Brevet FR2961561A1 — publié le 20111223

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une pompe à piston notamment pour un module de fluide d'un véhicule comportant un piston de pompe coulissant axialement dans un alésage de pompe réalisé dans un boîtier de pompe, comportant un segment de piston et une unité de soupape. Etat de la technique Les pompes à piston(s) sont connues selon l'état de la technique dans des réalisations les plus diverses. On utilise fréquemment les pompes à piston dans les véhicules automobiles pour transférer des fluides dans des systèmes hydrauliques. De manière caractéristique ces éléments de pompe se composent d'un piston de pompe qui est fabriqué en général par une opération d'usinage avec enlèvement de copeaux ou par transformation, en étant logé dans un alésage de pompe réalisé dans un boîtier de pompe avec des soupapes d'admission et d'échappement ainsi que des éléments d'étanchéité. Le boîtier de pompe est généralement en forme de cylindre. Les soupapes commandent le fluide lors des mouvements du piston de pompe. La soupape d'entrée évite que pendant la phase de compression le liquide ne revienne dans la chambre d'aspiration. La soupape d'échappement évite le retour du liquide du côté pression vers l'intérieur de la pompe à piston. Le document DE 102 29 201 Al décrit par exemple une telle pompe à piston. Cette pompe à piston comporte un boîtier muni d'un alésage de pompe. Un piston de pompe coulisse axialement dans cet alésage en y délimitant une chambre de pression de volume variable. Pour le guidage et l'étanchéité du piston de pompe, la pompe comporte une unité de bague de piston. Le piston de pompe est entraîné selon un mouvement de va-et-vient en translation par un excentrique. Le flux de liquide sous pression est commandé par une unité de soupapes à travers la pompe à piston ; cette unité se compose d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour objet une pompe à piston du type 35 défini ci-dessus caractérisé en ce que 2 le piston de pompe est réalisé sous la forme d'un soufflet. La pompe à piston selon l'invention a l'avantage de réaliser le piston sous la forme d'un soufflet de sorte que la pompe à piston peut être appliquée grâce à une construction simple et économique contre l'excentrique pendant le fonctionnement de la pompe à piston et le soufflet assure en plus la fonction d'un ressort de rappel classique. Ainsi le piston de pompe combine à la fois la fonction de pompe et la fonction de rappel dans une pièce. On obtient ainsi une pompe à piston de faible encombrement et d'une construction particulièrement économique car on supprime les ressorts de rappel supplémentaires. En particulier le piston de pompe selon l'invention amortit les pulsations de pression ce qui donne un bon comportement NVH (c'est-à-dire un bon comportement pour les paramètres bruitvibration-dureté). Selon un développement avantageux de la pompe à piston selon l'invention, le soufflet est installé dans l'alésage de pompe à l'état précontraint de sorte que le rappel ou l'application sous pression du piston de pompe contre l'excentrique se fait automatiquement par la force de précontrainte du soufflet. De façon particulièrement avantageuse la surface frontale du soufflet, du côté de l'unité d'entraînement est renforcée. Ainsi le soufflet est protégé contre l'action de l'excentrique et peut ainsi résister sans usure aux contraintes élevées dues à l'excentrique. Selon un autre développement avantageux de la pompe à piston selon l'invention, l'unité à segment de piston comporte au moins une bague enclipée ou surmoulée par injection dans le soufflet. Cela permet un montage particulièrement simple et une fabrication très simple de la pompe à piston car la bague s'installe soit d'une manière simple par enclipage sur le soufflet soit que cela est prévu dès la fabrication du soufflet. Selon un autre développement