Brevet FR2503274A1 — publié le 19821008

L'invention est relative aux pompes alternatives, et, plus précisément, à un dispositif de commande permettant de régler à distance et en continu la course de ces pompes, c'est-à-dire leur débit par cycle. L'invention vise aussi bien les pompes à double effet que les pompes à simple effet, que ces pompes soient simples ou multiples. L'invention trouve son application dans tous les domaines où il est souhaitable de pouvoir régler à distance le débit uni taire de la pompe sans avoir à arrêter celle-ci. Parmi ces applications, on citera l'application préférée au domaine de la pulvérisation agricole. Dans cette applicatio le fluide, qui est en général le fluide à pulvériser mais qui peut cependant ne constituer qu'une partie de ce fluide ou qui peut être un liquide pilote, est soumis à l'action d'une pompe alternative, à membrane ou à piston, commandée par une source qui peut être la prise de force du tracteur, une roue roulant sur le sol ou un moteur auxiliaire. En cours de fonctionnement, ou entre deux phases de pulvérisation, il est souvent nécessaire de faire varier le débit unitaire de la pompe pour modifier la quantité de liquide pulvérisé par unité de surface. Actuellement, ce réglage s'effectue manuellement. L'opérateur doit arrêter le tracteur et en descendre pour venir régler la transmission de maniere à obtenir le rapport voulu. Ce mode de réglage, outre qu'il est malcommode et constitue une perte de temps, présente l'inconvénient que, s'il doit être effectué pendant une phase de pulvérisation, il nécessite l'arrêt du tracteur et des rampes, ce qui crée une discontinuité dans la quantité de liquide pulvérisé par unité de surface. Cette discontinuité se reproduit à chaque nouveau réglage. Un autre inconvénient est que ce réglage, pour la raison indiquée, ne peut pas être continu. Dans une réalisation connue de commande à distance de ce réglage, on a fait appel à un vérin tournant commandant la rotation d'un premier excentrique, un second excentrique étant solidaire de l'arbre moteur de la pompe. Cette réalisation donne de bons résultats de principe, mais elle présente le double inconvénient d'être onéreuse, en raison de l'existence du vérin tournant et de son circuit hydraulique,et de nécessiter un fonctionnement permanent du vérin pendant la marche de la pompe. L'invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients en proposant une pompe alterntive dont la course peut être réglée à distance de manière simple, peu onéreuse et ne nécessitant une activation du dispositif de réglage que pendant les phases de réglage. A cet effet, la pompe alternative à course réglable selon l'invention, comportant une tige de piston, un piston de pompage, une bielle articulée sur la tige, un premier excentrique et réglable commandant la bielle coopérant avec un second excentrique solidaire de l'arbre moteur de la pompe, est caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un premier organe solidaire en rotation de l'arbre moteur et propre à coulisser axialement sur celui-ci ; des moyens extérieurs de commande pour régler la position axiale dudit premier organe sur l'arbre moteur ; un second organe, coaxial au premier organe, fixe axialement par rapport à l'arbre moteur et coopérant avec le premier organe par l'intermédiaire de moyens de couplage pour transformer le déplacement axial commandé du premier organe en une variation de la position angulaire relative du second organe par rapport au premier organe et à l'arbre moteur ; et une broche excentrée couplant le second organe et le premier excentrique. La liaison opérative entre les premier et second organes peut avantageusement être réalisée par un sytème à came, notamment par une rainure hélicofdale portée par l'un et coopérant avec un doigt porté par l'autre organe. Lors du réglage de la course, le premier excentrique a, par rapport au premier, un mouvement de rotation centré sur l'axe de celui-ci, excentré par rapport à l'axe fixe de l'arbre moteur. Pour cette raison, la broche est montée coulissante dans une rainure radiale du second organe. On comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, qui font partie de la description et dans lesquels Fig. 1 est une coupe transversale, I-I de la fig. 2, d'une pompe alternative à course variable par double excentrique Fig. 2 est une coupe selon II-II d'une partie de la pompe de la fig. i, après une rotation de 180' de l'arbre moteur, pour la position de réglage correspondant à la course maximale ; et Fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2 pour la position de réglage correspondant à la course minimale, ici nulle. En référence à la fig. 1, on rappellera tout d'abord la structure et le mode de fonctionnement de la pompe alternative à course variable par double excentrique. La pompe ici décrite est du type à piston ; mais il est entendu qu'elle pourrait être d'un autre type, par exemple à membrane ; de même, la pompe ici décrite est double, mais il est entendu qu'elle pourrait être simple ou multiple. La pompe 1 comporte un carter 2, un collecteur d'aspiration 3 avec son orifice 4, un collecteur de refoulement 5 avec son orifice 6 et pouvant recevoir en 6' un amortisseur ; quatre clapets d'aspiration anti-retour 7, dont deux seulement sont visibles, quatre clapets anti-retour de refoulement 8, dont deux seulement sont visibles, quatre chambres de pompage 9, dont deux seulement sont visibles, et deux ensembles coulissants 10,-dont un seulement est visible, comprenant chacun un piston Il et une tige 12. Chaque tige 12 traverse le carter 2 pour être liée à un piston 13 monté coulissant dans le carter 14 d'un système de commande à double excentrique 15. Sur le piston 13 est articulée une bielle 16 dont la tête 17 présente un alésage circulaire 18. Un premier excentrique circulaire 19 est reçu avec un jeu de glissement dans l'alésage 18.L'excentrique 19 présente à son tour un alésage circulaire excentré 20 qui reçoit, avec un jeu de glissement, un second excentrique circulaire 21 solidaire d'un arbre rotatif d'entraînement 22. L'arbre 22 est entraîné en rotation par une source motrice (prise de force, moteur auxiliaire, roue de l'appareil roulant au sol, etc...). Suivant la position angulaire relative des excentriques 19 et 21, on peut ainsi faire varier en continu la course du piston il d'une valeur nulle à une valeur maximale dépendant de la géométrie des excentriques. Ici, les deux excentricités ont la meme valeur, ce qui permet l'obtention d'une course nulle. Chaque ensemble coulissant 10 est commandé par le dispositif à excentrique décrit ci-dessus, le déphasage entre les ensembles 10 étant de 90 . Dans chaque excentrique 19 est montée librement, de mani- re excentrée, une broche axiale de commande 23 portée par un manchon commun 24 coaxial à l'arbre 22 et reçu par celui-ci avec un jeu de glissement. Dans la pratique, le manchon 24 est en deux parties couplées par l'une des broches 23, à travers l'ex centrique 19 correspondant. Le manchon 24 dépasse axialement du carter 14, du coté opposé à l'entrée de l'arbre 22, pour coopérer avec un dispositif 25 de commande du réglage de la course des pistons 11, 13. Ce dispositif 25 comporte un premier organe 26, en forme de douille ou de fusée, qui est porté coaxialement par l'arbre 22 et qui est solidaire de celui-ci en rotation tout en pouvant coulisser, par des clavettes 27. La position axiale du premier organe 26 est commandée par des moyens extérieurs faisant ici appel à un vérin linéaire à double effet 28, globalement parallèle à l'arbre 22. Le corps 29 du vérin 28 est articulé, du côté de l'entrée de l'arbre 22, sur une chape 30 solidaire du carter 14. La tige 31 du vérin 28 est articulée sur une extrémité d'un levier 32 qui est articulé à son tour, dans une zone intermédiaire, sur une chape 33 solidaire du bâti fiMe 34 du dispositif de commande 25. L'autre extrémité du levier 32 est en forme de fourchette 35 pour commander la douille extérieure non tournante 36 d'un palier 37. La fusée 26 se prolonge jusqu'à l'intérieur du palier 37 et coopère avec la douille 36 par l'intermédiaire de roulements 38. Des moyens de butée axiale 39 assurent une position relative axiale fixe entre la douille 36 et la fusée 26. Avec cet agencement, on conçoit que la position de la tige de vérin 31 définit la position axiale de la fusée 26 sur l'arbre 22, lui-même fixe axialement. La fusée 26 coopère avec un second organe 40 dont le rôle est de transformer le mouvement axial de la fusée 26 en un mouvement circulaire de l'excentrique 19 autour de l'excentrique 21 pour définir la course de chaque piston 11, 13. La coopération se fait de la manière suivante. L'organe 40 comporte une première pièce 41 en forme de douille qui entoure librement et coaxialement la fusée 26 pour que soient possibles entre ces deux pièces un mouvement de coulissement axial et un mouvement de rotation relatif autour de leur axe commun, coin- cidant avec celui de l'arbre 22. La fusée 26 et la douille 41 coopèrent positivement