Pompe compacte actionnée par moteur électrique

Abstract

 Selon l'invention, le boîtier de la pompe comporte une première chambre (13) comportant une entrée (14) et une sortie (15) de liquide, abritant une roue à aubes (20) et une seconde chambre (16) renfermant le moteur d'entraînement (17) de la roue à aube (20); les deux chambres étant séparées par un joint (19) remplissant la double fonction d'étanchement statique et d'étanchement dynamique (par rapport à l'arbre (18) du moteur), ainsi que la fonction de compensation élastique pour maintenir le moteur (17) dans le boîtier, en utilisant des liaisons de forme à encastrement (28) prévues entre les parties 11, 12 du boîtier pour la fermeture de celui-ci.
L'invention s'applique notamment pour un moteur de lave-glace d'une automobile.

Description

[0001] L'invention se rapporte à un dispositif formant pompe, à actionnement par moteur électrique, d'une conception très compacte nécessitant notamment un nouveau type de joint placé entre le circuit hydraulique de la pompe et ledit moteur électrique.

[0002] L'invention concerne tout particulièrement, à titre de produit industriel nouveau, une pompe automatique pour lave-glace, utilisable dans un véhicule automobile.

[0003] On connaît plusieurs types de pompes actionnées par moteur électrique et tout particulièrement destinées à équiper un système de lave-glace, dans un véhicule automobile. Notamment, on connaît un dispositif de ce genre , qui a fait l'objet de la demande de.brevet allemand n° 2748 165, et qui comporte un moteur automatiquement immobilisé entre deux coquilles formant le boîtier de la pompe. Un joint d'étanchéité sépare la chambre de la pompe du logement du moteur. Ce joint d'étanchéité est légèrement comprimé au montage, c'est-à-dire au moment de l'assemblage des coquilles, pour lui permettre de jouer un rôle d'étanchement statique. Cependant, le montage de ces coquilles se fait de façon peu fiable dans la mesure où le blocage axial du moteur est réalisé par des butées positives (constituées par des épaulements du boîtier) portées-respectivement par les coquilles. Le montage est donc le suivant : on introduit le moteur à l'intérieur de l'une des coquilles avec le joint et le rotor en place sur l'axe du moteur et on referme le boîtier en comprimant légèrement le joint (pour lui faire jouer son rôle d'étanchéité) jusqu'à ce que les deux faces axiales du moteur entrent en contact avec les épaulements. Puis, en maintenant l'assemblage dans cette position on solidarise définitivement les coquilles au niveau de leurs parties en recouvrement par collage'ou soudure. La nécessité de maintenir les deux coquilles en contact avec les deux extrémités axiales du moteur pendant toute la durée de l'assemblage des coquilles par collage ou soudure est désavantageuse pour une chaîne de fabrication en grande série. Le collage ou la soudure est en soi un mode d'assemblage qui fait perdre beaucoup de temps, mais c'est le seul qui puisse être raisonnablement utilisé en liaison avec le système à deux épaulements, car un agencement d'assemblage rapide, comme par exemple des moyens coopérant par encastrement, ne peut garantir (étant données les tolérances de moulage des coquilles) à la fois une immobilisation sûre du moteur et une compression suffisante du joint lui permettant-de jouer son rôle d'étanchéité statique. L'invention permet de résoudre cet inconvénient et notamment d'utiliser des liaisons.de forme à encastrement pour l'assemblage des coquilles, grâce à un nouveau type de joint d'étanchéité.

