Brevet FR2461130A1 — publié le 19810130

La présente invention est relative aux pompes à mem- brane, et elle concerne plus particulièrement les pompes à membrane appropriées pour être utilisées comme pompes à combustible dans des moteurs à combustion interne. Dans de telles pompes, le mouvement de vaet-vient d'une mem- brane dans une chambre de travail du bottier de la pompe ouvre une soupape d'admission située entre la chambre de travail et une chambre d'admission reliée à une source d'alimentation en combustible, afin d'aspirer du combustible dans la chambre de travail lors de la course d'aspiration de la membrane, et il ferme ensuite la soupape d'admission et ouvre une soupape de refoulement située entre la chambre de travail et une chambre de refoulement de la pompe, pour chasser du combustible de la chambre de refoulement lors de la course de refoulement de la membrane. Dans une pompe à membrane suivant l'invention, la chambre d'admission, la chambre de refoulement et la chambre de travail, et les soupapes d'admission et de re- foulement qui commandent respectivement l'écoulement du fluide entre les chambres d'admission et de travail et entre les chambres de travail et de refoulement, sont toutes disposées coaxialement à l'intérieur du boîtier de la pompe. Une plaque formant siège de soupape est de préférence serrée entre7une partie du bottier de la pompe constituant un couvercle et la membrane, cette plaque comportant des ouvertures pouvant être fermées par ladite soupape de refoulement; un manchon coaxial à ladite plaque formant siège et serré entre cette plaque et ledit couvercle coo- père avec la soupape de refoulement pour séparer lesdites chambres de refoulement et de travail; et ladite soupape d'admission coopère avec le manchon et avec une autre plaque formant siège de soupape prévue à l'intérieur dudit couvercle et comportant des ouvertures d'admission, afin de séparer lesdites chambres d'admission et de travail. De préférence, lesdites soupapes d'admission et de refoulement sont venues de matière avec le manchon, de façon commode en réalisant ce manchon sous la forme d'un 2461 130 organe à peu près rigide en une matière élastomère telle que du caoutchouc synthétique, de façon qu'il présente à une extrémité une collerette souple formant obturateur de soupape et s'étendant radialement vers l'extérieur, et, à son autre extrémité, un disque central souple formant obturateur de soupape disposé à l'intérieur de la partie périphérique interne du manchon mais relié de façon souple à cette partie, ce disque coopérant avec les ouvertures d'admission de ladite autre plaque formant siège, qui est coaxiale audit couvercle et à ladite autre extrémité du manchon et serrée entre cette dernière et le couvercle. Le manchon et les obturateurs constituent ainsi un dispositif à soupapes ayant dans son ensemble la forme d'un chapeau haut-de-forme,-procurant une simplification importante dans la fabrication et le montage de la pompe. D'une façon commode, un élément filtrant ayant dans son ensemble une forme tubulaire ou tronconique, fermé à une extrémité et comportant à son autre extrémité une collerette radiale, est serré coaxialement par ladite collerette entre le couvercle et ladite autre extrémité du manchon, de façon à éliminer par filetage les particules solides pouvant passer de la chambre d'admission, par la soupape d'admission, dans la chambre de travail de la pompe. Le couvercle de la pompe est de préférence formé par une tôle emboutie de forme cylindrique étagée dont la partie supérieure présente un diamètre plus petit que la partie inférieure adjacente, de façon à délimiter les chambres d'admission et de refoulement respectivement, et il comporte des raccords d'admission et de refoulement fixés de façon étanche sur lui afin de permettre la liaison avec une source de combustible et un carburateur respec- tivement. Le couvercle est de préférence fixé sur le corps de la pompe en déformant une partie du couvercle formant une collerette radiale sur un rebord radial du corps de la pompe, par exemple par enfoncement