Brevet FR2546980A1 — publié le 19841207

- 54698 O POMPE A PISTON PERFECTIONNEE La présente invention a pour objet un perfectionnement uux pompes à piston à mouvement alternatif, du type dans lequel le d 6 pleement d'un piston provoque la mise en pression d'un fluide dans une chambre à volume variable. Une pompe de ce genre est notamment décrite dans le bre- vet USA 3 473 473 dont est titulaire la Demanderesse Elle comprend un corps de pompe auquel est incorporé un réservoir, ainsi qu'un cylindre dispose à l'intérieur du corps de pompe et pourvu d'un alé- sage dans lequel est reçu un piston Ce piston délimite avec le cylindre et un clapet monté à l'extrémité de ce dernier une chambre à volume variable dans laquelle un fluide est comprimé lorsque le piston se déplace en direction du clapet Le fluide ainsi comprimé soulève le clapet pour s'écouler vers un accumulateur de fluide sous pression Il est naturellement possible de commander le fonctionnement de la pompe en fonction de la pression régnant dans l'accumulateur grâce à un moteur électrique couplé au vilebrequin et lui-même contrôlé par preseostat. Le fluide déplacé par la pompe peut contenir de minuscules bulles d'air qui se dilatent en même temps que s'accroit le volume de la chambre pendant la course d'aspiration du piston et, inversement, se contractent en même temps que se réduit ce volume pendant la course de comnoression Les soudaines variations de pression auxquelles sont sou:ises ees bulles d ir sont une cause probable de bruits indésirables lors du fonctionnement de la pompe I 11 serait par conséquent souhai- tabla de pouvoir contr 61 er les variations de pression entre les phases d'aspiration et de compression, tout en conservent un taux de compres- sion suffisant du fluide déplacé par la pompe. Ce but est atteint, conformément à la présente invention, et dans une pompe à piston du type comprenant un corps de pompe avec une cavité reliée à un réservoir, un cylindre fixé à demeure dans cette cavité et luimma Me pourvu d'un alésage, et un piston reçu dans cent alêsage et délimitant avec le corps de pompe et le cylindre une chambre a volume variable qui communique sélectivement avec le réser- voit en fonction du déplacement du piston et avec un accumulateur de fluide souppression par l'incermédiaire d'un clapet contrôlant l'écou- lement du fluide commrimé dans ladite chambre vers ledit accumulateur, 2 2546980 grâce au fait que le piston comporte un passage central qui met en communication la cavité et par conséquent le réservoir avec la chambre à volume variable par l'intermédiaire d'unesoupape disposée dans ledit passage central, ainsi qu'au moins une lumière débouchant dans ce même passage central, que le cylindre est percé d'un premier et d'un second orifices mettant en communication son alésage avec la cavité et par conséquent avec le réservoir, et que la lumière du piston est admise à communiquer avec ledit premier orifice lorsque le piston occupe sa position de repos ainsi que durant une phase initiale de déplacement dudit piston, et avec ledit second orifice avant que le piston atteigne sa position de fin de course, en sorte que la chambre à volume variable n'est isolée du réservoir que pendant une phase intermédiaire du dépla- cement du piston comprise entre ladite phase initiale et l'approche de ladite fin de course. L'invention permet ainsi d'éviter que la chambre à volume variable soit soumise à des baisses de pression susceptibles de rame- ner la pression qui y règne en dessous de la valeur de pression du réservoir. