Brevet FR2524942A1 — publié le 19831014

Perfectionnement au mécanisme d'entratnement d'une pompe piston de course variable. Il est connu dans le domaine des pompes doseuses d'animer un piston de pompe d'un mouvement alternatif au moyen d'un système bielle-manivelle attaquant par le pied de bielle un balancier, formant diviseur ou multiplicateur de la course de la bielle, lui-même articulé entre la tige de piston et un point dont la position ddter- mine le rapport de multiplication ou de division susdit affecté a la course de la bielle pour produire la course du piston. Ainsi, lorsque le point susdit est place dans l'axe de la tige de piston, il n'y a plus de mouvement du balancier entraînant le piston et la course est nulle. L'eloignement de ce point par rapport à cet axe va dans le sens de l'augmentation de la course. Il existe de nombreux modes de réalisation de ce type général de pompes. Tous sont à peu près satisfaisants lorsqu'il s'agit de faibles puissances. En revanche, dès qu'il s'agit du domaine de puissance supérieur a quelques cnevaux et d'une course supérieure quelques 50 mm (a titre indicatifs il se présente de nombreux inconvénients tant du point de vue fabrication avec des usinages complexes et difficiles que du point de vue performances et longévité ; en effet, il convient de ne pas prévoir de balancier démesuré et,de de ce fait,onestofntaintde se satisfaire dans certaines positions d'obliquités telles que les efforts transmis engendrent des bridages de la tige de piston dans son support, des usures prématurées, des déformations et fléchissements qui, par ailleurs, nuisent à la linéarité du réglage que l'on entend réaliser avec ces pompes. L'invention se propose de pallier ces inconvénients en proposaht un perfectionnement aux pompes existantes, par lequel on parvient distribuer de manière optimale les efforts mis en jeu et A ne mettre en oeuvre que des usinages simples. A cet effet, elle a donc pour objet un perfectionnement au mécanisme d'entraînement réglable du piston course variable d'une pompe doseuse constitué par un balancier articulé d'une part autour d'un axe de pivotement réglable en position par rapport à l'axe du piston,d'autre part a la tige de piston elle-même et en troisième lieu au pied d'une bielle d'un système moteur bielle-manivelle. Selon l'une des caractéristiques essentielles de llin- vention, l'axe de pivotement susditxréglable en position est porté par un bras à une extrémité de celui-ci, pivotant et coulissant par son autre extrémité autour d'un axe fixe solidaire du bati du mdcanis2e et articulé par sa partie médiane à un organe de réglage de son inclinaison autour dudit axe fixe. En outre, l'organe de réglage susdit est monté à coulissement sur des guides fixes au voisinage de sa liaison avec ledit bras. Les guides susdits s'étendent perpendiculairement à l'axe de la tige de piston. De manière préférée, ledit bras est de longueur utile au moins égale a la longueur du balancier. I1 sera également avantageux que l'attelage du balancier à la tige de piston soit réalisé sur un organe de support coulissant sur deux guides fixés parallèles à ladite tige. En outre, la position rebtivedhbras, dubêlancler et dela tige de piston susdits est telle que, pour la course maximale du piston, le balancier est incliné au plus de 150 sur la perpendiculaire à la tige de piston et que le bras est incline au plus de 150 sur la parallele à la tige de piston Enfin, l'inclinaison du balancier par rapport à la direction susdite ne dépassera pas 20 tandis que l'inclinaison du bras sera également de 150 sur une parallèle à la tige de pistou pour la course minimale du piston. