Brevet FR2612258A1 — publié le 19880916

Pompe à piston commandée par électro-aimant, notamment pour refouler un combustible liquide dans des appareils de chauffage La présente invention se rapporte à une pompe à piston refoulant un combustible, commandée par un électro- aimant, destinée notamment à des appareils de chauffage fonctionnant avec un combustible liquide, et dans laquelle un piston, animé électromagnétiquement d'un va-et-vient, expulse d'une chambre cylindrique le combustible à refouler, par l'intermédiaire d'un alésage façonné dans un cylindre, piston à l'extrémité aval duquel est installée une soupape de pression qui est chargée par un ressort et à laquelle un raccord de pression succède en aval. De telles pompes à pistons refoulant un combusti- ble sont utilisées, de préférence, pour de petits appareils de chauffage se prêtant à une incorporation dans des véhi- cules, ou bien pour de petites installations de chauffage stationnaires. Des pompes de ce genre sont déjà connues. Ainsi, la demande de brevet DE-A-2 315 842 décrit une pompe du type susmentionné, dans laquelle le combustible est re- foulé à partir d'une chambre cylindrique, dans l'alésage d'un raccord de pression, par l'intermédiaire d'un piston auquel un électro-aimant imprime un mouvement alternatif. Dans cet agencement connu, le piston vient heurter le rac- cord de pression à la fin de chaque course, ce qui implique un fort bruit d'impact. La liaison métallique du raccord de pression avec le carter de la pompe se traduit par une am- plification de la propagation du bruit d'impact, ce qui est ressenti comme très gênant. Des tentatives, visant à atté- nuer par une séparation acoustique des éléments constitutifs les bruits d'impacts perturbateurs qui se manifestent, se sont révélées sans effet suffisant. Il a également déjà été tenté de réduire la génération de bruits en installant une plaque de butée élastique sur le côté du cylindre qui est tourné vers la chambre cylindrique, et par conséquent vers le piston. Dans ce cas, il s'est cependant avéré que les matériaux connus ne résistent pas au combustible devant être refoulé, mais gonflent et vont même jusqu'à se désagréger. L'invention a par conséquent pour objet de fournir une pompe à piston du type ?écité destinée à refouler un combustible, qui fonctionne au moins quasiment sans aucun bruit et soit d'une réalisation relativement simple, moyen- nant toutefois une utilisation sure et fiable lors du re- foulement de quantités de combustible liquide relativement faibles. Dans la pompe à piston conforme à l'invention, cet- objet est atteint par le fait qu'un élément élastique est interposé entre le raccord de pression et le cylindre, ledit cylindre présentant, côté sortie, n élargissement diamétral pour venir s'appliquer contre cet élément; et par le fait que, pour verrouiller ledit élément à demeure, le raccord de pression comporte un appendice en forme d'anneau circulaire, qui pénètre dans le corps de la soupape et emprisonne par- dessus, côté sortie, l'extrémité du cylindre. D'après un perfectionnement de l'invention, pour éviter à coup sur que l'élément élastique, servant à l'amor- tissement, entre en contact avec le fluide devant être re- foulé, une garniture d'étanchement est respectivement implan- tée devant et derrière cet élément élastique. La disposition des garnitures d'étanchement avec une distance mutuelle la plus grande possible, selon un perfectionnement de l'inven- tion, confère, pour la fabrication de la pompe selon l'in- vention, l'avantage supplémentaire résidant dans des exi- gences moins sévères en matière de précision d'ajustement entre le cylindre et le corps de la soupape, ainsi qu'entre ce cylindre et le logement du piston; en d'autres termes, de plus grandes tolérances peuvent être prévues étant donné qu'un léger déport du cylindre peut être contrebalancé par les garnitures d'étanchement. Ainsi, l'on peut en outre maintenir très petite la zone d'étanchéité entre le cylin- dre et le corps de soupape, réalisée de préférence en forme de cône, tout en obtenant une étanchéité pleinement suffi- sante Il s'est avéré que l'atténuation des bruits est essentiellement déterminée par l'élasticité de l'élément élastique et par la pression de contact qui s'exerce sur cet élément. L'amortissement décroît lorsque la pression de contact est trop faible et, lorsque cette pression de contact augmente, l'élément élastique agit de plus en plus comme un élément rigide et perd ainsi sa faculté d'amortis- sement. C'est pourquoi, d'après un perfectionnement notable de l'invention, le raccord de pression et son appendice en forme d'anneau circulaire sont conjointement disposés dans le corps de soupape avec mobilité selon leur axe longitudi- nal, en vue de régler la pression de contact exercée sur l'élément élastique. Cela permet d'optimaliser l'amortisse- ment des bruits. De la sorte, la pression