Brevet FR2495699A1 — publié le 19820611

La présente invention concerne une pompe à membrane, dont la membrane est actionnée par une bielle et un excentrique, et compor- tant un clapet d'aspiration et un clapet de refoulement. Des pompes à membrane de ce type sont utilisables par exemple comme pompe à vide, pompe à essence, etc. Le brevet français n' 7 808 069 décrit une pompe à membrane dans laquelle une bielle reliée à l'extrémité d'un vilebrequin imprime un mouvement vertical alternatif à une membrane. Le volume variable de la pompe, compris entre la membrane et le couvercle du corps, est ainsi augmenté et diminué périodiquement, de sorte qu'un fluide peut être débité par les clapets d'aspiration et de refoulement. L'invention vise à réaliser une pompe à membrane du type pré- cité permettant une constitution extrêmement simple, une production économique et des applications multiples. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la bielle est réalisée en une seule pièce et présente à une extrémité une partie annulaire entourant une ouverture; l'excentrique entraîné par l'arbre d'un moteur s'engage dans l'ouverture; la partie annulaire de la bielle est reliée par une partie médiane oblongue à une partie portante, sur laquelle prend appui un premier disque muni d'une ouverture centrale que traverse la seconde extrémité de la bielle; la membrane est disposée sur le premier disque de façon que la seconde extrémité de la bielle traverse son ouverture centrale; un second disque est disposé sur la membrane de façon que la seconde extrémité de la bielle traverse son ouveture centrale; et la partie de la seconde extrémité de la bielle en saillie sur le second disque est réalisée de façon à serrer le premier disque, la membrane et le second disque sur la partie portante. Une pompe à membrane ainsi constituée présente l'avantage essentiel de permettre une production très économique par suite de la réalisation simple de la bielle actionnant la membrane de la pompe. La fixation du premier disque, de la membrane et du second dis- que sur la bielle est avantageusement réalisée, selon une autre carac- téristique de l'invention, par une opération de rivetage qui transforme la second extrémité en saillie sur le second disque en une tête de rivet. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le rivetage s'effectue de façon à transformer aussi la seconde extrémité afin de fermer avec étanchéité l'ouverture centrale du premier et/ou de second disque. Les caractéristiques précitées rendent inutile tout moyen de fixation ou d'étanchéité supplémentaire, ce qui simplifie la cons- titution de la pompe et réduit son coût de production, tout en augmentant la sécurité de fonctionnement. Afin d'assurer une position précise et un meilleur appui du premier disque, de la membrane et du second disque sur la bielle ou la partie portante, et selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la partie portante est pliée en S perpen- diculairement à l'axe de la bielle, de façon à former un appui pour le premier disque. Une telle bielle peut être produite par une opéra- tion de découpage ou de façonnage d'une tôle. Afin d'obtenir un volume mort aussi faible que possible et par suite un bon rendement de la pompe, et selon une autre caractéris- tique de l'invention., le couvercle du corps présente un évidement dans lequel pénètre la partie de la seconde extrémité de la bielle en saillie sur le second disque, quand la membrane se trouve dans sa position haute. Afin de permettre une constitution particulièrement simple et avantageuse, et selon une autre caractéristique de l'invention, le bord de la membrane est fixé entre une bride du corps et le rebord du couvercle par rabattement du rebord de la bride sur le rebord du couvercle. Il est avantageux de faciliter le rabattement par une épaisseur du rebord de la bride inférieure à celle de la bride. Pour diverses applications, et selon une autre caractéristique de l'invention, le côté du corps en regard du moteur d'entraînement de la pompe à membrane présente une seconde ouverture entourée par une seconde bride; l'arbre du moteur d'entraînement de la pompe à membrane est introduit dans la seconde ouverture de façon à engréner avec l'excentrique logé dans l'ouverture de la partie annulaire de la bielle; et la seconde bride se fixe sur le carter du moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, une gorge est prévue autour de l'ouverture du corps pour le logement d'une bague d'étan- chéité, que la fixation de la bride sur le carter du moteur déforme de façon à assurer une liaison étanche entre le carter et la pompe à membrane. Afin d'augmenter la durée de vie et la sécurité de fonctionne- ment de-la pompe, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la partie inférieure du corps comporte un carter dans lequel les pièces actionnant la bielle plongent au moins partiellement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie inférieure du corps comporte un orifice obturable par un bouchon, pour le remplis- sage en huile du carter inférieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est la coupe d'une pompe à membrane selon l'invention, montée par bride sur l'extrémité secondaire d'un moteur de démarrage; la figure 2a représente