FR2865775A1 - Unite de transfert de carburant pour alimenter un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Unité de transfert de carburant dans laquelle on diminue le frottement dans la chambre de pompe et on augmente le rendement par des organes d'écartement qui écartent le rotor des parois frontales de la chambre de pompe. Pour cela, les bossages (28) sont répartis sur au moins un cercle ou anneau (29) autour de l'axe de pompe (8).

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne une unité de transfert, notamment pour transférer du carburant d'un réservoir vers un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant une chambre de pompe logeant un rotor tournant dans la chambre de pompe autour d'un axe de pompe, et avec des bossages prévus sur des parois frontales prédéfinies à l'intérieur de la chambre de pompe.

Etat de la technique On connaît déjà une telle unité de transfert de carburant to selon le document DE 32 26 325 Al comportant une chambre de pompe et un rotor tournant dans la chambre de pompe autour de l'axe de pompe et ayant des bossages prévus sur des parois frontales déterminées à l'intérieur de la chambre de pompe. Les bossages, dirigés radialement vers l'intérieur à partir d'un canal de pompe réalisé dans la paroi frontale, partent du canal de pompe en ligne droite en remontant suivant une forme de coin dans la direction périphérique. Lors de la rotation du rotor dans la chambre de pompe le liquide s'accumule au niveau des bossages et engendre une force résultante dans la direction axiale s'écartant de la paroi frontale, si bien que le rotor ne peut venir en appui contre l'une des deux parois frontales de la chambre de pompe. Les bossages fonctionnent ainsi comme un palier hydrodynamique. On diminue ainsi le frottement qui s'oppose dans la chambre de pompe au rotor en rotation et on augmente le rendement de la pompe à carburant. Mais l'inconvénient est la complexité de la fabrication des bossages.

Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne une unité de transfert du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que les bossages sont répartis sur au moins un anneau autour de l'axe de pompe.

L'unité de transfert selon l'invention a l'avantage d'augmenter le rendement de l'unité de transfert en diminuant le frotte-ment agissant sur le rotor, par des moyens simples du fait que les bossages prévus au moins sur un anneau autour de l'axe de la pompe, écartent le rotor des parois frontales de la chambre de pompe, et sont ainsi d'une fabrication très simple et économique.

Il est particulièrement avantageux que les bossages soient prévus sur une première paroi frontale d'un couvercle d'aspiration et/ou sur une seconde paroi frontale d'un couvercle de refoulement, car ils sont ainsi particulièrement simples à réaliser sur ces parois frontales de couvercle d'aspiration ou de refoulement.

Il est tout aussi avantageux que les bossages soient prévus sur le rotor, car ils sont très simples et très économiques à réaliser sur celui-ci. Il est également avantageux que la hauteur des bossages corresponde sensiblement à la moitié de la différence entre la largeur axiale de la chambre de pompe et la largeur axiale du rotor, car de cette manière on réduit encore plus le frottement appliqué au rotor. En outre, cela diminue avantageusement les fuites entre la zone de pression élevée suivant l'intervalle axial en retour vers la zone basse pression de la chambre de pompe. Selon un développement avantageux, la largeur des bossages mesurée dans la direction radiale correspond à 0,8 mm. La surface d'appui, en cas de contact entre le rotor et les bossages, est très faible.

Selon un développement avantageux, les bossages sont de 15 forme carrée, rectangulaire, en anneau de cercle, en forme de rognon, de forme trapézoïdale ou de forme lenticulaire.

Il est en outre avantageux que le côté supérieur des bossages tourné vers la chambre de pompe soit arrondi car de cette manière on diminue la surface d'appui par laquelle le rotor peut venir en appui.

Selon un exemple de réalisation avantageux, le nombre de bossages répartis sur un anneau est compris entre 3 et 20.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés de façon schémati-25 que dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe d'une vue partielle de l'unité de transfert selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation selon la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une vue du premier exemple de réalisation selon la ligne III-III de la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe d'un second exemple de réalisation suivant la ligne IV-IV de la figure 2 et - la figure 5 est une vue du second exemple de réalisation suivant la li- 35 gne V-V de la figure 1, la figure 6 est une coupe d'une vue partielle du second exemple de réalisation.

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Description de modes de réalisation

La figure 1 montre une unité de transfert selon l'invention. Cette unité de transfert sert à transférer un liquide tel qu'un carburant d'un réservoir par exemple par une conduite de pression vers un moteur à combustion interne.

L'unité de transfert selon l'invention se compose d'un boîtier de pompe 1, avec une partie de pompe 2 et une partie de moteur 3.

L'unité de transfert selon l'invention comporte une pompe de refoulement, par exemple une pompe cellulaire à galet ou une pompe à engrenage, ou encore une pompe à écoulement, par exemple une pompe périphérique ou une pompe à canal latéral.