de contact opti- male peut être fermement arrêtée, au moins au début de cha- que série de fabrication. Cette détermination fixe permet également d'établir la distance commode entre la collerette du raccord de pression et la face extrême supérieure du corps de soupape, ainsi que l'épaisseur d'une bague d'espa- cement devant être encastrée entre ladite collerette et ladite face extrême. Selon un perfectionnement de l'invention, pour ob- tenir une protection encore meilleure à l'encontre d'une répercussion des bruits de structure, le cylindre et/ou le corps de soupape est formé d'un matériau ayant une faible propension à répercuter les bruits de structure. Les matiè- res plastiques se sont avérées être des matériaux appropriés, car elles possèdent également une résistance suffisante vis- à-vis du combustible devant être refoulé, éventuellement en déposant du matériau résistant au combustible sur les sur- faces entrant en contact avec ce combustible. Cette concep- tion offre, de surcroît, l'avantage de prodiguer à la pompe à piston un poids encore plus faible. Ainsi, en association avec l'élément élastique servant à l'amortissement, il est possible de fabriquer une pompe de refoulement à piston qui fonctionne quasiment sans aucun bruit. L'invention va à présent être décrite plus en dé- tail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du des- sin annexé dont la figure unique est une coupe fragmentaire d'une pompe à piston conforme à l'invention, refoulant un combustible. Le dessin illustre, en tant qu'exemple de réalisa- tion, la partie située côté pression d'une pompe à piston du type précité, conçue sensiblement d'après la demande DE-A-2 315 842 mentionnée dans le préambule du présent mémoi- re, mais dotée des caractéristiques de l'invention. Le dessin représente l'extrémité, située côté pression, du carter 1 d'une pompe à piston refoulant un com- bustible, munie d'un piston 2 qui est animé d'un va-et-vient par l'intermédiaire d'un entraînement électromagnétique non illustré, et est guidé dans un logement intégré 3. Ce loge- ment 3 du piston présente des orifices de trop-plein 4 qui établissent la communication entre une chambre cylindricue , située au-dessus du piston 2, et un canal de transfert 6 par lequel, au cours du refoulement, un combustible peut s'écouler jusqu'à ce que le piston obture les orifices 4. Le volume de la chambre cylindrique 5 détermine alors la quan- tité du combustible devant être refoulé. Lors du refoulement de ce combustible hors de la chambre 5, le piston 2 agit sur la face extrême inférieure 7 d'un cylindre 8, dans lequel est ménagé un alésage 9 de refoulement du combustible. Cet alésage 9 est obturé, côté sortie, par le clapet 10 d'une soupape de pression soumis à l'action d'un ressort obtura- teur 11, jusqu'à ce que la pression de refoulement prédomine et ouvre ledit clapet 10. Un alésage 13, façonné dans un raccord de pression 12 monté en succession dans la direction de l'écoulement, sert à refouler le combustible. Un corps 15 de la soupape s'engage dans un évidement correspondant 14 pratiqué dans le carter 1 de la pompe et est pourvu, sur son autre côté, d'un filetage destiné à recevoir le raccord de pression 12. Une bague d'espacement 18 est intercalée, con- formément à l'invention, entre une face extrême supérieure 16 du corps 15 de la soupape et une collerette 17 du raccord de pression 12. Ce raccord 12 pénètre, par un appendice 19 en forme d'anneau circulaire, dans le corps 15 de la soupape dans lequel il est guidé. Le clapet 10 de la soupape, logé à l'intérieur de l'appendice 19, est pressé au moyen du res- sort obturateur 11 contre un siège 20 de soupape, ménagé sur le cylindre 8. Conformément à l'invention, le cylindre 8 possède un élargissement diamétral 21, de sorte qu'un élément élas- tique 28 peut être interposé, conformément à l'invention, entre cet élargissement et l'appendice 19 en forme d'anneau circulaire du raccord de pression 12. Le cylindre 8 possède par ailleurs, à la distance mutuelle la plus grande possible, des rainures respectives 22 et 23 destinées à recevoir des garnitures annulaires d'étanchement respectives 24 et 25; ces garnitures 24 et 25 se trouvent alors, respectivement, en amont et en aval de l'élément élastique 28, de sorte que ce dernier est protégé d'une venue en contact avec le fluide à refouler. La garniture d'étanchement 24 assure l'étanchéi- té vis-à-vis du combustible provenant d'une chambre 27 de la soupape de pression, et la garniture d'étanchement 25 vis-à-vis du combustible émanant de la chambre cylindrique 2C 5. Du fait que les garnitures 24 et 25 sont espacées l'une de l'autre de la plus grande distance possible, des gauchis- sements du cylindre 8 peuvent être empêchés, si bien qu'une étanchéité fiable est assurée dans une zone d'étanchéité 26 entre le cylindre 8 et le corps 15 de la soupape. Lors du fonctionnement de la pompe, le