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, donné avec référence aux dessins ciannexés en lesquels: la Fig 1 illustre schématiquement en coupe longitudi- nale une pompe à piston selon l'invention; la Fig 2 est une vue partielle et à plus grande échelle montrant le piston dans sa position rétractée ou de repos; et les Fig 3 et 4 sont des vues analogues à celle de la Fig 2, mais montrant le piston respectivement en un point intermé- diaire de sa course et dans sa position de fin de course. Dans le corps de pompe 10 est formée une cavité 12 qui communique avec un réservoir 14 par l'intermédiaire d'une tubulure de raccordement 16 munie d'un filtre 18 Un moteur électrique (non repré- senté) est couplé au vilebrequin 20 qui s'engage dans la cavité 12 au voisinage du filtre 18 Une bielle 22 associe le vilebrequin 20 à un piston 24 qui est reçu en coulissement dans l'alésage 27 d'un cylindre 26 Ce dernier est fixé à demeure dans la cavité 12, qui est elle- même obturée par un embout de fermeture 28 Un clapet 30 est élasti- quement appliqué contre l'extrémité du cylindre qu'il sépare ainsi 3 - d'une chambre dlaccumulation 32. Comme il apparaît sur la vue agrandie de la Fig 2, le piston 24 comporte un passage central 34 qui s'étend d'une lumière diamétrale 36 à l'extrémité du piston faisant face au clapet 30 Le passage central 34 est formé en gradins de manière à comporter un épaulement 38 sur lequel peut prendre appui une soupape unidirection- nelle 40 en vue de séparer la cavité 12 reliée au réservoir 14 d'une chambre à volume variable 42 délimitée par le passage central 34, le cylindre 26 et le clapet 30 Le piston 24 comporte en outre une gorge annulaire périphérique 44 dans laquelle débouchent un certain nombre de lumières 46 Une goupille 49 engagée dans deux de ces lumières dia- métralement opposées sert de butée pour la soupape 40 qu'elle retient à l'intérieur du passage central 34, à proximité de l'épaulement 38. Le cylindre 26 est, de son côté, percé de deux orifices 48 et 50 qui mettent en communication son alésage 27 avec la cavité 12, et donc avec le réservoir 14 L'embout de fermeture 28 comporte enfin une ouverture 52 qui met en communication la chambre d'accumulation 32 avec un accumulateur de fluide sous pression 54 Un ressort 56 solli- cite le clapet 30 en position de fermeture en l'appliquant sur l'ex- trémité du cylindre 26. Dans la position de repos représentée à la Fig 2, le pis- ton 24 a ses lumières 46 sensiblement en regard du premier orifice 48 du cylindre, en sorte que la chambre à volume variable 42 communique avec le réservoir 14 à travers la partie inférieure du passage 34, les lumières 46, l'orifice 48 et la cavité 12 Lorsque le piston commence à se déplacer en direction du clapet 30, le volume de la chambre 42 se contracte et le fluide qui y est contenu se trouve légèrement comprimé, une partie de ce fluide refluant ainsi vers le réservoir 14 à travers les lumières 46 qui commencent à se fermer Dès que ces lumières cessent de coïncider avec l'orifice 48, le fluide reste emprisonné dans la chambre 42 et se trouve soumis à une pression croissante au fur et à mesure que se poursuit le déplacement du piston Sur la Fig 3, les lumières 46 sont entièrement masquées, fermant ainsi les orifices 48 et 50 et permettant à la pression de s'accroître à l'intérieur de la chambre 42 pendant toute cette partie de la course du piston La pression devient alors suffisante pour soulever le clapet 30 en repoussant le ressort 56, permettant ainsi au fluide comprimé de s'écouler vers la chambre 32 et l'accumulateur 54 Avant que le piston 4 2546980 atteigne toutefois l'extrémité de sa course illustrée en Fig 4, ses lumières 46 viennent en coïncidence avec le second orifice 50 du cylindre, en sorte qu'avant même que cette position soit atteinte la pression à l'intérieur de la chambre 42 se réduit, permettant ainsi au clapet 30 de se refermer et à la chambre 42 de se mettre en commu- nication avec le réservoir 14 Lorsqu'est atteinte la position de fin de course, la pression du fluide contenu dans la chambre 42 est rede- venue sensiblement égale à celle du réservoir Lorsque le piston 24 amorce sa course de retour à partir de la position de la Fig 4, le volume de la chambre 42 s'accroit provoquant ainsi un début d'aspira- tion de fluide à travers l'orifice 50 ainsi que l'ouverture de la soupape 40 Les lumières 46 se masquent à nouveau pendant cette course de retour du piston vers sa position de repos; la soupape 40 reste cependant ouverte, maintenant ouverte la communication