la bielle; la figure 2b représente la bielle vue suivant la flèche A de la figure 2a; et la figure 3 est l'élévation latérale du corps de pompe, vu du côté de montage par bride, du moteur d'entraînement. Sur la figure 1, le corps 1 de la pompe à membrane selon l'in- vention présente la forme d'un corps creux, fermé dans le bas, ouvert et évasé dans le haut. L'extrémité ouverte du corps 1 comporte une bride annulaire radiale 10, dont le rebord 19 est replié perpendicu- lairement à la bride 10. Ce rebord 19 peut être plus mince que la bride 10 pour faciliter le rabattement. La bride 10 forme une surface d'appui pour la membrane 26, qui est constituée par un matériau caoutchouteux avec un pli textile, et pour le rebord également annu- laire du couvercle 12 de la pompe. Le couvercle 12 est fixé sur le corps 1 par rabattement du rebord 19 de ce dernier sur le rebord du couvercle 12, la membrane 26 étant fixée entre le rebord du couvercle et la bride 10 du corps 1. Afin d'augmenter le serrage et l'étan- chéité, le rebord extérieur du couvercle 12, en regard de la bride 10 du corps 1, comporte une gorge annulaire 51 dans laquelle le rabat- tement refoule du matériau sous forme d'un bourrelet de la membrane. Cette dernière peut ainsi être chargée par des forces de traction importantes, agissant dans le corps. Un clapet d'aspiration 3 et un clapet de refoulement 9 sont disposés dans le couvercle 12, de la façon illustrée par la figure 1. Le clapet d'aspiration 3 est relié extérieurement à une tubulure d'aspiration 13. Le clapet de refoulement 9 est relié de la même façon à une tubulure de refoulement 14. Le volume variable de la pompé est limité par la membrane 26 et le couvercle 12. Le clapet d'aspiration et le clapet de refoulement fonctionnent comme suit: lorsque la membrane 26, déplacée verticalement par la bielle 2, augmente le volume variable de la pompe, le clapet d'aspi- ration 3 s'ouvre et le clapet de refoulement 9 se ferme. Un fluide est ainsi aspiré par le clapet 3 dans le volume variable 3. Lorsque la bielle 2 repousse la membrane 26-en direction du couvercle 12 et réduit ainsi le volume variable, le clapet d'aspiration 3 se ferme et le clapet de refoulement 9 s'ouvre. Le fluide contenu dans le volume variable de la pompe est ainsi refoulé par le clapet 9 dans la tubulure de refoulement 14. La constitution de la bielle 2 et le mode de fixation de la membrane 26 sur la bielle 2 sont décrits ci-dessous à l'aide des figures 2a et 2b. La bielle 2 est constituée par une pièce découpée, dont la figure 2a illustre la forme. La bielle 2 est essentiellement constituée par une partie annulaire 23, qui entoure une ouverture 21, une partie médiane 27, qui relie la partie annulaire 23 à une partie portante 22, et une extrémité 24. La partie médiane 27 et 1' extrémité 24 présentent une section carrée, comme le montre la figure 2b. La partie portante 22 est pliée en S (figure 2b). Le premier disque 28 (figure 1), sur lequel repose la membrane 26, peut ainsi prendre appui sans basculement sur la surface de la partie portante 22 pliée en S. Le premier disque 28 est de préférence circulaire et comporte une ouverture centrale, com- plémentaire de l'extrémité 24. La même ouverture se trouve -au centre -de la membrane 26 et au centre du second disque 29. Le premier disque 28, la membrane 26-et le second disque 29 sont placés dans cet ordre sur l'extrémité 24 de la bielle 2, puis fixés sur cette dernière par une opération de rivetage, qui transforme la partie de l'extrémité 24 en saillie sur le second disque 29 en une tête de rivet 25, de façon à serrer le premier disque 28, la membrane 26 et le second disque 29 entre ladite tête 25 et la partie portante 22 en S. Afin de réduire au maximum le volume mort de la pompe, un évide- ment 15 est prévu dans le couvercle 12, comme le montre la figure 1 de façon à loger la tête de rivet 25 ou la partie restante de l'ex- trémité 24 usinée, en saillie sur le second disque 29, quand la mem- brane 26 se trouve en position haute. L'arbre 6 du moteur d'entralnement de la pompe fait tourner un excentrique 4, engagé dans l'ouverture 21 de la partie annulaire 23, et imprime ainsi un mouvement alternatif vertical à la bielle 2, qui augmente et diminue périodiquement le volume variable de la pompe. La figure 1 représente la position de l'excentrique dans laquelle la membrane 26 se trouve dans sa position basse et le volume variable de la pompe est maximal. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, la rotation de l'arbre 6 est transmise à l'excentrique 4 par une roue libre 5. L'excentrique 4 que l'arbre 6 fait tourner est bloqué comme suit en translation axiale: il vient en butée d'un côté sur la paroi inté- rieure du corps 1 et de l'autre côté sur un disque 65, monté sur l'arbre 6 et bloqué en translation vers le moteur. La partie annulaire 23 de la bielle est protégée contre une translation axiale par son montage entre une saillie 42 de l'excentrique 4, radiale vers l'exté- rieur, et le disque 65.La saillie 42 s'étend sur une partie au moins de la circonférence de l'excentrique 4. Le mode de montage par bride de la pompe à membrane selon l'in- vention sur le côté secondaire d'un moteur est décrit ci-dessous à l'aide des figures 1 et 3. Comme le montre