piston 2 se déplace en direction de la face extrême inférieure 7 du cylindre 8, de manière à refouler le combustible aspiré qui a afflué dans la chambre cylindrique 5, par l'intermédiaire du canal de transfert 6 et des orifices de trop-plein 4. Les bruits d'impacts quisont alors engendrés sont atténués par l'entremise de l'élément élastique 28. L'amortissement op- timal peut être ajusté par une force de pression de contact appropriée appliquée à l'élément élastique 28, en déplaçant le raccord de pression 12 plus ou moins loin vers cet élé- ment 28. Le réglage optimal peut être mesuré au vu de la distance comprise entre la collerette 17 et la face extrême supérieure 16 du corps 15 de la soupape, et il peut être rectifié, lors d'autres montages respectifs d'une série, par l'encastrement d'une bague d'espacement 18 d'épaisseur cor- respondante. L'élément élastique 28 servant à l'amortisse- ment est protége, par les garnitures d'étanchement 24, 25 (consistant de préférence en des joints toriques), d'une ve- nue en contact avec le combustible à refouler, de sorte qu'un gonflement de cet élément 28 est empêché, et qu'il est possible de choisir un matériau relativement peu onéreux qui ne durcit pas, même à basse température. De tels matériaux relativement peu onéreux sont particulièrement sujets à gonflement sous l'action d'un combustible et ils durcissent sous l'influence du froid, ce qui les rend inappropriés. Dans ce cas, le montage double du cylindre 8 offre encore l'avantage consistant en ce que les garnitures d'étanchement 24 et 25 compensent une inclinaison de ce cylindre 8, de sorte que les exigences imposées aux tolérances dudit cylin- dre 8 sont moins sévères que dans les agencements connus, ce qui implique une simplification de la fabrication; et en ce que la zone d'étanchéité 26 peut être maintenue petite, ce qui, moyennant une étanchéité pleinement suffisante, en- traîne également une simplification de la fabrication et une sûreté de fonctionnement accrue. Tant le cylindre 8 que le corps 15 de la soupape peuvent être fabriqués en un matériau à mauvaise répercus- sion des bruits de structure. Se prête par exemple, à cette fin, une matière plastique qui présente éventuellement une surface résistant au combustible. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées à la pompe décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. 26i2258 -R E V E N D I C A T I 0 N S- 1. Pompe à piston refoulant un combustible, comman- dée par un électro-aimant, destinée notamment à des appareils de chauffage fonctionnant avec un combustible liquide, et dans laquelle un piston (2), animé électromagnétiquementd'un va-et-vient, expulse d'une chambre cylindrique (5) le com- bustible à refouler, par l'intermédiaire d'un alésage (9) façonné dans un cylindre (8), piston à l'extrémité aval du- quel est installée une soupape de pression (10) qui est chargée par un ressort et à laquelle un raccord de pression (12) succède en aval, pompe caractérisée par le fait qu'un élément élastique (28) est interposé entre le raccord de pression (12) et le cylindre (8), ledit cylindre (8) présen- tant, côté sortie, un élargissement diamétral (21) pour ve- nir s'appliquer contre cet élément (28); et par le fait que, pour verrouiller ledit élément (28) à demeure, le rac- cord de pression (12) comporte un appendice (19) en forme d'anneau circulaire, qui pénètre dans le corps (15) de la souoaoe et emprisonne par-dessus, côté sortie, l'extrémité dudit cylindre (8). 2. Pompe à piston selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que l'élément élastique (28) est protégé d'une venue en contact avec le combustible refoulé, par l'intermédiaire de garnitures d'étanchement (25, 24) implan- tées devant (25) et derrière (24) cet élément. 3.Pompe à piston selon la revendication 2, carac- térisée par le fait que les garnitures d'étanchement (24, ) sont disposées à la plus grande distance possible l'une par rapport à l'autre. 4. Pompe à piston selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée par le fait que le raccord de pression (12) et son appendice (19) en forme d'anneau circulaire sont conjointement disposés dans le corps (15) de la soupape avec mobilité selon leur axe longitudinal, en vue de régler la pression de contact s'exerçant sur l'élément élastique 21S. 5. Pompe à piston selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'une bague d'espacement (18) est intercalée entre la collerette (17) du raccord de pression (12) et la face extrême supérieure (16) du corps (15) de la soupape. 6. Pompe à piston selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le cylindre (8) consiste en un matériau à faible propension à répercuter les bruits de structure. 7. Pompe à piston selon la revendication 6, carac- térisée par le fait que le corps (15) de la soupape consiste en un matériau à faible propension à répercuter les bruits de structure.