entre la chambre 42 et le réservoir 14, pendant toute la course de retour du piston Le cycle de fonctionnement ci-dessus décrit se répète ensuite jusqu'à ce que la pression de fluide dans l'accumulateur atteigne la valeur désirée, pour laquelle le moteur d'entraînement de la pompe s'arrête automatiquement. On voit ainsi que le perfectionnement selon l'invention permet d'éviter que la pression du fluide contenu dans la chambre à volume variable puisse devenir négatives En outre, la mise en commu- nication de cette chambre avec le réservoir par l'intermédiaire des orifices du cylindre avant que le piston atteigne ses positions extrêmes permet d'éviter les soudaines variations de pression qui se produisent habituellement à chaque renversement du sens de déplacement du piston. 2546980 REVENDICATIONS 1 Pompe à piston du type comprenant un corps de pompe avec une cavité reliée è un réservoir, un cylindre fixé à demeure dans cette cavité et lui-même pourvu d'un alésages et un piston reçu dans cet alésage et délimitant avec le corps de pompe et le cylindre une chambre à volume variable qui communique sélectivement avec le réser- voir en fonction du déplacement du piston et avec un accumulateur de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un clapet contrôlant l'écoulement du fluide comprimé dans ladite chambre vers ledit accumu- lateur, caractérisée par le fait que le piston ( 24) comporte un passage central ( 34) qui met en communication la cavité ( 12) et par conséquent le réservoir ( 14) avec la chambre 3 volume variable ( 42) par l'inter- médiaire d'une soupape ( 40) disposée dans ledit passage central, ainsi qu'au moins une lumière ( 46) débouchant dans ce même passage central, que le cylindre ( 26) est percé d'un premier ( 48) et d'un second( 50) orifices mettant en communication son alésage ( 27) avec la cavité ( 12) et par conséquent avec le réservoir ( 14), et que la lumière ( 46) du piston est admise à communiquer avec ledit premier orifice ( 48) lorsque le piston occupe sa position de repos ainsi que durant une phase initiale de déplacement dudit piston, et avec ledit second orifice ( 50) avant que le piston atteigne sa position de fin de course, en sorte que la chambre à volume variable ( 42) n'est isolée du réservoir que pendant une phase intermédiaire du déplacement du piston comprise entre ladite phase initiale et l'approche de ladite fin de course. 2 Pompe à piston selonla Revendication 1, caractérisée par le fait que la phase intermédiaire de déplacement du piston s'étend sur moins de la moitié de sa course entre ses deux positions extrêmes. 3 Pompe à piston selon la Revendication 1 ou 2, caractéri- sâe par le fait que le second orifice ( 50) du cylindre laisse êchap- per progressivement le fluide comprimé pendant la phase intermédiaire de déplacement du piston, en sorte que la soupape ( 40) soit ouverte pendant la course de retour du piston vers sa position de repos et avant que la lumière ( 46) dudit piston ne communique avec le premier orifice ( 48). 4 Pompe à piston selon l'une quelconque des Revendica- tions 1 à 3, caractérisée par le fait que le piston ( 24) est percé d'une pluralité de lumières ( 46) situées dans un même plan perpendi- culaire à l'axe, deux de ces lumières étant diamétralement opposées -6 2546980 et servant de logement à un organe de butée ( 49) qui retient en posi- tion la soupape ( 40) tandis que les autres lumières débouchent de l'alé- sage du cylindre dans le passage central du piston. Pompe à piston selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le passage central ( 34) du piston se prolonge axialement au-delà du cylindre quelle que soit la position du piston dans celui-ci. 6 Pompe à piston selon l'une quelconque des Revendica- tions 1 à 5, caractérisée par le fait que la pression engendrée dans la chambre à volume variable ( 42) atteint une valeur maximale avant que le piston atteigne sa position de fin de course, et que la pression dans cette dernière position a sensiblement la même valeur qu'en posi- tion de repos du piston.