la figure 3, le corps 1 comporte du côté en regard du moteur une ouverture Il et une bride 16, munie de perçages 17 et 18. La bride 16 comporte en outre un évidement circulaire 43, autour de l'alésage 11, pour le logement d'une bague d'étanchéité 66. Pour le fonctionnement de la pompe à membrane, le bout d'arbre secondaire 63 de l'unité ou du dispositif d'entraînement est inséré dans l'ouverture Il de la bride 16, puis la pompe est fixée sur l'entraînement à l'aide de dispositifs de fixation ou de boulons non représentés, traversant les perçages 17 et 18 de la bride 16. La bague d'étanchéité logée dans l'avidement 43 est alors déformée de façon à établir une liaison étanche entre la pompe à membrane et son entraînement. Afin d'assurer l'auto-lubrification des pièces actionnant la bielle (arbre 6, roue libre 5, excentrique 4, partie annulaire 23 de la bielle 2), l'extrémité fermée du corps 1 de la pompe à membrane comporte un carter 8 contenant de l'huile dans laquelle lesdites pièces plongent au moins partiellement en service. Le corps 1 comporte un orifice 71, obturable par un bouchon 7, pour le remplissage en huile du carter 8, après le montage par bride de la pompe à membrane sur son entraînement.- Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Pompe à membrane, dont la membrane est actionnée par une bielle et un excentrique, comportant un clapet d'aspiration et un clapet de refoulement, et caractérisée en ce que la bielle (2) est réalisée en une seule pièce et présente à une extrémité une partie annulaire (23) entourant une ouverture (21); l'excentrique (4) entraîné par l'arbre d'un moteur s'engage dans l'ouverture (21); la partie annu- laire (23) de la bielle (2) est reliée par une partie médiane (27) oblongue à une partie portante (22), sur laquelle prend appui un premier disque (28) muni d'une ouverture centrale que traverse la seconde extrémité (24) de la bielle (2); la membrane (26) est disposée sur le premier disque (28) de façon que la seconde extrémité (24) de la bielle 2 traverse son ouverture centrale; un second disque (29) est disposé sur la membrane (26) de façon que la seconde extrémité (24) de la bielle (2) traverse son ouverture centrale; et la partie de la seconde extrémité (24) de la bielle (2) en saillie sur le second disque (29) est réalisée de façon à serrer le premier disque (28), la membrane (26) et le second disque (29) sur la partie portante (22). 2. Pompe selon revendication 1, caractérisée par une opération de rivetage, qui transforme la partie de la seconde extrémité (24) en saillie sur le second disque (29) en une tête de rivet (9) 3. Pompe seion une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le rivetage s'effectue de façon à transformer aussi la seconde extrémité (24), afin de fermer avec étanchéité l'ouverture centrale du premier et/ou du second disque (28, 29). 4. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 3, caracté- risée en ce que la partie portante (22) est pliée en S, perpendicu- lairement à l'axe de la bielle (2), de façon à former un appui pour le premier disque (28). 5. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- risée en ce que la bielle (2) est produite par découpage. 6. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risée en ce que la bielle (2) est une pièce en tôle façonnée. 7. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 6, caracté- risée en ce que le couvercle (12) du corps présente un évidement (15) dans lequel-pénètre la partie de la seconde extrémité (24) de la bielle en saillie sur le second disque (29), quand la membrane (26) se trouve dans sa position haute. 8. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risée en ce que le bord de la membrane (26) est fixé entre une bride (10) du corps (1) et le rebord du couvercle (12) par rabattement du rebord (19) de la bride (10) sur le rebord du couvercle (12). 9. Pompe selon revendication 8, caractérisée en ce que l'épais- seur du rebord (19) de la bride (10) est inférieure à celle de la bride (10). 10. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 9, caracté- risée en ce que le côté du corps (1) en regard du moteur d'entraine- ment de la pompe à membrane présente une seconde ouverture (11) entourée par une seconde bride (16); l'arbre (6) du moteur d'entraîne- ment de la pompe à membrane est introduit dans la seconde ouverture (11) de façon-à engrener avec l'excentrique (4) logé dans l'ouverture (21) de la partie annulaire (23) de la bielle (2); et la seconde bride (16)-se fixe sur le carter du moteur. 11. Pompe selon revendication 10, caractérisée par une gorge (43) prévue autour de l'ouverture (11) du corps pour le logement d'une bague d'étanchéité (66), que la fixation de la bride (16) sur le carter du moteur déforme de façon à assurer une liaison étanche entre ledit carter et la pompe à membrane. 12. Pompe selon une quelconque des revendications 1 à 11, caracté- risée par un carter (8) situé à la partie inférieure du corps (1) et dans lequel les pièces (2, 4, 5; 6) actionnant la bielle (2) plongent au moins partiellement. 13. Pompe selon revendication 11, caractérisée par un orifice (71), situé à la partie inférieure du corps (1) et obturable par un bouchon (7), pour le remplissage en huile du carter inférieur (8).