Brevet FR2090025A1 — publié le 19720114

L'invention concerne des rompes à simple effet, notamment des pompes relativement petites utilisées en particulier dans l'équipement des véhicules à moteur. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tyoe de 5 pompe dans lequel une membrane ou une paroi mobile, animée d'un mouvement alternatif, communique ce mouvement au piston d'un ensemble piston-cylindre prévu pour l'aspiration d'un fluide et le refoulement sous pression de ce fluide. Le mouvement alternatif résulte de l'application périodique 10 d'une pression différentielle de fluide sur la membrane ou sur la paroi mobile. Les phases de différence de pression sont séparées par des phases d'équilibre de pression pendant lesquelles la membrane ou la paroi retourne dans une position de rappel soit par sa propre élasticité, soit sous l'action d'un ressort de raopel. 15 Dans ces conditions, l'une des faces de la paroi mobile déli mite une chambre haute pression, et l'autre face une chambre basse pression. Le fluide moteur peut être un gaz ou un liquide. Par exemple, dans le cas où on utilise l'air comme fluidë moteur, la chambre 20 haute pression peut communiquer en permanence avec l'atmosphère. Le mouvement de la membrane peut alors s'obtenir en faisant communiquer la chambre basse pression alternativement avec 15 atmosphère et avec une source de basse oression telle que le vide rréé oar l'aspiration d'un moteur à exolosion. 25 Les pompes connues de ce type utilisent en général un système de distribution, par exemple un distributeur à tiroir, pour produire l'alternance des pressions de fluide dans la chambre où la pression doit changer périodiquement. La position du distributeur pst commandée à partir de la position de la membrane mobile, au 3G moyen de liaisons comprenant des pièces mobiles qui sont relativement volumineuses et qui, par leur inertie, limitent la vitesse de fonctionnement de la pompe. En général il nfest pas possible de démonter la pompe, de telle sorte que cette pompe est hors d'usage lorsque les pièces mobiles du distributeur sont usées. En consé-35 quence, les organes de commande du distributeur limitent les performances et la durée de vie des pompes de type connu, et ils augmentent l'encombrement de ces pompes. La pompe suivant l'invention est exempte de ces inconvénients, car elle comprend un distributeur dont le système de commande ne 40 comporte aucune pièce mobile. bad original^ 70 13576 2 2090025 La pompe à simple effet objet de l'invention comprend un ensemble piston cylindre lié à une paroi mobile sollicitée élasti-quement vers une position de retour, capable de se déplacer avec un mouvement alternatif dans un corps de pompe au moyen d'un sys-5 tème distributeur de fluide à tiroir commandé par un dispositif agissant selon la position de la paroi mobile oour relier l'un des côtés de cette paroi avec des sources fournissant des pressions de fluide alternativement inférieures et égales à une pression de fluide dite haute pression régnant de l'autre côté de la paroi mo-10 bile. La pompe est caractérisée en ce que le système distributeur est fixé sur la face haute pression de la paroi mobile et comporte un dispositif de commande constitué par un dispositif bistable de type fluidique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 15 qui va suivre et se réfère aux dessins annexés dans lesquels : La Figure 1 est une vue en coupe d'une oompe conforme à l'invention, suivant une première forme de réalisation» La Figure 2 est une vue en coupe d'une oompe conforme b l'invention, suivant une deuxième forme de réalisation. 