de pattes de retenue ou par sertissage. Le corps de la pompe renferme de façon connue les organes assurant le mouvement alternatif de la membrane serrée entre le couvercle et le corps de la pompe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels; la Fig.l est une vue en coupe verticale d'une pompe suivant l'invention; les Fig.2 et 3 sont des vues en plan et en plan de dessous respectivement de la pompe représentée à la Fig.l, à échelle réduite; la Fig.4 est une vue en coupe verticale du dispositif à soupape représenté à la Fig.l; la Fig.5 est une vue de dessous correspondant à la Fig.4; la Fig.6 est une vue en plan d'un siège de soupape représenté à la Fig.l. La pompe à combustible représentée aux dessins com- porte un corps 1 ayant un alésage dans sa partie infé- rieure, alésage dans lequel une tige-poussoir 2 est adaptée pour effectuer un mouvement de va-et-vient, par exemple sous l'action d'une came rotative excentrée 3 avec laquelle la tige-pouesoir est maintenue en contact au moyen d'un ressort 4. A son extrémité supérieure, la tige-poussoir est rete- nue dans des parties tubulaires 5, 6 s'étendant vers le bas, engagées en prise mutuellement et faisant partie d'une plaque supérieure 7 de serrage et d'une plaque inférieure 8 de serrage respectivement, entre lesquelles est serrée la partie centrale d'une membrane circulaire souple 10 de pompe dont la partie périphérique externe est serrée entre une collerette périphérique annulaire 11 formée à l'extré- mité supérieure du corps 1, une collerette périphérique externe d'une plaque coaxiale 12 formant siège et un rebord périphérique annulaire 14 surplombant d'un couvercle 15 de la pompe, le couvercle 15 étant fixé sur le corps 1, avec la membrane 10 et la plaque 12 serrée entre-eux, par le rebord 14 qui est bloqué à force par enfoncement de pattes, par sa périphérie, sur la collerette 11, comme représenté en 16. La pomme décrite ci-dessus est dans son ensemble de construction analogue à celle décrite dans le brevet GB 1 065 225. Le-couvercle 15 de la pompe a une forme cylindrique étagée formant des épaulements coaxiaux, avec une partie supérieure de diamètre réduit à l'intérieur de laquelle est ménagée la chambre 17 d'admission de la pompe et dans laquelle débouche un tuyau 18 d'admission fixé au couvercle. Un tuyau de refoulement 19 est fixé dans-la partie inférieure du couvercle 15, de diamètre plus grand, et débouche dans une chambre de refoulement 20 formée à l'intérieur de cette partie inférieure du couvercle 15, et un tuyau 21 de dérivation est également fixé à la partie inférieure du couvercle 15, ce tuyau 21 débouchant égale- ment dans la chambre 20 de refoulement. La plaque 12 formant siège comporte au voisinage de sa périphérie externe une série càaxia-lé&circulaire d'ou- vertures 22 qui sont adaptées pour assurer une commu- nication entre la chambre de refoulement 20 et une chambre de travail 23 délimitée entre la membrane 10 et la plaque 12. Une autre série circulaire d'ouvertures 24 est formée coaxialement à l'intérieur de la série d'ouvertures 22 dans la plaque 12 formant siège, autour d'une partie cen- trale de cette plaque, coaxiale et de forme bombée vers le haut. Un organe 30 constituant un ensemble combiné à sou- papes d'entrée et de sortie est serré entre un épaulement annulaire 25 situé entre les parties de petit et de grand diamètre du couvercle 15 et un épaulement annulaire opposé 26 correspondant formé dans la plaque 12. Comme représenté aux Fig. 4 et 5, l'ensemble à sou- papes 30 est constitué par un organe unitaire, de préfé- rence réalisé en caoutchouc synthétique ou autre matière élastomère analogue, et il comporte une partie cylindrique centrale ou manchon 31 ayant une paroi suffisamment épaisse pour lui conférer une rigidité notable dans le sens axial, l'extrémité supérieure du manchon 31 comportant une cavité annulaire 32 dans sa périphérie interne, et un disque 33 coaxial constituant un obturateur de soupape qui est coplanaire à la face inférieure de ladite cavité, cet obturateur 33 étant espacé radialement du manchon cylin- drique 