Une pompe cellulaire à galet est par exemple connue selon le document DE 44 37 377 Al. Une pompe à écoulement est par exemple connue selon le document DE 44 35 883 Al.

La partie de pompe 2 comprend une chambre de pompe 4 dans laquelle tourne un rotor 5 autour de l'axe de rotation 8 de la pompe qui constitue un axe de symétrie en rotation. Le rotor 5 peut être le rotor suffisamment connu d'une pompe à écoulement ou un rotor à galet d'une pompe cellulaire à galet. Les galets de la pompe cellulaire sont prévus dans des rainures à la périphérie du rotor.

Le rotor 5 est entraîné par un actionneur 9 prévu dans la partie de moteur 3 par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement 10. L'actionneur 9 est par exemple un moteur électrique installé dans l'enceinte de moteur 7 de la partie de moteur 3.

La zone en amont de la chambre de pompe 4 est le côté aspiration et la zone en aval de la chambre de pompe 4 est le côté de refoulement de l'unité de pompe.

La chambre de pompe 4 comporte une entrée 11 et une sortie 12. La chambre de pompe 4 est délimitée par deux parois frontales opposées dans la' direction de l'axe de pompe 8, d'une première paroi frontale 15 et d'une seconde paroi frontale 16; l'entrée 11 de la chambre de pompe est réalisée dans la première paroi frontale 15 et la sortie 12 de la chambre de pompe est prévue dans la seconde paroi frontale 16; la chambre est délimitée dans la direction radiale par rapport à l'axe de pompe 8 par une paroi annulaire 17.

La figure 1 montre à titre d'exemple une pompe à canal latéral comprenant un rotor 5 muni d'aubes 5.1 et de canaux de transfert 14 annulaires prévus dans les parois frontales 15, 16; ces canaux sont prévus dans la zone radiale des aubes 5.1 du rotor.

La première paroi frontale 15 fait par exemple partie d'un couvercle d'aspiration 18 et la seconde paroi frontale 16 et la paroi annu- s laire 17 font par exemple partie d'un couvercle de refoulement 19. Le couvercle d'admission 18 comporte un canal d'entrée 22 relié par une entrée 11 à la chambre de pompe 4; la chambre de pompe 4 est reliée par la sortie de chambre 18 et un canal de sortie 23 prévu dans le couvercle de refoulement 19 à la chambre de moteur 7.

Le couvercle de pression 19 comporte un orifice de passage 24. L'arbre d'entraînement 10 couplé mécaniquement à l'actionneur 9 traverse l'orifice de passage 24 du couvercle de refoulement 19 à partir de la chambre 7 du moteur pour déboucher dans la chambre de pompe 4.

La largeur axiale de la chambre de pompe 4 est supérieure à la largeur axiale du rotor 5 de sorte qu'il subsiste un intervalle axial 20 d'environ dix à trente microns entre le rotor 5 et les parois frontales 15, 16. La différence entre la largeur de la chambre de pompe 4 et la largeur du rotor 5 est l'intervalle axial total.

Le rotor 5 s'étend par exemple sur l'arbre d'entraînement 10 venant en saillie dans la chambre de pompe 4 et pour cela le rotor 5 comporte un orifice de rotor 25 dans lequel pénètre au moins l'arbre moteur 10 pour être relié au rotor par une liaison de forme et/ou de force. Le rotor 5 est monté sur l'arbre moteur 10 par exemple pour rester axialement mobile entre la première paroi frontale 15 et la seconde paroi frontale 16.

L'unité de transfert aspire par exemple du liquide d'un réservoir 32 par le canal d'entrée 22, l'entrée de chambre de pompe 11, la chambre de pompe 4, la sortie de chambre de pompe 12, le canal de sortie 23, la chambre 7 du moteur de la partie moteur du boîtier 1 de la pompe pour transférer le liquide, par exemple le carburant, par une conduite de pression 33, par exemple à un moteur à combustion interne 34. La con- duite de pression 33 est par exemple équipée d'un clapet anti-retour 35 pour qu'après la coupure de l'unité de transfert on maintienne une pression déterminée dans la conduite de pression 33.

La figure 2 montre en coupe une vue d'un premier exemple 35 de réalisation de l'unité selon l'invention coupée selon la ligne II-II de la figure 1.

Pour l'unité représentée à la figure 2 on a utilisé les mêmes références pour les pièces identiques ou de même fonction que celles de l'unité représentée à la figure 1.