avantageux de la pompe à piston de l'invention, l'alésage de pompe et la bague sont réalisés en des matériaux tels que les deux composants constituent une paire de glissement. De façon avantageuse on garantit ainsi le guidage du piston de pompe dans l'alésage et on minimise l'usure et/ou l'endommagement 3 de l'anneau en forme d'anneau de guidage. Du jeu subsiste entre le soufflet et l'alésage de pompe qui se réalise avantageusement de manière simple en soutenant le soufflet contre l'alésage de pompe en cas de surpression sans destruction du soufflet à plis. Selon un autre développement avantageux de la pompe à piston selon l'invention, le soufflet comporte une unité de limitation de course. De manière avantageuse, cela se traduit par la protection du soufflet ou sa protection contre les dommages car l'unité de limitation de course n'autorise qu'un trajet du soufflet pour une course définie et ensuite elle constitue une butée pour le soufflet. L'unité de limitation de course est notamment réalisée en une seule pièce avec le couvercle de l'unité de soupape qui ferme le perçage de pompe par l'extérieur. De manière avantageuse cela simplifie la fabrication de la pompe à piston car elle peut ainsi être réalisée par un procédé de fabrication, simultanément en deux pièces. On supprime ainsi notamment une liaison par ailleurs nécessaire entre les deux pièces. Suivant un développement avantageux de la pompe à piston de l'invention, le soufflet est fixé de manière étanche au boîtier de pompe par son extrémité tournée vers la soupape de sorte que le blocage se fait sans aucun élément de construction supplémentaire. Selon un autre développement de la pompe à piston de l'invention, l'unité de soupape comporte par exemple deux soupapes installées dans le même plan radial autour du soufflet et/ou dans un plan axial du soufflet. De manière avantageuse cela permet une adaptation optimale à l'encombrement disponible dans la pompe à piston. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation d'une pompe à piston selon l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un premier exemple de réalisation d'une pompe à piston selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un second exemple de réalisation d'une pompe à piston selon l'invention. 4 Description de modes de réalisation de l'invention Les figures 1 et 2 montrent chacune une partie d'une pompe à piston 10a, 10b selon l'invention au niveau d'un piston de pompe 12a, 12b. La pompe à piston 10a, 10b convient notamment pour un module de fluide de véhicule automobile. La pompe à piston 10a, 10b peut être appliquée à un système de pompe selon la technique actuelle des véhicules par exemple en technique de sécurité comme des systèmes ABS (système antiblocage), les systèmes ESP (programme de stabilisation électronique), les systèmes EHB (frein électrohydraulique), les systèmes TCS (systèmes de commande de traction) ou des systèmes ASR (régulation antipatinage). La pompe à piston 10a, 10b comporte un piston de pompe 12a, 12b coulissant axialement dans un alésage de pompe 16a, 16b réalisé dans le boîtier de pompe 14a, 14b. L'entraînement du piston de pompe 12a, 12b est assuré par une unité d'entraînement 22a, 22b par exemple un excentrique entraîné en rotation ; l'excentrique 22a, 22b est installé de manière excentrée par rapport à l'axe de rotation 36a, 36b. L'axe de rotation 36a, 36b de l'excentrique 22a, 22b coupe l'axe de l'alésage de pompe 16a, 16b de façon radiale. L'excentrique 22a, 22b se déplace sur une trajectoire circulaire autour des axes de rotation 36a, 36b ; le rayon de la trajectoire circulaire correspond à l'excentricité de l'excentrique 22a, 22b. Le piston de pompe 12a, 12b est appliqué par une surface frontale 24a, 24b contre la périphérie de l'excentrique 22a, 22b et peut être déplacé suivant la course H axialement dans l'alésage de pompe 16a, 16b. Le piston de pompe 