31 mais relié à celui-ci par quatre parties radiales 34 de liaison également espacées et venues de matière avec le manchon 31 et avec le disque 33. A son extrémité inférieure, le manchon cylindrique 31 comporte une plaque annulaire 35 coaxiale constituant un obturateur de soupape qui est coplanaire à la face infé- rieure du manchon cylindrique 31 et espacée de celui-ci, auquel elle est reliée par plusieurs parties radiales 36 de liaison venues de matière avec ce manchon et cette plaque. Comme représenté à la Fig.l, la plaque obturateur recouvre normalement et ferme les ouvertures 22 de la plaque 12. L'épaisseur de l'obturateur 33 et celle de l'obtu- rateur 35 sont inférieures à celles du manchon cylindrique 31 de façon à permettre aux deux obturateurs 33, 35 de fléchir sous la pression d'un fluide. Une plaque 40 formant siège de soupape est ajustée dans la cavité annulaire 32 à l'extrémité supérieure de l'ensemble 30, cette plaque 40 ayant la forme d'un anneau présentant deux parties 41 de liaison venues de matière et diamètrales qui se croisent l'une l'autre à angle droit afin de délimiter des ouvertures 42 en forme de secteurs circulaires de 900, comme représenté à la Fig.6. La plaque 40 est de façon commode formée d'une matière plastique rigide ou en métal et, comme représentée à la Fig.1, la face inférieure de cette plaque 40 est normalement en con- tact avec l'obturateur central 33 de l'ensemble 30 afin de fermer les ouvertures 42 formées entre les parties de liai- son 41 et la partie annulaire 40. Un élément filtrant 50 est disposé coaxialement à l'intérieur de la chambre d'admission 17, et cet élément présente avantageusement, comme représenté à la Fig.l, une forme en godet inversé comportant des nervures 51 soutenant une toile filtrante 52 à fines mailles, les nervures 51 et la toile filtrante 52 étant moulées ensemble et comportant une collerette annulaire 53 venue de moulage qui recouvre l'extrémité supérieure de la partie tubulaire 31 de l'ensemble 30 et la partie périphérique externe de la plaque 40 formant siège, la collerette 53 du filtre, la plaque 40 formant siège et le manchon cylindrique 31 de l'organe ou ensemble 30 étant serrés ensemble en con- tact mutuel étanche entre les épaulements annulaires 25, 26 respectivement du couvercle 15 et la plaque 12. Comme on le voit à la Fig.l, dans cette position de l'organe 30, la plaque annulaire 35 formant obturateur recouvre et ferme la série circulaire d'ouvertures 22 de la plaque 12, et l'obturateur 33 en forme de disque ferme les ouvertures 42 formées dans la plaque 40. Du fait que la série circulaire d'ouvertures 24 de la plaque 12 assure la communication entre l'espace inté- rieur du manchon 31 de l'organe 30 et l'espace situé entre la plaque 12 et la membrane 10, on comprend que l'espace intérieur du manchon 31 constitue une partie de la chambre 23 de travail. Il ressort de la description qui précède et des des- sins que la' chambre d'admission 17, la chambre de refou- lement 20 et la chambre de travail 23 de la pompe sont agencées de façon à être toutes coaxiales, comme le filtre , la plaque 40, l'organe 30 et la plaque 12, et que tous ces éléments sont coaxiaux aux autres éléments de la pompe situés à l'intérieur du corps 1. Un tel agencement assure une simplification importante de fabrication et de montage du fait que les soupapes d'admission et de refoulement constituent une partie d'un élément unitaire, et l'agen- cement concentrique des parties facilite le montage au moyen de machines automatiques. En service, un mouvement descendant de la membrane sous l'action de la tige-poussoir 2 engendre une aspiration dans la chambre 23 de travail, astreignant le disque 33 formant obturateur à se soulever des ouvertures 42 ménagées dans la plaque 40, de sorte que du combustible est aspiré par l'intermédiaire du tuyau d'admission 18 et à travers le filtre 50 dans la chambre de travail 23; un mouvement de la membrane en sens opposé engendre une pression dans la chambre de travail 23, pression qui applique l'obtura- teur 30 sur les ouvertures 42 et écarte