La première paroi frontale 15 du couvercle d'aspiration 18 et/ ou la seconde paroi frontale 16 du couvercle de refoulement 19 comportent des bossages 28 en relief par rapport à la surface de base des parois frontales 15, 16. Les bossages 28 peuvent également être prévus sur l'une ou les deux surfaces frontales 21 du rotor 5 tournées vers les parois frontales 15, 16.

to La position radiale des bossages 28 se choisit de manière quelconque dans la mesure où ces bossages ne se trouvent pas dans la zone radiale du canal de transfert et/ou des aubes du rotor d'une pompe à écoulement ou des rainures et des galets d'une pompe cellulaire. Les bossages 28 sont situés par exemple sur un cercle de rayon inférieur à celui du canal latéral et celui des aubes du rotor d'une pompe à canal latéral ou inférieur au rayon du cercle de guidage des galets du rotor d'une pompe cellulaire. Les couples de frottement agissent sur le rotor 5 sont d'autant plus faibles que les bossages 28 sont déplacés radialement vers l'intérieur.

Selon l'invention, les bossages 28 sont répartis sur au moins un anneau géométrique 29 autour de l'axe de pompe 8 et les bossages sont écartés les uns des autres dans la direction périphérique et dans la direction radiale. Les bossages 28 sont par exemple répartis régulièrement sur le cercle géométrique 29. Les bossages 28 sont par exemple de forme carrée, rectangulaire, en anneau de cercle, en rognon, en tra- pèze, en ovale, en cylindre ou en lentille. La forme et la surface frontale des bossages 28 est expressément quelconque et peut également être différente pour les différents bossages 28. La surface frontale des bossages 28 est par exemple petite par rapport aux parois frontales 15, 16 de la chambre de pompe 4 et des surfaces frontales 21 du rotor 5.

Les bossages 28 font qu'il subsiste un intervalle minimum prédéterminé entre le rotor 5 et une paroi frontale 15, 16. De cette manière on diminue le frottement qui s'oppose au rotor 5 engendré par la rotation du fluide transféré par l'unité dans la chambre de pompe 4. Les bossages 28 évitent que l'intervalle axial 20 entre le rotor 5 et l'une des parois frontales 15, 16, soit trop grand du fait du coulissement axial du rotor 5 sur l'axe d'entraînement 10 et pour éviter une fuite trop importante entre la zone de pression élevée le long de l'intervalle axial 20 en retour vers la zone de pression faible dans la chambre de pompe 4.

L'importance de la fuite dépend de la largeur de l'intervalle axial 20 élevé à la puissance 3 de sorte que la largeur de l'intervalle axial 20 a des effets très importants sur les fuites et ainsi sur le rendement de l'unité de transfert.

Les bossages 28 permettent d'augmenter considérablement le rendement de la partie de pompe 2 et ainsi de l'unité de transfert car on diminue le frottement et les fuites.

Le rotor 5 est aligné par les bossages 28 pour former deux intervalles axiaux 20, définis.

On choisit de préférence la hauteur 28.1 des bossages 28 mesurée dans la direction axiale pour que l'intervalle axial 20 entre le rotor 5 et la première paroi frontale 15 ainsi qu'entre le rotor 5 et la seconde paroi frontale 16 soit chaque fois identique et corresponde au maximum à la moitié de l'intervalle axial total. De cette manière, le rotor est aligné et monté suivant le milieu axial de la chambre de pompe 4. Mais les intervalles axiaux 20 peuvent expressément être de tailles différentes.

La hauteur 28.1 des bossages 28 correspond par exemple à huit microns mais elle peut être choisie expressément de manière quel-conque et les hauteurs peuvent être différentes. Le nombre de bossages 28 réparti sur le cercle 29 est par exemple compris entre trois et vingt et correspond de préférence à sept. La largeur des bossages 28 mesurée dans la direction radiale est par exemple égale à 0,8 millimètres mais elle peut également être quelconque.

Les bossages 28 sont répartis sur un cercle dont le rayon 25 est inférieur ou supérieur à celui du canal de transfert 14.

Entre les différents bossages 28 on a chaque fois une ou plusieurs cavités ou rainures 27.

Les bossages 28 sont par exemple réalisés pour qu'au cours d'une même étape de fabrication on puisse tourner au moins un épaule- ment annulaire qui correspond à l'anneau 29 et est en relief par rapport à la surface de base de la paroi frontale 15, 16. L'épaulement annulaire 29 est ensuite interrompu au cours d'une seconde étape de fabrication par des cavités ou rainures 27 pour former plusieurs bossages 28 répartis par exemple de manière équidistante sur l'anneau ou cercle 29. De manière préférentielle, la première étape de fabrication et la seconde étape de fa- brication peuvent être inversées et les cavités ou rainures peuvent égale- ment être par exemple réalisées par des rainures 27 ayant la forme de rognons ou la forme d'anneaux de cercle répartis par exemple régulière- ment sur un anneau 29. Les côtés des bossages 28 tournés vers les rainures 27 sont par exemple bombés vers l'intérieur en forme de cercles.