12a, 12b est rendu étanche par un segment de piston 18a, 18b dans l'alésage de pompe 16a, 16b dans lequel il coulisse axialement. Dans le présent exemple de réalisation, le segment de piston 18a, 18b comprend une bague de guidage ou de glissement 18. la et 18.lb ; les segments de piston 18a, 18b peuvent toutefois comporter d'autres bagues comme par exemple d'autres bagues de guidage, bagues d'étanchéité et/ou bagues d'appui. Dans les présents exemples de réalisation, la bague 18.1a, 18.lb sont installées dans la zone côté excentrique du piston de pompe 12a, 12b mais on peut également choisir d'autres positions. La pompe à piston 10a, 10b comporte en outre une unité de soupape 20a, 20b comprenant une soupape d'admission 20.la, 20.lb et une soupape d'échappement 20.2a et 20.2b ; d'autres soupapes sont également envisageables. Entre la soupape d'admission 5 20.1a, 20.lb et la soupape d'échappement 20.2a et 20.2b il y a une chambre de pression 38a, 38b qui augmente pendant la course d'aspiration du piston de pompe 12a, 12b et diminue lors de la course de compression ou course de refoulement du piston de pompe 12a, 12b. Les soupapes 20.1a, 20.1b, 20.2a, 20.2b servent à commander le fluide lors du mouvement du piston de pompe 12a, 12b. La soupape d'admission 20.1a, 20.lb évite que le liquide ne puisse revenir par aspiration dans la pompe à piston 10a, 10b au cours d'une phase de compression. La soupape d'échappement 20.2a, 20.2b évite le retour du fluide de la chambre de pression 38a, 38b dans le volume intérieur de la pompe. Habituellement de telles soupapes sont réalisées comme des soupapes à billes chargées par un ressort. Pour appliquer le piston de pompe 12a, 12b de manière simple et économique contre l'excentrique 22a, 22b pendant le fonctionnement de la pompe à piston, selon l'invention le piston de pompe 12a, 12b est réalisé sous la forme d'un soufflet. Le soufflet 12a, 12b remplace avantageusement l'unité de ressort de rappel équipant généralement les pompes à piston classiques et dont la force de ressort assure la pression d'application nécessaire. Le soufflet 12a, 12b est installé à l'état précontraint dans l'alésage de pompe 16a, 16b pour que le rappel ou la poussée du piston de pompe 12a, 12b contre l'excentrique 22a, 22b se fasse par la précontrainte du soufflet 12a, 12b. Dans le présent exemple de réalisation, le soufflet 12a, 12b est renforcé au niveau de la surface frontale 24a, 24b du côté de l'unité de l'entraînement ou de l'excentrique 22a, 22b ; cela se fait par exemple par une couche supplémentaire de matière renforcée par des fibres. Comme déjà indiqué, le segment de piston 18a, 18b du présent exemple de réalisation comporte au moins une bague 18.1a, 18.lb pour guider le piston de pompe 12a, 12b dans l'alésage de pompe 16a, 16b ; cette bague est de préférence enclipée ou surmoulée par injection dans le soufflet 12a, 12b. De façon avantageuse, l'alésage de 6 pompe 16a, 16b et la bague 18.1a, 18.lb sont réalisées en un matériau tel que les deux composants 16a, 16b, 18.1a, 18.lb constituent chaque fois une paire adaptée en glissement. Par exemple l'alésage de pompe 16a, 16b sera en aluminium et le soufflet 12a, 12b sera en téflon. Pour permettre d'appuyer le soufflet 12a, 12b contre l'alésage de pompe 16a, 16b en cas de surpression sans destruction du soufflet 12a, 12b, on a prévu un faible jeu entre le soufflet 12a, 12b et l'alésage de pompe 16a, 16b. Pour protéger le soufflet de pompe 12a, 12b et comme moyen de protection contre la destruction, le soufflet 12a, 12b comporte une unité de limitation de course 26a, 26b. Dans les présents exemples de réalisation, l'unité de limitation de course 26a, 26b est installée à l'intérieur du soufflet 12a, 12b et réalisée de préférence sous la forme d'un élément cylindrique qui n'autorise qu'une course du soufflet 12a, 12b suivant la course H et ensuite forme une butée pour le