la plaque annu- laire 35 formant obturateur des ouvertures 22, à travers lesquelles le combustible est distribué dans la chambre de refoulement 20 et, de celle-ci, dans le tuyau de refou- lement 19. Le tuyau 21 de dérivation permet de renvoyer du combustible bouillant de la chambre de refoulement dans le réservoir de combustible qui distribue du combustible au tuyau d'admission 18, et empêche ainsi la formation d'un tampon de vapeur. REVENDICATIONS 1. Pompe à membrane, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre (17) d'admission, une chambre (20) de refoulement et une chambre (23) de travail, et des sou- papes d'admission et de refoulement (33, 35) qui comman- dent respectivement l'écoulement du fluide entre les chambres d'admission et de travail, et entre les chambres de travail et de refoulement, toutes ces chambres et sou- papes étant agencées coaxialement à l'intérieur d'un boîtier de pompe (1, 15). 2. Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une plaque (12) formant siège serrée entre une partie supérieure (15) du boîtier de la pompe formant couvercle et une membrane (10), ladite plaque (12) comportant. des ouvertures (22) pouvant être fermées par ladite soupape de refoulement (35)-, et un manchon (31) coaxial à ladite plaque (12) formant siège et serré entre cette dernière et ledit couvercle (15), manchon (31) coo- pérant avec ladite soupape (35) de refoulement pour séparer lesdites chambres de refoulement et de travail (20, 23), ladite soupape (35) d'admission coopérant avec le manchon (31) et avec un siège de soupape (40) prévu dans ladite partie formant couvercle et comportant des ouvertures d'admission (42), pour séparer lesdites chambres d'admis- sion et de travail. 3. Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites soupapes d'admission et de refoulement (33, 35) sont venues de matière avec ledit manchon (31). 4. Pompe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ledit manchon (31) est réalisé sous la forme d'un organe à peu près rigide en matière élastomère telle que le caoutchouc synthétique, avec à une extrémité une collerette souple (35) s'étendant radialement vers l'ex- térieur et formant obturateur de soupape, et à son autre extrémité un disque central souple (33) formant obtura- teur disposé à l'intérieur de la partie périphérique interne du manchon mais relié de façon souple à cette périphérie, ce disque (33) coopérant avec des ouvertures 246 1130 (42) ménagées dans une autre plaque (40) formant siège, qui est coaxiale à ladite partie (15) formant couvercle et serrée entre celle-ci et ladite autre extrémité du manchon (31), à laquelle elle est également coaxiale. 5. Pompe suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'un élément filtrant (50) ayant dans son ensemble une forme tubulaire ou tronconique, fermé à une extrémité et comportant à son autre extrémité une collerette radiale (53), est serré coaxialement par ladite collerette entre la partie (15) formant couvercle et ladite autre extrémité du manchon (31) de façon à éliminer par filtrage les particules solides pouvant passer de la chambre d'admis- sion (17) par la soupape d'admission (33), dans la chambre de travail (23) de la pompe. 6. Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite partie (15) formant couvercle est en tôle emboutie et présente une forme cylindrique étagée, la partie supérieure de ce couvercle (15) ayant un diamètre plus petit que la partie inférieure. adjacente, de façon à former des chambres d'admission et de refoulement (17, 20) respectivement, le couvercle com- portant des raccords d'admission et de refoulement (18, 21) qui sont fixés à ce couvercle de façon étanche pour permettre la connexion avec une source de combustible et un carburateur respectivement. 7. Pompe suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ledit couvercle (15) est fixé sur un corps (1) de la pompe en déformant une partie radiale formant rebord (14, 16) du couvercle sur une collerette radiale (11) du corps de la pompe, par exemple par enfoncement de pattes de retenue ou par sertissage.