Brevet FR3028572A1 — publié le 20160520

Pompe hydraulique à modules unitaires empilables pour modifier l'encombrement et la cylindrée Domaine technique de l'invention L'invention concerne une pompe hydraulique modulable pour véhicule automobile, notamment une pompe modulable pour un fluide lubrifiant pour moteur de véhicule automobile. L'invention a pour objet également un véhicule automobile comprenant une telle pompe hydraulique modulable. État de la technique Les moteurs sont de plus en plus compacts et les contraintes d'encombrement des pièces voisines de la pompe hydraulique sont importants, notamment dans le compartiment moteur. Notamment, les pièces tournantes telles qu'un vilebrequin et les bielles ne permettent pas d'optimiser les formes d'aspiration et de refoulement d'une pompe hydraulique. Pour l'assemblage de la pompe sur la partie inférieure du moteur, il est aussi nécessaire de prévoir des vis de fixation et des bossages associés. Ces derniers peuvent être de grande hauteur pour assurer le passage des machines de vissage destinées à la fixation de la pompe hydraulique sans pénaliser les formes des parties dédiées à l'aspiration et au refoulement du fluide traversant la pompe. Actuellement, la frontière de la pompe hydraulique est définie principalement par le corps de pompe qui renferme le rotor et la cavité pour la mise en place du rotor et pour la circulation du fluide traversant la 3028572 2 pompe, et par le couvercle fixé au corps de pompe. Cette frontière définit un encombrement trop important pour être applicable de manière transversale sur une pluralité de types de moteurs différents. 5 II est nécessaire, actuellement, de créer une grande diversité de pompes hydrauliques afin de pouvoir les adapter à chaque type de moteur. Il en résulte des problèmes de coûts de conception, de fabrication et de gestion et une grande complexité d'organisation face à cette absence de standardisation. 10 Ces problématiques, bien que concernant le cas particulier de la pompe à huile, peuvent aussi toucher d'autres types de pompes hydrauliques telles qu'une pompe pour le liquide de refroidissement. 15 Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une pompe hydraulique modulable qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. 20 Ce but est atteint par l'intermédiaire d'une pompe hydraulique modulable pour véhicule automobile, notamment une pompe modulable pour fluide lubrifiant pour moteur de véhicule automobile, comprenant des éléments permettant de varier ensemble l'encombrement extérieur de la pompe et sa cylindrée pour modifier le débit de fluide qui la traverse, la pompe 25 étant constituée par au moins un module unitaire, notamment une pluralité de tels modules unitaires, ayant chacun un encombrement extérieur constant et comprenant chacun : - des moyens permettant de l'empiler avec un autre module unitaire identique pour créer une association fluidique en parallèle des deux 30 modules unitaires ainsi empilés pour le fluide traversant la pompe, 3028572 3 - une entrée et une sortie du module unitaire pour le fluide destiné à circuler à travers la pompe, - et des moyens de mise en circulation du fluide à travers le module unitaire de l'entrée vers la sortie du module unitaire. 5 Chaque module unitaire peut notamment être configuré de sorte à présenter une cylindrée variable. Selon un mode de réalisation particulier, deux modules unitaires empilés 10 l'un avec l'autre comprennent des zones de refoulement distinctes pour refouler séparément le fluide qui les traverse et des zones d'aspiration distinctes ou communes pour admettre le fluide destiné à les traverser dans chacun d'eux. 15 Chaque module unitaire peut comprendre un corps de pompe délimitant une cavité conjointement avec un couvercle fixé audit corps de pompe et obturant la cavité, et dans laquelle il est disposé un rotor appartenant aux moyens de mise en circulation du fluide du module unitaire correspondant. 