20 Sur la Figure 1, une pompe conforme à l'invention comprend un corps de pompe formé de deux coquilles 1, 2 jointes l'une à l'autre par des rebords entre lesquels est serré le bord extérieur d'une membrane annulaire déroulante 6. Le bord intérieur Je la membrane 6 est fixé à une claque circulaire 5 aui divise le corps de pompe 25 en deux chambres 3, 4. La membrane déroulante 6 est suffisamment souple et large pour que la nlaque 5 soit mobile et ouïsse se déplacer axialement à l'intérieur du corps de pompe, Un cylindre 8, monté en oosition axiale sur la face extérieure de la coquille 1, coopère avec un piston 7 monté sur le nlaque me— 30 Mie 5, La tête du cylindre- 8 comporte ;;ne valve d'admission 11» une valve d'échappement 12, et une valve de décharge 13. La nlaque mobile 5 est prévue pour recevoir un mouvement alternatif, et ncur communiquer ce mouvement au piston 7. Le mouvement'de la plaque 5 vers la coquille 1 est produit par 35 une pression différentielle de fluide de la façon exposes plus loin. Le -nouvement de raooel vers la coquille 2 se produit lorsque la pression revient à l'équilibre, sous l'action d'un ressort hélicoïdal 10-tendu vers la plaque 5 et la coquille!. Dans l'ensemble illustré par la Figure 1, la chambre 4, celle 40 qui est délimitée par la plaque mobile 5 et la coquille 2, est mise bad original ' 70 13576 3 2090025 en permanence en communication avec 1'atmosnhère par un orifice 14. Le mouvement de la nlaque 5 s'obtient alors en créant périodiquement une basse pression dans la chambre 3, celle aui est délimitée par la plaque Z- et la coquille 1 . 5 Conformément h l'invention, la ^ise en communication périodique de la chambre basse pression 3 avec une source de basse pression ou avec la pression atmosphérique (pression réqnant dans la chambre haute pression 4) est assurée par un ensemble comprenant un distributeur à tiroir 15 et un dispositif bistable de type fluidique 16. 10 Cet ensemble est contenu dans un seul bloc unitaire 24 monté sur la face de la plaque mobile 5 qui est tournée vers la coquille 2. Le bistsble fluidique 16 est de type classique. Il comprend un orifice d'entrée 17, deux orifices de commande 18, 19 et deux conduits de sortie 20, 21. Des évents 22, 23 greffés sur les conduits 15 de sortie, communiquent entre eux. Le conduit de sortie 20 du bistable communique avec le distributeur 15. Le conduit de sortie 21 communique avec la chambre basse pression 3 -nar l'intermédiaire d'une éuverture 25 traversant la plaque mobile 5. Les évents 22, 23 communiquent avec un canal d'as-20 piration 26 qui s'étend le long du distributeur 15 et se termine Par un orifice 27. L'orifice 27 est relié à une source de basse pression non représentée, par exemple le vide crée par 1'asoiration d'un moteur à explosion, au moyen d'un tuyau souple 28 ranable de suivre les mouvements de la claque mobile 5. 25 Le canal d'aspiration 26 communique avec la chambre du distri buteur 15 par une oremière ouverture 29 située en bas du distributeur, et par une seconde ouverture 30 placée de façon à être couverte par un siège 31 A du tiroir 31 du distributeur, lorsque ce tiroir est en position haute. La chambrp du distributeur 15 comporte une 30 autre ouverture 32 en communication avec la chambre haute pression 4, placée dé façon à être couverte par l'autre siège 31 B du tiroir 31, lorsque ce tiroir est er position basse. L'espace compris entre les deux sièges 31 A, 31 B délimite une chambre de distribution qui communique avec la chambre basse pression 3 par un passage 33 tra-35 versant la ^laque mobile 5. Le tiroir 31 est noussé vers le haut par un ressort 34. Une '^utée 35 limite sa course vers le bas. Lorsque la oompe est v l'arrêt, ou lorsque la plaque mobile 5 est en fin de course retour (position dans laquelle la oompe est représentée sur la Figure 1"), l'orifice de commande 18 du bistable 40 (orifice tourné vers la coquille 2Ï, se ferme sur un siège de valve 3AD original * 70 13576 4 2090025 36 monté sur un bossage 37 de la coquille 2. Lorsque la plaque mobile 5 est en fin de course aller, l'orifice de commande 18 du bistable (orifice tourné vers la coquille 1) se ferme sur un siège de valve 38. Le siège de valve 38 est monté dans une ouverture de la 5 plaque mobile 5 et, en fin de course, ce siège est poussé contre l'orifice de commande 19 par un bossage 39 de la coquille 1. La pompe fonctionne de la façon exposée ci-après. A l'arrêt, tel que représenté sur la Figure 1, le ressort 10 pousse la plaque mobile 5 vers la droite, ce qui a nour effet de 10 fermer l'orifice de commande 18 du bistable. Le ressort 34 du distributeur pousse le tiroir 31 vers le haut, découvrant ainsi l'ouverture 32 qui met la chambre basse pression 3 en communication avec