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et des caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schematique en coupe du dispositif perfectionné selon l'invention la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ; et la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1. En se reportant à la figure 1, on voit en 1 une tige de piston (ou un élément qui en est solidaire) montée 9 coulissement dans un bâti 2 de manière à présenter une extrémité la à l'intérieur de ce bati 2. Cette extrémité la est pourvue d'une rotule d'attelage 3 d'un balancier 4 d'entrainement de la tige 1. Cette rotule 3 est en fait une liaison permettant une articulation du balancier 4 a la tigel et un coulissement de ce dernier par rapport à la tige 1.Ce balancier 4 est articulé par l'une de ses extrémités à un organe 5 de commande de la course du piston qui sera decrit plus en détail ciaprès. I1 est egalement articulé au pied d'une bielle 6 appartenant à un système bielle-manivelle ici constitué, outre la bielle 6, par un vilebrequin 7 dont le maneton 7a est solidaire en rotation d'une roue dentée 7b > elle-même roue d'un réducteur à vis 8 couplé à un moteur 9. L'organe 5 de commande susdit est donc articulé en lOa au balancier 4, et se compose d'un bras de poussée 10 portant a une extremite l'articulation lOa, à sa partie médiane une articulation lob avec un élément 11 monte déplaçable dans un guide 2a du bati 2, et a son extremite opposée au balancier 4, une troisième articulation lOc avec le bats. L'articulation 10e est donc fixe et en déplaçant ltelé- ment 11 susdit on déplace l'articulation lOb, donc on fait varier l'inclinaison du bras de poussée 10 autour de lOc. Pour tenir compte du fait que,le le deplacement de l'articulation lOb étant linéaire, l'extré- mite 10c doit posséder un degré de liberte par rapport à l'axe d'articulation, on a prévu que cet axe soit en fait un tourillon pourvu de deux meplats sur lesquels prennent appui les deux branches d'une fourchette que constitue l'extrémité correspondante du bras 10. On voit que le déplacement de l'articulation lOb entrains le deplacement de l'articulation lOa. On peut ainsi régler sa position par rapport à l'axe de la tige de piston 1 et, par-là, la course de elle-ci. On notera que l'élément li susdit qui constitue l'organe de manoeuvre du bras 10 est réalisé sous la forme d'un écrou immobilisé en rotation par une clavette 12 et qui coopere avec une vis 13 elle-même immobilisee en translation dans le bâti. En tournant la poignée 13a de cette vis on fait coulisser l'écrou 11 dans son guide 2a. Un organe 14 de blocage est disposé latéralement sur le bati. Sur la figure 2, on retrouve certains des éléments de decrits avec les mêmes références. Cette figure fait apparaître que l'écrou 11 est guidé non seulement au niveau du guide 2a, mais également à la hauteur de l'axe d'articulation zOb, c'est-à-dire à l'endroit - en porte à faux par rapport au guide 2a - où les efforts du bras 10 sont transmis à l'écrou 11.Ce guidage supplémentaire qui encaisse la composante horizontale - c'est-à-dire la plus importante de l'effort transmis par le bras de poussée 10 permet de rigidifier l'ensemble bras 10-organe de commande. -Il est avantageusement et écono miquement réalisé par la coopération d'une embase lia de de l'écrou 11 avec deux colonnes 15 disposées dans le bats. Sur les figures 1 et 3 on voit par ailleurs que l'articulation à rotule 3 du balancier 4 à la tige de piston 1 est également soutenue par une pièce 16 solidaire de la tige de piston 1 et montée à coulissement sur un guide solidaire du bati 2 et ici aussi constitué par des colonnes 17. Ces colonnes soutiennent donc l'extrémité de l'équipage mobile à l'encontre des efforts sensiblement perpendicu- laires à la direction de son déplacement auxquels le balancier 4 le soumet. On rappellera que le balancier 4 coulisse dans la rotule 3 lors du mouvement de va-et-vient de l'équipage mobile. Avec les dispositions décrites ci-dessus > le perfectionnement selon l'invention permet d'obtenir une meilleure tenue mécanique des éléments mis en oeuvre. On signalera en effet que d'avoir placé le coulissement relatif du bras sur l'axe lOc plutôt que sur les autres axes permet d'assurer une liaison mécanique beaucoup mieux guidée. Outre ces améliorations, on doit noter également que les dimensions et les positions relatives du balancier 4, du bras 10 et de la bielle 6 ne sont pas quelconques. D'elles dépend en grande part la distribution des efforts qui naissent dans le dispositif lotsqu'il fonctionne et leur valeur conditionne la qualité de cette distribution du point de vue mécanique. On indiquera ainsi que la position relative du balancier 4 et du bras 10 est telle que l'angle A (d'obliquité maximale) que fait le balancier