20 Le rotor peut être monté à rotation dans un anneau ayant une possibilité de translation dans le corps de pompe, perpendiculairement à l'axe de rotation du rotor, sous l'effet d'une pression de contrôle et d'une pression pilote au sein du corps de pompe respectivement de part et d'autre de 25 l'anneau suivant sa direction de translation, permettant de varier la cylindrée du module unitaire. Selon un mode de réalisation particulier, deux modules unitaires empilés l'un avec l'autre assurent un positionnement des deux modules unitaires 30 décalés l'un par rapport à l'autre dans une direction d'empilement 3028572 4 coïncidant avec l'axe de rotation commun des deux rotors de ces deux modules unitaires empilés. Le rotor de chaque module unitaire peut comprendre un arbre 5 d'entrainement individuel et les deux arbres d'entrainement individuels de deux modules unitaires empilés l'un avec l'autre sont solidaires entre eux à rotation, notamment par l'intermédiaire d'une liaison mécanique permettant l'emboitement d'un arbre d'entrainement d'un module unitaire avec l'arbre d'entrainement du module unitaire à l'état empilé, pour 10 assurer l'entrainement en rotation conjointement des deux rotors de ces deux modules unitaires ainsi empilés. De préférence, la pompe hydraulique modulaire comprend un arbre d'entrainement commun à deux modules unitaires empilés l'un à l'autre 15 et traversant conjointement leurs deux rotors pour en assurer en même temps l'entrainement en rotation. Les formes des corps de pompe et des couvercles de deux modules unitaires empilés l'un avec l'autre sont préférentiellement configurés de 20 sorte à s'emboiter et se positionner les uns par rapport aux autres à l'état empilé des deux modules unitaires. Selon un autre mode de réalisation, chaque module unitaire est connecté à une électrovanne optimisant le fonctionnement de la pompe 25 hydraulique modulaire. L'électrovanne peut être commune aux différents modules unitaires empilés les uns avec les autres qui présentent tous des paramètres de régulation identiques ajustés par ladite électrovanne. 30 3028572 5 Alternativement, la pompe hydraulique modulaire comprend de préférence une électrovanne respective associée à chaque module unitaire et les modules unitaires empilés les uns avec les autres présentent des paramètres de régulation différents d'un module unitaire à 5 l'autre ajustés séparément par les électrovannes respectives. Un véhicule automobile comprendra de préférence une telle pompe hydraulique modulable. Selon un mode de réalisation particulier dans lequel le véhicule comprend un moteur à combustion interne, la pompe 10 hydraulique modulable pourra être une pompe modulable pour un fluide lubrifiant assurant la circulation du fluide lubrifiant dans le moteur à combustion interne. Description sommaire des dessins 15 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : 20 - les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'un module unitaire d'un exemple de pompe hydraulique modulable selon l'invention, le couvercle étant respectivement absent et présent, - la figure 3 est une vue en perspective de deux modules unitaires empilés, 25 - la figure 4 est une vue en perspective du module unitaire, le couvercle étant présent, sans les zones de refoulement et d'admission, - les figures 5 et 6 sont des vues respectivement en perspective et de face, de deux modules unitaires empilés, sans les zones de 30 refoulement et d'admission. 3028572 6 Description de modes préférentiels de l'invention L'invention qui va maintenant être décrite, en référence aux figures 1 à 6 annexées, concerne globalement une pompe hydraulique modulable 5 pour véhicule automobile, comprenant des éléments permettant de varier ensemble l'encombrement extérieur de la pompe et sa cylindrée pour modifier le débit de fluide qui la traverse. Pour constituer de tels éléments permettant de varier concomitamment son encombrement extérieur et sa cylindrée, la pompe hydraulique modulable est constituée par au moins 10 un module unitaire 10, notamment une pluralité de tels modules unitaires 10, ayant chacun un encombrement extérieur constant. Chaque module unitaire 10 comprend : - des moyens permettant de l'empiler avec un autre module unitaire 10 identique pour créer une association fluidique en parallèle des deux 15 modules unitaires 10 ainsi empilés pour le fluide traversant la pompe, - une entrée 11 et une sortie 12 du module unitaire 10 pour le fluide destiné à circuler à travers la pompe, - et des moyens de mise en circulation 13 du fluide à travers le module unitaire 10 de l'entrée 11 vers la sortie 12 du module unitaire 10. 