de manière que le coulissement axial de la fusée 26, sous la commande du vérin 28, se traduise par une rotation relative entre ces deux pièces. Cette transformation de mouvement se fait par une sorte de vissage. Pour cela, la fusée 26 porte fixement un doigt radial 42 qui évolue dans une gorge hélicoidale 43 pratiquée sur 180 dans la douille 41. La longueur axiale de la gorge 43 est égale à la course axiale de la fusée 26 qui provoque une rotation de 1800 de la douille 41. On comprend qu'ainsi, entre les deux positions axiales extrêmes de la fusée 26, la douille 41 tourne de 1800. peut Dans la pratique, il/existerdeux doigts 42 et deux rainures pour équilibrer les efforts et améliorer la transmission de mouvement. La douille 41 porte fixement un plateau 44 qui commande la position de la broche 23 et donc la position de l'excentrique 19 Au cours du réglage, l'excentrique 19 tourne autour de l'axe de l'excentrique 21 tandis que l'organe 40 tourne autour de l'axe de l'arbre 22. I1 existe donc un déplacement radial de la broche 23 par rapport au plateau 44 et au manchon 24. Pour cette raison, la broche 23 du premier ensemble à double excentri 46 que porte extérieurement, de chaque côté, une tête 45, qui évolue dans une gorge radiale 47, 48 du plateau 44 et du manchon 24. Le même agencement à gorge radiale est prévu sur le manchon 24 pour commander le second ensemble à double excentrique. Pour la position de la fig. 2, les excentricités des excentriques 19, 21 s'ajoutent, de sorte que la course est maximale, tandis que, pour la position de la fig. 3, elles se retranchent, de sorte que la course est minimale, ici nulle. Comme il ressort de ce qui précède, le réglage se fait par actionnement d'un vérin linéaire simple, disponible facilement dans le commerce, ce qui rend l'ensemble peu onéreux. Au surplus, le vérin n'est actionné que pendant les phases de réglage. Le réglage peut se faire à l'arrêt ou en fonctionnement et en continu. Une fois la position de réglage atteinte, le vérin constitue une butée axiale bidirectionnelle pour la fusée 26, ce qui garantit le maintien de la position de réglage. REVENDICATIONS 1. Pompe alternative à course réglable, notamment pour la pulvérisation agricole, comportant une tige de piston (12), un piston de pompage (10), une bielle (16) articulée sur la tige (12), un premier excentrique (19) réglable commandant la bielle et coopérant avec un second excentrique (21) solidaire de l'arbre moteur (22) de la pompe, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un premier organe (26) solidaire en rotation de l'arbre moteur (22) et propre à coulisser axialement sur celui-ci ; des moyens extérieurs de commande (28) pour régler la position axiale dudit premier organe (26) sur l'arbre moteur (22) ; un second organe (40), coaxial au premier organe (26), fixe axialement par rapport à l'arbre moteur et coopérant avec le premier organe (26) par l'intermédiaire de moyens de couplage (42,43) pour transformer le déplacement axial commandé du premier organe (26) en une variation de la position angulaire relative du second organe (40) par rapport au premier organe (26) et à l'arbre moteur (22) ; et une broche excentrée (23) couplant le second organe (40) et le premier excentrique (19). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le premier et le second organes (26,40) sont couplés par un système à vissage ou à came. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le premier et le second organes (26, 40) coopèrent par au moins un système à doigt radial (42) évoluant dans une gorge hélicordale (43). 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la gorge hélicoidale s'étend sur 1800 et axialement sur une longueur égale à la course de déplacement axial du premier organe (26) par rapport à l'arbre (22). 5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée Dar le fait que la broche (23) est reçue dans une gorge radiale du second organe (40). 6. Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le premier organe (26) fait saillie du carter (14, 34) du côté opposé à l'entrée de l'arbre moteur et coopère, à son extrémité de sortie, avec un joint tournant (37). 7. Pompe selon l'une des revendications i à 5, caractérisée par le fait que les moyens extérieurs de commande comportent un vérin linéaire (28) à double effet. 8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le vérin (28) est articulé sur le carter (14, 34) et sur un levier (32) lui-même articulé sur le carter (14, 34) et sur un joint tournant (37).