Si les bossages 28 sont prévus sur les parois frontales 15, 16 de la chambre de pompe 4, en partant du côté supérieur 30 des bossa- ges 28, les cavités ou rainures 27 peuvent s'étendre sur la paroi frontale 15, 16 jusqu'au niveau du couvercle d'aspiration 18 ou du couvercle de refoulement 19 et si les bossages 28 sont prévus sur le rotor 5 ils peuvent s'étendre sur les surfaces frontales 21 du rotor 5 jusqu'à arriver dans le rotor 5. Les cavités ou rainures 27 sont réalisées de cette manière comme des parties en creux. Par exemple, selon la figure 2, entre deux bossages 28, on a représenté une cavité qui peut évidemment être prévue entre les autres bossages 28.

Les bossages 28 forment de cette manière un décrochement en forme de couronne également appelée couronne de circulation dont les bossages 28 sont les dents de la couronne de circulation avec des cavités ou des dégagements 27 entre les bossages 28.

Les bossages 28 peuvent également être fabriqués d'une autre manière.

La figure 3 montre une coupe selon une vue partielle du 20 premier exemple de réalisation, la coupe étant faite selon la ligne III-III de la figure 2 montrant le rotor hachuré.

Pour l'unité de pompage de la figure 3 on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments ou les éléments de même fonction que ceux des unités des figures 1 et 2.

Les bossages 28 sont par exemple arrondis sur la face supérieure 30 tournée vers la chambre de pompe 4 pour diminuer la surface d'appui par laquelle le rotor 5 pourrait s'appuyer.

La figure 4 est une vue en coupe d'une unité pour laquelle on a utilisé les mêmes références pour les éléments identiques ou analo-30 gues de ceux des figures 1 à 3.

Selon ce mode de réalisation, les cavités ou rainures 27 arrivent par exemple jusque dans le couvercle d'aspiration 18. Ces cavités sont par exemple plus larges dans la direction radiale que les bossages 28.

La figure 5 montre schématiquement en coupe une vue d'un second exemple de réalisation de l'unité selon l'invention coupée suivant la ligne V-V à la figure 1.

L'unité de la figure 5 utilise les mêmes références que les unités des figures 1 à 4 pour désigner les mêmes éléments ou des éléments analogues.

L'unité de la figure 5 se distingue de celle de la figure 2 par 5 la forme lenticulaire des bossages.

Le diamètre des bossages lenticulaires prévus sur un anneau ou cercle 29 est quelconque. Les bossages lenticulaires 28 sont par exemple réalisés par injection sur les parois frontales 15, 16 de la chambre de pompe 4 ou les parois frontales 21 du rotor 5 par une fonte injec- tée.

La figure 6 est une coupe d'une vue partielle du second exemple de réalisation; la coupe est faite suivant la ligne VI-VI de la figure 5 montrant le rotor hachuré. L'unité de la figure 6 utilise les mêmes références que les unités des figures 1 à 5 pour désigner les mêmes éléments ou des éléments de même fonction.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 ) Unité de transfert, notamment pour transférer du carburant d'un réservoir vers un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant une chambre de pompe logeant un rotor tournant dans la chambre de pompe autour d'un axe de pompe, et avec des bossages pré-vus sur des parois frontales prédéfinies à l'intérieur de la chambre de pompe, caractérisée en ce que les bossages (28) sont répartis sur au moins un anneau (29) autour de 10 l'axe de pompe (8).

2 ) Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bossages (28) sont prévus sur l'une ou les deux surfaces frontales (21) 15 du rotor (5).

3 ) Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bossages (28) sont prévus sur une première paroi frontale (15) d'un 20 couvercle d'aspiration (18) et/ ou sur une seconde paroi frontale (16) d'un couvercle de refoulement (19).

4 ) Unité selon l'une des revendications 2 ou 3,

caractérisée en ce que la hauteur des bossages (28) correspond au plus sensiblement à la moitié de la différence entre la largeur axiale de la chambre de pompe (4) et la largeur axiale du rotor (5).

5 ) Unité selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisée en ce que la largeur des bossages (28) mesurée dans la direction radiale correspond à 0,8 mm.

6 ) Unité selon l'une des revendications 2 ou 3,

caractérisée en ce que les bossages (28) sont de forme carrée, rectangulaire, annulaire, en ro-gnon, trapézoïdale, ponctuelle ou lenticulaire.

7 ) Unité selon l'une des revendications 2 ou 3,

caractérisée en ce que les bossages (28) ont un côté supérieur (30) arrondi, tourné vers la chambre de pompe (4).

8 ) Unité selon l'une des revendications 2 ou 3,

caractérisée en ce que le nombre des bossages (28) répartis sur un anneau (29) est compris entre 3 et 20.

9 ) Unité selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que des cavités ou des rainures (27) sont prévues entre les bossages (28).