20 De préférence, chaque module unitaire 10 est configuré de sorte à présenter une cylindrée variable. Il peut notamment s'agir d'une pompe modulable pour fluide lubrifiant 25 pour moteur de véhicule automobile, notamment pour de l'huile assurant la fonction de lubrification de ce moteur. L'invention a pour objet également un véhicule automobile comprenant une telle pompe hydraulique modulable. En particulier mais de manière 30 non exclusive, il peut s'agir d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et dans lequel la pompe hydraulique 3028572 7 modulable est une pompe modulable pour un fluide lubrifiant assurant la circulation du fluide lubrifiant, tel que de l'huile, dans ce moteur à combustion interne. 5 La solution présentée ici permet de définir un nouveau périmètre technique de la fonction liée à la pompe hydraulique modulable au juste nécessaire pour diminuer son encombrement et réussir à développer une standardisation des pompes hydrauliques. L'amélioration se situe dans le dimensionnement du module unitaire 10 au plus juste pour faciliter son 10 implantation. Le choix du nombre de modules unitaires 10 empilés les uns aux autres est fonction des besoins hydrauliques, par exemple le débit de fluide destiné à circuler à travers la pompe, mais aussi de l'encombrement général de la pompe admissible face aux contraintes de l'environnement immédiat de la pompe au sein du compartiment moteur. 15 La multiplication du nombre de modules unitaires 10 empilés les uns aux autres permet de faire varier en fonction des besoins la cylindrée de la pompe hydraulique, qui présente avantageusement un caractère modulaire par la sélection du nombre de modules unitaires 10 empilés entre eux au sein de la pompe hydraulique. 20 Les différents modules unitaires 10 utilisés et empilés les uns avec les autres au sein de la pompe hydraulique modulaire sont de préférence tous identiques pour des raisons de standardisation et de facilité d'organisation et de gestion. 25 Il est pris soin de dimensionner le module unitaire 10 au plus juste par rapport aux contraintes d'application des moteurs de taille réduite, qui est la tendance actuelle dans le domaine automobile. 30 Chaque module unitaire 10 comprend une zone de refoulement 14 assurant la circulation du fluide traversant le module unitaire depuis le 3028572 8 moyen de mise en circulation 13 vers la sortie 11. La zone de refoulement 14 comprend une première extrémité en communication fluidique avec le moyen de mise en circulation 13 et une deuxième extrémité en communication fluidique avec la sortie 11. En particulier, la 5 sortie 11 peut être constituée par cette deuxième extrémité de la zone de refoulement 14, qui peut prendre la forme d'une simple ouverture. Chaque module unitaire 10 comprend aussi une zone d'aspiration 15 assurant la circulation du fluide traversant le module unitaire depuis 10 l'entrée 12 jusqu'au moyen de mise en circulation 13. La zone d'aspiration 15 comprend une première extrémité en communication fluidique avec le moyen de mise en circulation 13 et une deuxième extrémité en communication fluidique avec l'entrée 12. En particulier, l'entrée 12 peut être constituée par cette deuxième extrémité de la zone 15 d'aspiration 15, qui peut prendre la forme d'une simple ouverture. Selon un mode de réalisation, deux modules unitaires 10 empilés l'un avec l'autre comprennent des zones de refoulement 14 distinctes pour refouler séparément le fluide qui les traverse et des zones d'aspiration 15 20 distinctes ou communes pour admettre le fluide destiné à les traverser dans chacun d'eux. Chaque module unitaire 10 comprend un corps de pompe 16 délimitant une cavité conjointement avec un couvercle 17 fixé au corps de pompe 25 16 et obturant la cavité. Un rotor 18 appartenant aux moyens de mise en circulation 13 du fluide du module unitaire 10 correspondant est disposé dans la cavité. Le couvercle 17 est fixé au corps de pompe 16 par tout moyen adapté après la mise en place des moyens de mise en circulation 13 dans la cavité. 30 3028572 9 Selon un mode de réalisation, le rotor 18 est monté à rotation dans un anneau 19 ayant une possibilité de translation dans le corps de pompe 16, perpendiculairement à l'axe de rotation X du rotor, sous l'effet d'une pression de contrôle 20 et d'une pression pilote 21 au sein du corps de 5 pompe 16 respectivement de part et d'autre de l'anneau 19 suivant sa direction de translation Y. Cela permet de rendre variable la cylindrée du module unitaire 10. Ainsi, outre le choix du nombre de modules unitaires empilés, ce paramètre permet de varier la cylindrée de la pompe dans sa globalité. 