avec une perpendiculaire à la course du piston sera d'environ 150 dans la position du bras 10 assurant la course maximale du piston et ne dépassera pas 200. De même l'inclinaison maximale B du bras 10 sur une parallèle à la direction de la course du piston sera de l'ordre de 15 pour les positions de courses maxi maie (telle que representée) et minimale du piston (symétrique de celle représentée par rapport à l'horizontale). On voit qu'ainsi l'angle entre le bras 10 et le balancier 4 ne s'écartera de l'angle droit d'une valeur qui n'excédera pas 359, ce qui reste dans un domaine d'obliquités relatives très acceptable.En outre ce domaine préserve la quasi-linéarité du réglage. Par ailleurs on s'arrangera pour que la longueur utile L1 du bras 10 soit au moins égale à la longueur L2 utile du balancier 4 lors de la course maximale du piston (comme représenté sur la figure 1) > cette longueur L2 devant être au moins égale deux fois la course du piston pour que l'angle A de 15 à 200 susdit ne soit pas dépassé. Dans ces conditions et avec l'articulation lOb placée au milieu du bras 10 la course de réglage sera sensiblement égale a la course du piston. Enfin, on s'arrangera également pour que la bielle 6 attaque le balancier 4aux trois quart de sa longueur L2 à partir de l'articulation lOa. On peut de ce fait limiter la course de la bielle6 sensiblement aux trois quarts de celle du piston. Ainsi conçu, le mécanisme d'entraînement d'une pompe doseuse à piston de course réglable possède des qualités mécaniques optimales et donc une moindre usure sans pour autant & re de fabrication très complexe. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine du dosage. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en être donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui peuvent lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Perfectionnement au mécanisme d'entratnement réglable du piston (1) à course variable d'une pompe doseuse constitué par un balancier (4) articulé, d'une part autour d'un axe (l0a) de pivotement réglable en position par rapport à l'axe du piston (1), d'autre part (3) a la tige de piston eile-mtme et en troisième lieu au pied d'une bielle (6) d'un système moteur (7) bielle-manivel2e, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (lOa) susdit réglable en position est porté par un bras (10) à une extrémité de celui-ci, pivotant et coulissant par son autre extrémité sur et autour d'un axe fixe (lOc) solidaire du bati (2) du mdcanisme et articulé par sa partie médiane (lOb) à un organe (11) de réglage de son inclinaison autour dudit axe fixe (10c). 2. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérise en ce que l'organe de réglage (11) susdit est monté à coulissement sur des guides (15) fixes perpendiculaires à l'axe de la tige de piston qui stétendent au voisinage de sa liaison avec ledit bras. 3. Perfectionnement selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérise en ce que ledit bras (10) est de longueur utile au moins égale a la longueur du balancier (4). 4. Perfectionnement selon l'une quelconque des reaendica- tions précédentes caractérisé en ce que l'attelage du balancier (4) a la tige (1) de piston est réalisé sur un organe de support (16) coulissant sur deux guides (17) fixes parallèles à ladite tige (9) s'étendant en direction de la rentrée de tige du piston dans le b ti 5. Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la position relative du bras (10), du balancier et de la tige de piston susdits est telle que pour la course maximale du piston le balancier est incliné au plus de 150 sur la perpendiculaire à la tige de piston et que le bras est incliné au plus de 15, sur la parallèle à la tige de piston. 6. Perfectionnement selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'inclinaison maximale du balancier par rapport å la direction susdite est de 20C tandis que l'inclinaison du bras sur ladite parallèle å la tige de piston est de 150 pour la course minimale du piston. 7. Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'articulation du pied de bielle susdit audit balancier est réalisée environ au 3/4 de la longueur utile du balancier dans sa position de course maximale du piston.