[0004] Dans cet esprit l'invention concerne un dispositif formant pompe à actionnement par moteur électrique du type comportant une première chambre ayant une entrée de liquide et une sortie de liquide et un moyen de refoulement, tel qu'une roue à aubes ou analogue, forçant ledit liquide depuis ladite entrée vers ladite sortie, ainsi qu!une seconde chambre abritant un moteur électrique ;-ledit moyen de refoulement étant mécaniquement couplé à l'arbre dudit moteur électrique, et lesdites première et seconde chambres étant adjacentes et essentiellement séparées par un joint en matériau élastiquement compressible, comportant une portion d'étanchement statique, sensiblement périphérique, et une. portion d'étanchement dynamique, sensiblement centrale, définissant un passage d'arbre traversé par ledit arbre dudit moteur, caractérisé en ce qu'un moyen formant ressort est intercalé et monté en compression entre . ledit joint et ledit moteur, pour immobiliser ledit moteur à l'intérieur de ladite seconde chambre entre une extrémité axiale de celle-ci et ledit moyen formant ressort, les deux:chambres étant définies par deux coquilles assemblées entre elles par des liaisons de forme à encastrement.

[0005] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière. de la description détaillée.qui va suivre d'un dispositif formant pompe selon.l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels :

- La Figure 1 est une vue en coupe du dispositif conforme à l'invention ; et

- La Figure 2 est une vue en coupe et à plus grande échelle d'un joint en matériau compressible utilisé dans le dispositif de la Figure 1.

[0006] Le dispositif représenté sur la Figure 1 comporte un boîtier en matière plastique constitué par l'emboîtage de deux parties 1.1 et 12. La partie de boîtier 11 est conformée pour définir une première chambre ₃ munie d'une entrée de liquide 14, supérieure, et d'une sortie de liquide 15, inférieure. La partie de boîtier 12 définit l'essentiel d'une seconde chambre 16 abritant un moteur électrique 17 dont l'arbre 18 fait saillie à l'intérieur de la première chambre 13 en traversant un joint 19 en matériau compressible. Un moyen de refoulement constitué dans l'exemple décrit par une roue à aubes 20, ou analogue, est monté sur l'arbre 18. Cette roue à aubes définit donc avec la première chambre 13 une sorte de pompe centrifuge puisque, lorsqu'elle est entraînée en rotation par le moteur 17, du liquide est aspiré depuis l'entrée 14 et refoulé vers la sortie 15 située sensiblement dans le prolongement radial de ladite roue à aubes 20. Un conduit souple (non représenté) est raccordé à la sortie 15 et relié à un circuit d'utilisation aboutissant par exemple aux embouts d'éjection dirigés vers le pare-brise et éventuellement la vitre arrière d'un véhicule, si le dispositif est utilisé dans une installation de lave-glace, conformément au but immédiatement visé par l'invention. Par ailleurs, l'entrée 14 est engagée dans la paroi de fond d'un réservoir de liquide 21, représenté partiellement sur la Figure 1, de sorte que la pompe centrifuge décrite ci-dessus soit naturellement amorcée en permanence tant que le réservoir 21 contient suffisamment de liquide. La partie de boîtier 11 comporte un épaulement annulaire 25 qui marque la limite de la première chambre 13. Le joint 19 prend appui contre cet épaulement par l'intermédiaire d'une rondelle de butée 26. La partie de boîtier 11 se prolonge au-delà de l'épaulement 25 par une portion tubulaire 27, qui'définit une partie de la seconde chambre 16 et dont le diamètre extérieur correspond au diamètre' intérieur de la partie de boîtier 12, dans laquelle la portion 27 est engagée et verrouillée par les liaisons de forme à encastrement 28, permettant un montage instantané. De façon classique, le moteur 17 a une forme générale cylindrique et le diamètre intérieur de la portion 27 correspond au diamètre extérieur du moteur 17 de sorte que la portion 27 joue, au moins approximativement, le rôle d'organe de centrage pour le moteur 17. Des nervures de centrage 29 sont également prévues à l'intérieur de la partie de boîtier 12, de même qu'un bossage 30 ou analogue faisant saillie par rapport à la paroi de fond du moteur 17 est engagé dans une cavité 31 correspondante de la partie de boîtier 12 pour assurer, autant que faire se peut, un positionnement relativement précis du moteur à l'intérieur du dispositif. On.va maintenant décrire la structure du joint 19, en référence à la figure 2.