10 Chaque module unitaire peut donc avoir une cylindrée variable, comme une pompe hydraulique connue de l'art antérieur, mais il présente un encombrement et un volume général constants et plus petits que les pompes hydrauliques connues de l'art antérieur. 15 Sans limitation quant à la liberté d'orientation spatiale de la direction selon laquelle les modules unitaires 10 peuvent être empilés, le mode de réalisation tel qu'illustré prévoit que deux modules unitaires 10 empilés l'un avec l'autre assurent un positionnement des deux modules unitaires 20 10 décalés l'un par rapport à l'autre dans une direction d'empilement coïncidant avec l'axe de rotation X commun des deux rotors 18 de ces deux modules unitaires 10 empilés. Cela a pour effet de permettre un aboutement des rotors 18 de ces deux modules unitaires 10 si nécessaire. 25 Dans une première variante de l'invention, le rotor 18 de chaque module unitaire 10 comprend un arbre d'entrainement 22 individuel. Les deux arbres d'entrainement 22 individuels de deux modules unitaires empilés l'un avec l'autre sont solidaires entre eux à rotation, notamment par 30 l'intermédiaire d'une liaison mécanique permettant l'emboitement d'un arbre d'entrainement 22 d'un module unitaire 10 avec l'arbre 302 85 72 10 d'entrainement 22 du module unitaire 10 à l'état empilé, pour assurer l'entrainement en rotation conjointement des deux rotors 18 de ces deux modules unitaires 10 ainsi empilés. 5 Alternativement ou en combinaison, de manière non représentée, une deuxième variante de l'invention prévoit que la pompe hydraulique modulaire comprenne un arbre d'entrainement commun à deux modules unitaires 10 empilés l'un à l'autre et traversant conjointement leurs deux rotors 18 pour en assurer en même temps l'entrainement en rotation. 10 Il est compris que le moyen de mise en circulation 13 est constitué par l'ensemble formé par l'anneau 19, le rotor 18, l'arbre d'entraînement 22, la pression de contrôle 20 et la pression pilote 21. 15 Préférentiellement, les formes des corps de pompe 16 et des couvercles 17 de deux modules unitaires 10 empilés l'un avec l'autre sont configurés de sorte à s'emboiter et se positionner les uns par rapport aux autres à l'état empilé des deux modules unitaires 10. 20 Chaque module unitaire 10 est connecté de manière fluidique à une électrovanne (non représentée) optimisant le fonctionnement de la pompe hydraulique modulaire. Dans une première variante de l'invention, l'électrovanne est commune 25 aux différents modules unitaires 10 empilés les uns avec les autres qui présentent tous des paramètres de régulation identiques ajustés par cette électrovanne. Alternativement ou en combinaison, une deuxième variante de l'invention 30 prévoit que la pompe hydraulique modulaire comprenne une électrovanne respective associée à chaque module unitaire 10. Les 3028572 11 modules unitaires 10 empilés les uns avec les autres présentent alors des paramètres de régulation différents d'un module unitaire 10 à l'autre, ajustés séparément par les électrovannes respectives. 5 Les avantages de la solution précédemment décrite sont ; - une standardisation des pompes hydrauliques face aux différents moteurs à équiper, notamment dans le cadre de moteur de petite taille, - une application de manière transversale sur une pluralité de types 10 de moteurs différents, - une meilleure implantation de la fonction de la pompe hydraulique, - une possibilité d'adaptation précise du dimensionnement de la cylindrée de la pompe hydraulique afin de l'adapter aux besoins spécifiques de chaque moteur. 15 REVENDICATIONS1. Pompe hydraulique modulable pour véhicule automobile, notamment pompe modulable pour fluide lubrifiant pour moteur de véhicule automobile, comprenant des éléments permettant de varier ensemble l'encombrement extérieur de la pompe et sa cylindrée pour modifier le débit de fluide qui la traverse, la pompe étant constituée par au moins un module unitaire (10), notamment une pluralité de tels modules unitaires (10), ayant chacun un encombrement extérieur constant et comprenant chacun : - des moyens permettant de l'empiler avec un autre module unitaire (10) identique pour créer une association fluidique en parallèle des deux modules unitaires (10) ainsi empilés pour le fluide traversant la pompe, - une entrée (11) et une sortie (12) du module unitaire (10) pour le fluide destiné à circuler à travers la pompe, - et des moyens de mise en circulation (13) du fluide à travers le module unitaire de l'entrée (11) vers la sortie (12) du module unitaire (10). 