la chambre haute pression 4, donc avec l'atmosphère, par l'intermédiaire du passage 33. On rappelle que la chambre haute pression 4 15 communique en permanence avec l'atmosphère par l'orifice 14. La mise en route de la source de basse pression, par exemple la mise en route du moteur à explosion (non représenté) dont la tubulure d'aspiration est reliée au tuyau souple 28, crée une aspiration dans le canal 26. Il se produit alors, par l'ouverture 29 20 une évacuation partielle de l'air contenu dans la partie inférieure du distributeur 15. De plus, l'air est aspiré par les évents 22, 23 du bistable, et cela crée une dépression dans les conduits de sortie 20, 21 de ce bistable. La dépression ainsi créée par les évents 22, 23 donne naissance 25 par l'orifice d'entrée 17, à un jet d'air de vitesse élevée dont le passage provoque une certaine dépression dans la chambre de commande 18. Comme, par ailleurs, la chambre de commande opoosée 19 communique avec l'atmosphère par un passage 40, le jet d'air est reooussé vers la paroi du conduit de sortie 20. Le jet d'air res-30 tera plaqué contre cette paroi tant que les conditions de commande ne seront pas modifiées, c'est-à-dire tant qu'une dépression n'aura pas oris naissance dans la chambre de commande 18, même si cette chambre est remise à l'atmosphère. Le jet d'air passant par le conduit 20 arrive sur le tiroir 35 31 du distributeur. La oartie inférieure du distributeur étant en dépression, le tiroir 31 est ooussé vers le bas, jusqu'à ce qu'il vienne toucher la butée 35. Pendant sa course, le tiroir 31 obture l'ouverture 32 et découvre l'ouverture 30. Le vide s'établit alors dans la chambre 40 basse pression 3 à partir du canal d'asoiration 26, par l'ouverture 70 13576 2090025 30 et par le passage 33. Le vide s'établit également par une voie dérivée, à travers l'ouverture 25 qui communique avec le canal de sortie 21 du bistable et avec l'évent 23. La dépression qui règne alors dans la chambre basse pression 5 10 imprime à la plaque mobile 5 un mouvement vers la gauche, course aller de cette plaque. Le piston 7 comprime le fluide, par exemple de l'huile, contenu dans le cylindre 8, puis chasse ce fluide par la valve d'échappement 12. En fin de course aller, le bossage 39 poussant le siège de 10 valve 38 ferme l'ouverture de commande 19 du bistable, alors que l'autre ouverture de commande 18 communique avec l'atmosphère. Cette inversion d'état des chambres de commande déséquilibre le jet d'air. Le jet d'air décolle de la paroi du conduit 20, pour aller se plaquer sur la paroi du conduit 21. C'est alors le conduit 15 de sortie 20 du bistable oui est mis en dépression par l'évent 22» Le tiroir 31, équilibré en pression, est repoussé vers le haut par le ressort 34. Er position haute, le tiroir obture l'ouverture 30 et découvre à nouveau l'ouverture 32. L'air entre alors dans la chambre basse pression 3 par le passage 33, ainsi que par l'ouver-20 ture 25 qui communique avec le bistable. La pression qui règne dans les chambres 3 et 4 s'équilibre, et le ressort 10 rappelle la plaque mobile 5 vers la droite. Une quantité d'huile correspondent a la course du piston 7 pénètre alors dans le cylindre 8 en passant par la valve d'aspiration 11. La valve de décharge 13 limite la pression 25 de l'huile a une valeur prédéterminée. Le cycle de fonctionnement ci-dessus se répète aussi longtemps qu'une dépression est maintenue dans le tuyau soupla 23, Dans l'exemple de réalisation illustré par la Figure 1, la commande du distributeur est mixte : jet d'air sur uns eriré^ité du 30 tiroir, ressort de rappel sur l'autre extrémité. La Figure 2 montre une disposition dans laquelle la commande du distributeur s'effectue en envoyant aitern&tivereni un jet d * air sur les deux extrémités du tiroir. Les mêmes repères numériques sont utilisés pour désigner les éléments remplissant les mêmes fonctions 35 sur les figures 1 et 2. Sur la Figure 2, on voit que la partie inférieure du distributeur 15 ne comporte ni butées ni ressort de rappel, ni ouverture communiquant avec le canal dtaspiration 26*. De plus, le conduit de sortie 21 du bistable ne communique pas avec la chambre basse pression 