soufflet 12a, 12b. L'unité de limitation de course 26a, 26b est de préférence réalisée en une seule pièce avec le couvercle 28a, 28b de l'unité de soupape 20a, 20b se fermant vers l'extérieur, avec l'alésage de pompe 16a, 16b. Le soufflet 12a, 12b est fixé de manière étanche au boîtier de pompe 14a, 14b à l'extrémité 30a, 30b tourné vers l'unité de soupape 20a, 20b ; la fixation se fait par exemple par un matage étanche. L'unité de soupape 20a, 20b comporte au moins deux soupapes 20.1a, 20.1b, 20.2a, 20.2b ; dans les présents exemples de réalisation il s'agit de la soupape d'admission 20.1a, 20.lb et de la soupape d'échappement 20.2a, 20.2b. Les soupapes 20.1a, 20.1b, 20.2a, 20.2b peuvent être réparties dans n'importe quel plan radial 32a, 32b autour du soufflet 12a, 12b et/ou dans le plan axial 34a du soufflet 12a, 12b. Dans le premier exemple de réalisation de la pompe à piston l0a selon la figure 1, la soupape d'admission 20.1a se trouve dans le plan radial 32a et la soupape d'échappement 20.2a se trouve dans le plan axial 34a du soufflet 12a. Dans le second exemple de réalisation de la pompe à piston 10b selon la figure 2 on a la soupape d'admission 20.lb et la soupape 20.2b installées dans le même plan radial 32b autour du soufflet 12b. NOMENCLATURE NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10a, 10b 12a, 12b 14a, 14b 16a, 16b 18a, 18b 18.1a, 18.lb 20a, 20b 22a, 22b 26a, 26b 28a, 28b 36a, 36b 38a, 38b pompe à piston piston de pompe boîtier de pompe alésage de pompe segment de piston bague de glissement unité de soupape unité d'entraînement unité de limitation de course couvercle axe de rotation chambre de pression20 REVENDICATIONS1 °) Pompe à piston notamment pour un module de fluide d'un véhicule comportant un piston de pompe (12a, 12b) coulissant axialement dans un alésage de pompe (16a, 16b) réalisé dans un boîtier de pompe (14a, 14b), comportant un segment de piston (18a, 18b) et une unité de soupape (20a, 20b), pompe à piston caractérisée en ce que le piston de pompe (12a, 12b) est réalisé sous la forme d'un soufflet. 2°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que le soufflet (12a, 12b) est monté dans l'alésage de pompe (16a, 16b) à l'état précontraint. 3°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que le soufflet (12a, 12b) est renforcé au niveau de la surface frontale (24a, 24b) tournée vers l'unité d'entraînement (22a, 22b). 4°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que le segment de piston (18a, 18b) comporte au moins une bague (18.1a, 18.1b) qui est enclipée ou surmoulée par injection dans le soufflet (12a, 12b). 5°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alésage de pompe (16a, 16b) et la bague (18.1a, 18.1b) sont réalisés en un matériau tel que les deux éléments (16a, 16b, 18.1a, 18.1b) 30 constituent une paire de glissement. 6°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée par du jeu entre le soufflet (12a, 12b) et l'alésage de pompe (16a, 16b). 35 9 7°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que le soufflet (12a, 12b) comporte une unité de limitation de course (26a, 26b). 8°) Pompe à piston selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'unité de limitation de course (26a, 26b) est en une seule pièce avec un couvercle (28a, 28b) de l'unité de soupape (20a, 20b) fermant l'alésage 10 de pompe (16a, 16b) vis-à-vis de l'extérieur. 9°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité (30a, 30b) du soufflet (12a, 12b) tournée vers l'unité de 15 soupape (20a, 20b) est fixée de manière étanche au boîtier de pompe (14a, 14b). 10°) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que 20 l'unité de soupape (20a, 20b) comporte au moins deux soupapes (20.1a, 20.1b, 20.2a, 20.2b) qui se trouvent autour du soufflet (12a, 12b) dans le même plan radial (32a, 32b) et/ou se trouvent dans un plan axial (34a, 34b) du soufflet (12a, 12b). 25