2. Pompe hydraulique modulable selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque module unitaire (10) est configuré de sorte à présenter une cylindrée variable. 3. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que deux modules unitaires (10) empilés l'un avec l'autre comprennent des zones de refoulement (14) distinctes pour refouler séparément le fluide qui les traverse et des zones d'aspiration (15) distinctes ou communes pour admettre le fluide destiné à les traverser dans chacun d'eux. 3028572 13 4. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque module unitaire (10) comprend un corps de pompe (16) délimitant une cavité conjointement avec un couvercle (17) fixé audit corps de pompe (16) et obturant la cavité, et 5 dans laquelle il est disposé un rotor (18) appartenant aux moyens de mise en circulation (13) du fluide du module unitaire (10) correspondant. 5. Pompe hydraulique modulable selon la revendication 4, caractérisée en ce que le rotor (18) est monté à rotation dans un anneau (19) ayant une possibilité de translation dans le corps de pompe (16), 10 perpendiculairement à l'axe de rotation (X) du rotor (18), sous l'effet d'une pression de contrôle (20) et d'une pression pilote (21) au sein du corps de pompe (16) respectivement de part et d'autre de l'anneau (19) suivant sa direction de translation (Y), permettant de varier la cylindrée du module unitaire (10). 15 6. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que deux modules unitaires (10) empilés l'un avec l'autre assurent un positionnement des deux modules unitaires (10) décalés l'un par rapport à l'autre dans une direction d'empilement coïncidant avec l'axe de rotation (X) commun des deux rotors (18) de ces 20 deux modules unitaires (10) empilés. 7. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le rotor (18) de chaque module unitaire (10) comprend un arbre d'entrainement (22) individuel et les deux arbres d'entrainement (22) individuels de deux modules unitaires (10) empilés 25 l'un avec l'autre sont solidaires entre eux à rotation, notamment par l'intermédiaire d'une liaison mécanique permettant l'emboitement d'un arbre d'entrainement (22) d'un module unitaire (10) avec l'arbre 3028572 14 d'entrainement (22) du module unitaire (10) à l'état empilé, pour assurer l'entrainement en rotation conjointement des deux rotors (18) de ces deux modules unitaires (10) ainsi empilés. 8. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 4 à 5 7, caractérisée en ce que la pompe hydraulique modulaire comprend un arbre d'entrainement commun à deux modules unitaires (10) empilés l'un à l'autre et traversant conjointement leurs deux rotors (18) pour en assurer en même temps l'entrainement en rotation. 9. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 4 à 10 8, caractérisée en ce que les formes des corps de pompe (16) et des couvercles (17) de deux modules unitaires (10) empilés l'un avec l'autre sont configurés de sorte à s'emboiter et se positionner les uns par rapport aux autres à l'état empilé des deux modules unitaires (10). 10. Pompe hydraulique modulable selon l'une des revendications 1 à 15 9, caractérisée en ce que chaque module unitaire (10) est connecté à une électrovanne optimisant le fonctionnement de la pompe hydraulique modulaire. 11. Pompe hydraulique modulable selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'électrovanne est commune aux différents 20 modules unitaires (10) empilés les uns avec les autres qui présentent tous des paramètres de régulation identiques ajustés par ladite électrovanne. 12. Pompe hydraulique modulable selon la revendication 10, caractérisée en ce que la pompe hydraulique modulaire comprend une 25 électrovanne respective associée à chaque module unitaire (10) et les 3028572 15 modules unitaires (10) empilés les uns avec les autres présentent des paramètres de régulation différents d'un module unitaire (10) à l'autre ajustés séparément par les électrovannes respectives. 13. Véhicule automobile comprenant une pompe hydraulique 5 modulable selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Véhicule automobile selon la revendication 13,-caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion interne et en ce que la pompe hydraulique modulable est une pompe modulable pour un fluide lubrifiant assurant la circulation du fluide lubrifiant dans le moteur à combustion 10 interne.