaine résistance sur les lames 27, ce qui permet de générer un bon débit. Ce principe permet de 35 satisfaire les prestations en débit lors du fonctionnement de la 2965775 Io pompe. Le liquide est ensuite acheminé le long du tuyau 19 jusqu'au gicleur 21 de lave-glace. REVENDICATIONS1. Pompe (17) pour liquide de lavage (5) de véhicule automobile comprenant une chambre hydraulique (23) qui contient le liquide et qui est de section circulaire et de s diamètre constant avec une entrée (29) et une sortie (31), un axe d'entraînement (25) placé au centre de la chambre et au moins deux lames identiques (27) fixées sur l'axe et aptes à être entraînées en rotation par l'axe pour assurer le transfert du liquide pompé depuis l'entrée vers la sortie de la chambre, io le liquide (5) exerçant ainsi notamment une force centrifuge sur les lames (27) caractérisée en ce que les lames sont extensibles sous l'effet de la force centrifuge. 2. Pompe pour liquide de lavage selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque lame (27) comprend une ls portion rigide (33, 37) et une portion extensible (35). 3. Pompe pour liquide de lavage selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que chaque lame (27) comprend, d'une part, une portion interne rigide (33) et une portion externe rigide (35) à chacune de ses extrémités et, 20 d'autre part, une portion centrale (35) extensible. 4. Pompe pour liquide de lavage selon la revendication 3 caractérisée en ce que les trois portions (33, 35, 37) ont une longueur sensiblement égale quand la pale (27) est en extension. 25 5. Pompe pour liquide de lavage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée en ce que les portions de lame (27) coulissent l'une par rapport à l'autre. 6. Pompe pour liquide de lavage selon la revendication 5 quand elle dépend de la revendication 3 caractérisée en ce que la portion interne (33) comprend un élément allongé (39) apte à coulisser le long d'un rail (41) fixé sur la portion externe s (37). 7. Pompe pour liquide de lavage selon la revendication 6 caractérisée en ce que l'extrémité libre de l'élément allongé (39) de la portion externe (37) comprend une butée (45). 8. Pompe pour liquide de lavage selon l'une des 10 revendications 6 ou 7 caractérisée en ce que la portion interne (33) est monobloc avec l'élément allongé (39) et/ou en ce que la portion externe (37) est monobloc avec le rail (41). 9. Pompe pour liquide de lavage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisée en ce que la portion 15 extensible (35) est réalisée en matériau élastique, notamment en élastomère. 10. Pompe pour liquide de lavage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la pompe (17) comprend trois lames. 20 11. Pompe pour liquide de lavage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la longueur maximum d'une lame (17) correspond au rayon (r) de la chambre hydraulique (23).