[0007] Le joint 19 est entièrement moulé dans un matériau élastiquement compressible, tel que du caoutchouc. Il est logé à l'intérieur de la portion 27 et prend appui contre l'épaulement 25, de sorte que lesdites première et seconde chambres sont adjacentes et essentiellement séparées par le joint 19. Ce joint (mis à part un certain nombre de protubérances 32 faisant saillie à l'intérieur de la seconde chambre 16 et dont la fonction sera analysée en détail plus loin) a la forme générale d'un disque relativement épais dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur de la portion 27. L'ensemble du joint est cependant légèrement comprimé au montage tant radialement qu'en épaisseur. Il se compose essentiellement d'une portion d'étanchement statique 35, sensiblement périphérique, et d'une portion d'étanchement dynamique 36, sensiblement centrale destinée à assurer l'étanchéité au niveau de l'arbre 18 et conformée de ce fait pour définir un passage d'arbre 37 normalement traversé: par l'arbre 18 du moteur 17. Sur la figure 2, le trait d'axe 18_a symbolise la position de l'arbre 18, lorsque le joint 19 est en position dans la portion 27. Si on considère la portion d'étanchement statique 35, on constate qu'elle comporte deux bourrelets périphériques externes 38, 39, continus, s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe 18_a et espacés parallèlement l'un de l'autre suivant une direction parallèlé à cet axe. Bien entendu, la surface latérale cylindrique 40 du joint qui est comprise entre ces deux bourrelets a un diamètre correspon- dans sensiblement au diamètre interne dé la portion 27, de sorte que les bourrelets 38 et 39 seront nécessairement comprimés au montage pour garantir une certaine étanchéité. On remarquera également qu'une gorge périphérique 41, continue, est pratiquée dans ladite portion d'étanchement statique 35, au voisinage du bourrelet 38. Ceci améliore la flexibilité du matériau compressible au voisinage du bourrelet 38. La portion d'étanchement statique ₃₅ comporte également un bourrelet continu 42 s'étendant parallèlement à la direction de l'axe 18a et dirigé vers la première chambre 13, lorsque le joint est dans sa position de montage. De cette façon, après montage, ce bourrelet 42 sera déformé en compression contre la rondelle de butée 26, elle-même en appui sur l'épaulement 25.

[0008] De façon analogue, la portion d'étanchement dynamique 36 est conformée de façon à présenter deux bourrelets périphériques internes 45, 46, continus, s'étendant radialement vers l'intérieur du passage d'arbre 37. Ces bourrelets internes sont espacés parallèlement l'un de l'autre suivant une direction parallèle à l'axe 18a. Ces deux bourrelets 45 et 46 définissent donc deux étranglements annulaires centrés sur l'axe 18a et de même diamètre. Bien entendu, le diamètre de ces deux étranglements est inférieur au diamètre de l'arbre 18, pour assurer une étanchéité convenable au niveau de ce dernier. Il est spécialement avantageux de prévoir deux zones de contact espacées l'une de l'autre le long de l'arbre 18, entre ce dernier et le joint 19, comme cela est le cas grâce aux deux bourrelets 45 et 46. En ,effet, en cas de centrage imparfait du moteur 17 à l'intérieur'du boîtier, après montage, un léger décalage entre la position réelle de l'arbre 18 et sa position souhaitée symbolisée par l'axe 18 , serait susceptible de provoquer de légères fuites le long de l'arbre 18. On a constaté que la présence des deux bourrelets 45 et 46 espacés axialement apportait une solution satisfaisante à ce problème. D'autre part, une gorge circulaire 48 continue est pratiquée dans ladite portion d'étanchement dynamique 36 au voisinage du bourrelet 45, pour donner plus de souplesse à ce dernier et permettre un meilleur contact permanent entre ledit bourrelet 45 et l'arbre tournant 18. Pour la même raison, le bourrelet périphérique 46 est défini au voisinage de l'extrémité d'une lèvre annulaire 49, sensiblement tronconique.

