Brevet FR2566053A1 — publié le 19851220

La présente invention se rapporte à une pompe manuelle asservie à l'effort de l'utilisateur. Elle est destinée à être utilisée pour tous les appareils hydrauliques tels que vérins ou moteurs hydrauliques; elle permet de tirer le meilleur rendement de l'installation par rapport aux capacités physiques de l'opérateur. I1 est convenu que lorsqu'on démarre un moteur à la manivelle, on agit principalement en levant, alors qu'en descendant par rapport à l'axe, l'homme dispose de peu d'efficacité. IL en est de même lorsqu'on utilise un winch sur un voilier: l'effort maximum est obtenu en tirant beaucoup plus qu'en poussant, tandis que parallèle au corps le bras a peu d'efficacité. En se référant à la figure (1) on constate que sur une manivelle placée horizontalement, l'homme dispose de très peu de possibilité d'effort F tangentiel dans le sens de rotation R en zone (c) et (d); par contre il sera plus efficace en zone (a) et disposera du maximum de F en zone (b). Si on projette sur un plan cette figure (i) pour donner la figure (2) on constate les zones utiles. I1 est alors facile en passant à la figure (3) de schématiser de façon linéaire la courbe des efforts maximum disponibles. Cette figure est donnée à titre indicatif tant en ce qui concerne la valeur des angles que les valeurs d'effort, mais elle permet de poursuivre le développement de la présente invention. Le tracé de cette courbe étant d'ailleurs propre à chaque individu en temps que valeur absolue de F, mais compte tenu de la morphologie générale des individus, il est possible de tirer une courbe expérimentale ergonomique de l'homme; étant entendu que les variations de F déterminent des courbes parallèles telles que celles représentées en pointillés sur la figure (3). Compte tenu de ces éléments, il peut être envisagé la réalisation d'une pompe dont la motricité prend en compte les éléments cités ci-dessus. Tout d'abord, procédons à la réalisation d'une came qui intègre la courbe de la figure (3). Le profil suit la courbe de la figure (4) et sa définition est la suivante: La came (1) doit actionner un galet repère (2) et on sait que l'effort transmis au galet (2) par la came (1) est proportionnel à la tangente de l'angle formé par l'alignement du galet et l'axe de rotation de la came et le plan perpendiculaire à la came au point de contact. I1 est donc aisé de réaliser une came telle qu'en fonction d'un couple variable agissant sur la came, un effort sensiblement constant soit appliqué sur le galet; effort pouvant être voisin de zéro éventuellement. En réalisant cette came, on constate aussi que les déplacements du galet sont d'autant plus importants que la came est grande. Ces différentes observations nous conduisent à la réalisation décrite ci-après, donnée à titre d'exemple nullement limitatif. La pompe est composée d'un carter, sur ce carter (1) est monté un ensemble manivelle (2) et came (3) qui sont solidaires entre elles. Un corps de pompe (4) est libre dans le carter mais retenu à l'extrémité opposé à la came par un empilage de rondelles ressort (5). Le serrage de ces rondelles pouvant être modifié par une vis (6). Dans le corps de pompe (4) viennent se loger un premier piston (9) de grand diamètre rappelé par le ressort (10), et dans ce piston un second de petit diamètre (7) rappelé par le ressort (11). Un galet (8) en bout du piston (7) assure le contact avec la came (3). Il faut noter que le piston (7) est en butée sur le piston (9). Afin de faciliter la compréhension du dispositif, nous donnons quelques valeurs numériques: du piston (9) = 90 mm soit une section de: 63,61 cm2 du piston (7) = 20 mm soit une section de: 3,14 cm2 Course maximum permise pour le piston (9) = 3 cm Course maximum permise pour le piston (7) = 3 cm. La came (3) permet un déplacement-du galet de 3 cm. Lorsqu'on agit sur la manivelle (2) en rotation, la came impose un mouvement au galet (8) qui-pousse l'ensemble des pistons. En effet lorsque le mouvement démarre, les ressorts repoussent le piston~vers la came en aspirant de l'huile par le clapet (12). Compte tenu des cotes indiquées ci-dessus, une rotation de la manivelle va provoquer une course complète du piston (9), donc générer un débit s'évacuant par le clapet (13) de 63,61 x 3 soit 190,83 cm3. Cela étant, tant que les ressorts (5) ne sont pas sollicités, mais dès que la pression va augmenter sur le piston (9), les rondelles ressort (5) vont être comprimées et le débit va diminuer. Lorsque la course du ressort atteindra 3 cm, seul le piston (7) sera sollicité par la came et dans ce cas la cylindrée passera à 9,42 cm3; ce qui constitue une variation de débit de 190,83 = 20,25 9,42 = 20,25 En supposant que les 3 cm de flèche des rondelles ressort correspondent à 500 daN, on peut dire que la pompe donne une pression par le piston (9) de 500 = 7,86 bars 63,61 alors que le piston (7) donnera une pression de: 500 = 159,23 bars. 3,14 Exemple d'application: Lorsque l'on utilise un vérin de machine à plier les tubes, la course d'approche doit être rapide et lorsque la pression augmente, la vitesse doit diminuer. Lorsque l'on utilise un winch commandé par un moteur hydraulique il faut disposer d'une grande vitesse sans effort et d'une faible vitesse à fort-couple. I1 faut aussi noter que la variante de possibilité physique de l'utilisateur trouve son adaptation par la vis (6) de réglage de tension initiale des rondelles ressort. Cette vis permet de doser exactement le passage du piston (9) au piston (7). Cette possibilité nous ramène à la figure (3) dans laquelle apparait la différence de force dont dispose chaque individu. REVENDICATIONS i. Pompe hydraulique manuelle à débit variable comportant un carter (1) sur lequel est monté un ensemble manivelle (2) et came (3), CARACTERISEE PAR LE FAIT QU'elle comprend: - un corps de pompe (4) monté libre à l'intérieur du susdit carter (1) et retenu, à son extrémité opposée où est placée la came (3), par un empilage de rondelles-ressorts (5), - un premier piston (9) de grand diamètre,monté à l'intérieur dudit corps de pompe (4) et rappelé par un ressort (10), - et un deuxième piston (7) de petit diamètre, monté à l'intérieur du premier piston (9) et rappelé par un ressort (11). 2. Pompe hydraulique selon la revendication 1, CARACTERISEE PAR LE FAIT QU'elle comprend un galet (8) disposé à llextrémité du deuxième piston (7) pour assurer le contact entre ce dernier et la susdite came (3). 3. Pompe hydraulique selon la revendication 1, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE a tension de serrage des rondelles-ressorts (5) est réglable au moyen d'une vis (6). 4. Pompe hydraulique selon la revendication 1, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le deuxième piston (7) est en butée sur le premier piston (9). 5. Pompe hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE la susdite came (3) adopte la forme d'une ellipse.