3. Par contre, le conduit de sortie 21 du 40 bistable est relié par un canal 41 à la partie inférieure du dis- bad original 70 13576 6 2090025 tributeur 15. La chambre basse pression 3 est mise alternativement à l'atmosphère et en dépression par les ouvertures 32, 30 et par le passage 33. L'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décri-5 tes ci-dessus % titre d'exemple. Ainsi, la source de basse pression peut être constituée par une pompe à vide aussi bien que par l'aspiration d'un moteur à explosion. On peut même utiliser l'atmosphère c.o'ime source de basse pression, si on tfcilise l'air comprimé comme source de haute pression. Dans ce cas, la chambre 3 serait reliée 10 a l'atmosphère par le tyyau souple 28, alors que la chambre 4 serait reliée à une source d'air comprimé par l'orifice 14. Conformément à l'invention, il est également possible de réaliser un surpresseur hydraulique. Enutilisant par exemple comme fluide moteur l'huile comprimée à quelques bars par la pompe d'un 15 moteur d'automobile, on peut comprimer à plus de cent bars l'huile spéciale de commande des freins. La description ci-dessus montre que 1'i"vo-ticn se rapnorto h une pompe à simple effet , destinée à comprimer en particulier un liquide en utilisant comme source motrice un gaz ou un liquide auquel 20 deux fonctions séparées, une fonction de commande et une fonction motrice, sont assignées au moyen d'un dispositif bj.stab.lo fluidique ~t d'un distributeur. Dans cette pompe la manoeuvre et la commande du distributeur s'effectuent sans aucune liaison mécanique. bad original 70 13576 7 2090025 REVENDICATIONS 1. Pompe à simple effet comprenant un ensemble piston-cylindre lié à une paroi mobile sollicitée élastiquement vers une position de retour capable de se déplacer avec un mouvement alternatif dans un corps de pompe au moyen d'un système distributeur de fluide à 5 tiroir commandé par un dispositif agissant selon la position de la paroi mobile pour relier l'un des côtés de la paroi mobile avec des sources de pression de fluide alternativement inférieures et égales à une pression de fluide dite haute pression régnant de l'autre côté de la paroi mobile, caractérisée en ce que le système distributeur 10 est fixé sur la face haute pression de la paroi mobile et comporte un dispositif de commande constitué par un dispositif bistable de type fluidique. 2. Pompe suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que le dispositif bistable fluidique comporte un orifice d'entrée com- 15 muniquant avec la haute pression, un premier conduit de sortie et un second conduit de sortie respectivement.munis d'évents, un premier et un second orifice de commande, et le premier conduit de sortie étant en communication avec le tiroir du distributeur, le premier orifice de commande est disposé de façon à être obturé par 20 un premier siège de valve lorsque la paroi mobile est en fin de course retour, tandis que le second orifice de commande est disposé de façon à être obturé par un second siège de valve lorsque la paroi mobile est en fin de course aller, et les évents sont réunis en commun à la source de basse pression par 1''ntermédiaire d'un 25 canal d'aspiration et d'un tuyau capable de suivre les mouvements de la paroi. 3. Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le second conduit de sortie du dispositif bistable fluidique est en communication avec le côté de la paroi mobile où règne périodi- 30 quement une basse pression, et en ce que le canal d'aspiration comporte une ouverture débouchant sous l'extrémité du tiroir opposée à l'extrémité communiquant avec le premier conduit de sortie. 4. Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le second conduit de sortie du dispositif bistable fluidique est 35 en communication avec une ouverture débouchant sous l'extrémité du tiroir opposée à l'extrémité communiquant avec le premier conduit de sortie. 5. Pompe suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que le fluide moteur étant l'air, la haute pression est donnée par la 70 13576 8 2090025 pression atmosphérique, tandis que la source de basse pression est le vide créé par l'aspiration d'un moteur à explosion.