[0009] La partie intermédiaire du joint située entre lesdites portions d'étanchement statique et dynamique comporte notamment une gorge de découplage 50, s'étendant relativement profondément dans l'épaisseur du joint 19, pour donner plus de souplesse à cette partie médiane et éviter, autant que faire se peut, que les déformations, nécessaires au montage, dans l'une des portions d'étanchement n'engendrent des contraintes nuisibles dans l'autre portion, susceptibles d'en affecter l'efficacité d'étanchement. Il est à noter que dans le mode de réalisation décrit à la figure 2, la gorge circulaire 48 peut être aussi considérée comme une gorge de découplage, étant donné sa profondeur relativement importante.

[0010] Comme mentionné précédemment, les protubérances 32 faisant saillie, après montage, dans la seconde chambre 16 sont venues de matière avec le joint 19 et réparties sensiblement en symétrie circulaire tout autour de l'axe 18a. Leur longueur est suffisante pour venir s'écraser partiellement contre le bâti du moteur 17 au moment de l'assemblage des parties de boîtier 11 et 12. L'ensemble de ces protubérances forme donc une sorte de ressort intercalé et monté en compression entre le reste du joint 19 et le moteur 17, pour immobiliser ce dernier à l'intérieur de la seconde chambre 16.

[0011] En se reportant de nouveau à la figure 1, on remarquera qu'un disque de protection 51 est fixé sur l'arbre 18 de façon à tourner avec lui dans la seconde chambre 16, entre le joint 19 et le moteur 17. En outre, un orifice d'évacuation de liquide 52 est ménagé dans la paroi latérale de cette seconde chambre, cet orifice étant de préférence situé à la partie inférieure du boîtier en considérant la position normale de montage illustrée sur la figure 1 et sensiblement dans le prolongement radial du disque de protection 51. Ainsi, en cas de légère défaillance de la portion d'étanchement dynamique 36, si du liquide parvient à pénétrer dans la seconde chambre 16 en s'écoulant le long de l'arbre 18, il est immédiatement dévié vers la paroi latérale de la portion 27 et finit par être évacué grâce à l'orifice 52, le rotor et les bobinages du moteur 17 étant ainsi protégés de l'humidité.

[0012] Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation du dispositif qui vient d'être décrit.

Revendications

1. Dispositif formant pompe à actionnement par moteur électrique du type comportant une première chambre (13) ayant une entrée de liquide (14) et une sortie de liquide (15) et un moyen de refoulement, tel qu'une roue à aubes (20) ou analogue, forçant ledit liquide depuis ladite entrée vers ladite sortie, ainsi qu'une secondè chambre (16) abritant un moteur électrique (17) ; .ledit moyen de refoulement étant mécaniquement couplé à l'arbre (18) dudit moteur électrique, et-lesdites première et seconde chambres étant adjacentes et essentiellement séparées par un joint (19) en matériau élastiquement compressible, comportant une portion d'étanchement statique (35), sensiblement périphérique, et une portion d'étanchement dynamique (36), sensiblement centrale, définissant un passage d'arbre (37) traversé par ledit arbre dudit moteur, caractérisé en ce qu'un moyen formant ressort (32) est intercalé et monté en compression entre ledit joint et ledit moteur,pour immobiliser ledit moteur à l'intérieur de ladite seconde chambre entre une extrémité axiale de celle-ci et ledit moyen formant ressort, les deux chambres étant définies par deux coquilles assemblées entre elles par des liaisons de forme à encastrement (28).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen formant ressort comporte une pluralité de protubérances (32) en matériau compressible, réparties sensiblement en symétrie circulaire tout autour dudit arbre.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit joint et ledit moyen formant ressort sont combinés ; lesdites protubérances étant venues de matière avec ledit joint et. faisant saillie dans ladite seconde chambre, en direction dudit moteur.

Dessins