Brevet FR2449210A1 — publié le 19800912

La présente invention a pour objet un perfectionnement aux soupapes de refoulement de pompes à pistons ayant pour but de rendre ces pompes auto-amorçantes. Les pompes à pistons actuellement utilisées dans les circuits hydrauliques fonctionnent à des vitesses élevées, ce qui a pour conséquence qu'il est nécessaire que les soupapes de refoulement soient contretenues par des ressorts donnant une assez forte charge. En effet s'il n'en était pas ainsi, les soupapes de refoulement n'auraient pas le temps de se refermer complètement et les pistons réabsorberaient, dans le début de leur course d'aspiration, une partie du fluide venant d'être refoulé. L'inconvénient de disposer, pour refermer les soupapes, des ressorts à charge importante est que, lors de l'amorçage, l'air refoulé par les pistons ne pourra pas être comprimé à une valeur suffisante pour soulever les soupapes et s'échapper ; il en résulte donc que ces genres de pompes ne sont pas auto-amorçantes, ce qui en limite considérablement l'usage. Selon la présente invention, on dispose dans le conduit de refoulement du (ou des) piston(s) de la pompe une (ou des) soupape(s) de refoulement à deux étages, c'est-à-dire que la soupape comporte un corps de soupape principal, contretenu par un ressort à forte charge, ce corps étant traversé par un perçage obturé par une soupape additionnelle contretenue par un ressort à faible charge. A titre d'exemples non limitatifs et pour faciliter la compréhension, on a représenté aux dessins annexés Figure 1 une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'une soupape à deux étages selon l'invention Figure 2 une vue schématique en coupe d'un deuxième mode de réalisation Figure 3 une vue schématique partielle illustrant une soupape selon la figure 2 placée sur le refoulement d'un premier type de pompe Figure 4 une vue schématique partielle illustrant une soupape selon la figure 2 placée sur le refoulement d'un deuxième type de pompe En se reportant à la figure 1, on voit qu'à l'extrémité du conduit de refoulement 1 d'un piston de pompe, non représenté, on a disposé un clapet 2 contretenu par un ressort 3, à forte charge, ce ressort étant maintenu par un bouchon 4.Le clapet 2 est traversé, de part en part, par un perçage 5 qui est obturé par un deuxième clapet 6, contretenu par un ressort 7, à faible charge, ce ressort 7 étant également maintenu par le bouchon 4. Lorsque le piston refoule de l'air par le conduit 1, la pression de l'air n'est pas suffisante pour soulever le clapet 2, mais est suffisante pour soulever le clapet 6, de sorte que l'air est peu à peu évacué vers la sortie 8 et que donc la pompe s'amorce. Quand elle est amorcée, le clapet 2 se soulève et l'expérience montre que le clapet 6 ne se soulève plus et demeure collé sur son siège constitué par la face arrière, plane, du clapet 2. Lorsque la pompe est amorcée la pression qui règne dans le conduit d'évacuation 8 est celle du circuit alors que celle qui règne dans le cylindre pendant la période d'aspiration est celle du réservoir. Il en résulte que le clapet 6 est, pendant la période d'aspiration, appliqué très fortement contre la face du clapet 2 par la haute pression du circuit. La face arrière du clapet 2 et la face avant du clapet 6 étant planes, il y a un contact métal-métal très intime de ces deux faces sans interposition d'un film de fluide. De ce fait, lorsque débute la course de refoulement du piston, la soupape de refoulement additionnelle n'a pas la possibilité de se soulever avant l'établissement d'un film de fluide cohérent entre les deux soupapes. La vitesse d'établissement de ce film dépend, en particulier, de l'étendue radiale des surfaces en contact, ainsi que de la qualité de ces surfaces.Et l'expérience montre qu'il est aisé de donner à ces surfaces une étendue radiale suffisante, tandis que la planéité permet de réduire facilement les défauts géométriques, afin que le film n'ait pas le temps de s'établir complètement pendant la phase de refoulement du piston. La soupape de refoulement principale, au contraire, se sera soulevée aisément puisque sa surface soumise à la pression du cylindre est très peu différente de sa surface soumise à la pression de refoulement. La figure 2 représente une variante de réalisation dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références. Selon cette variante le clapet 2 est constitué par une portion de sphère qui est guidée avec un faible jeu par une jupe 4a disposée à l'extrémité du bouchon 4. Le bouchon 4, la jupe 4a et le clapet 2 définissent ainsi une chambre 9, presque close, à l'intérieur de laquelle se trouvent le ressort 3, le clapet 6 et le ressort 7. Dans cette réalisation, ie mouvement de soulèvement de la soupape 2 provoque un débit d'échappement dans l'espace annulaire compris entre ladite soupape 2 et la jupe 4a, c'est-àdire une contrepression dans la chambre 9 ; cette contrepression coopère à empêcher que la soupape 6 ne se soulève de la soupape 2. En outre, si ce soulèvement avait tendance à se produire, le débit qui en résulterait devrait traverser l'espace annulaire compris entre la soupape 2 et la jupe 4a, augmentant encore ainsi la contrepression dans la chambre 9, et limitant donc automatiquement à une très faible valeur le soulèvement de la soupape 6 par rapport à la soupape 2. L'expérience montre que la soupape 6 doit être guidée, dans le ressort principal 3, sur une longueur au moins égale à une fois et demie le pas dudit ressort principal 3. On a représenté aux figures 3 et 4 deux exemples de mise en oeuvre d'une soupape à deux étages telle que celle de la figure 2 sur des pompes de types connus, et qui possèdent des performances d'amorçage et d'aspiration qui ne sont pas excellentes. La figure 3 représente une pompe telle que celle décrite dans le brevet français nO 954.077, dans laquelle le clapet d'aspiration est constitué par la tête de piston 10, un même ressort 11 contretenant à la fois le piston 12 et ladite tête 10 lorsque le clapet est fermé. La figure 4 représente une pompe dans laquelle le piston 13, contretenu par un ressort 14, est creux, l'aspiration se faisant à travers la tête 15 du piston par l'intermédiaire d'une lumière 16 creusée dans l'organe 17 commandant les déplacements du piston 13. Ce type de pompe est conforme au brevet U.S. nO 2.394.285 BEVINS ou au brevet français n02.199.352 GURY où l'organe de commande 17 est un excentrique cylindrique ; ou encore au brevet français nO 1.487.395 au nom du demandeur où l'organe de commande est un excentrique sphérique ; ou encore au brevet français nO 77/18715 également au nom du demandeur, où l'organe de commande est un plateau biais en rotation. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Pompe hydraulique à pistons, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une soupape de refoulement à deux étages constituée par un corps de soupape principal, obturant le conduit de refoulement, contretenu par un ressort à forte charge, ledit corps principal étant traversé par un perçage obturé par un corps de soupape auxiliaire, contretenu par un ressort à faible charge. 2.- Pompe hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux ressorts sont coaxiaux et maintenus en position par une seule et même pièce. 3.- Pompe hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les faces de contact du corps de soupape auxiliaire et de l'arrière du corps de soupape principal sont planes. 4.- Pompe selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la pièce maintenant les ressorts en appui comporte une jupe cylindrique entourant, avec un faible jeu, la paroi externe du corps de soupape principal, cette paroi étant une portion de sphère. 5.- Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la hauteur de la soupape auxiliaire, mesurée sur son plus grand diamètre, est au moins égale à une fois et demie le pas du ressort contretenant la soupape principale. 6.- Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant une soupape à deux étages pour chaque piston.