Brevet FR2640696A1 — publié le 19900622

Des pompes à fluide à commande hydraulique se sont avérées de plus en plus répandues au cours des dernières années. Un inconvénient associé à ces pompes est le niveau de bruit élevé qu'elles produisent, compte tenu notamment des normes actuelles de plus en plus strictes concernant le bruit. Il est apparu, dans le cadre de l'invention, que le bruit est en grande partie provoqué par le claquement des clapets de retenue à billes sur leurs sièges. Un objet de l'invention est donc de proposer une pompe à fluide d'un fonctionnement beaucoup plus silencieux que les pompes existant dans l'art antérieur et qui présente un fonctionnement fiable et une maintenance réduite. Un autre objet de l'invention est de proposer une pompe de ce type pouvant être aisément fabriquée. Un autre objet de l'invention est de proposer une pompe à fluide à commande hydraulique qui s'adapte de façon fiable à toutes les conditions de fonctionnement. Conformément à l'invention, une soupape à tiroir est destinée à être utilisée avec une pompe à fluide à commande hydraulique. La soupape à tiroir commande l'écoulement du fluide vers le moteur de la pompe à fluide. En particulier, la soupape à tiroir est conçue pour inverser son mouvement de façon fiable, mais relativement lentement, afin de permettre aux clapets à billes de retenue de la pompe de se fermer naturellement sous l'effet de leur propre poids, plutôt que d'être fermés en étant claqués sur leurs sièges par une rapide inversion du sens d'écoulement du fluide. On réduit ainsi notablement le bruit et on prolonge la durée de vie des clapets à billes de retenue, en même temps que l'on atténue les à- coups dans la pression de sortie. La soupape à tiroir est de conception relative- ment classique, à position centrée et encliquetée de fermeture. Une tige de manoeuvre, actionnée par le piston se trouvant du côté moteur de la pompe, anime la soupape à tiroir d'un mouvement alternatif lorsque le piston atteint approximativement les limites de sa course. Cette con- figuration générale est bien connue dans l'art antérieur. Le tiroir est placé dans les deux positions au moyen d'encliquetages rappelés par ressort. Des ressorts sont prévus sur les deux côtés du tiroir, au-dessus de la tige de manoeuvre, afin de permettre l'accumulation d'une force par compression d'un ressort jusqu'à ce que cette force dépasse celle demandée pour pousser le tiroir au-delà de l'encliquetage. Etant donné que la soupape à tiroir est de conception à position centrée de fermeture, tout écoulement est arrêté pendant le passage d'une position à une autre, ce qui aide les clapets de retenue à billes et leur permet de s'appliquer de façon naturelle sur leurs sièges. De plus, l'orifice situé au centre du tiroir, dans lequel passe la tige de manoeuvre, est dimensionné de façon à permettre au tiroir de se déplacer à la vitesse souhaitée; autrement dit, l'orifice est suffisamment réduit pour produire une action d'amortissement visqueux sur le tiroir lors des changements de sens. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une coupe longitudinale montrant la soupape à tiroir selon l'invention; et - la figure 2 est une coupe longitudinale d'une pompe comportant des clapets de retenue à billes. La nécessité absolue d'un changement de sens rapide, pour un fonctionnement fiable de la pompe afin qu'elle ne cale pas dans certaines conditions, est reconnue classiquement comme étant une solution sage dans ce domaine. On a constaté qu'un tel changement rapide de sens amplifie notablement le problème du bruit et que celui-ci peut être résolu par un ralentissement du changement en même temps que la fiabilité de fonctionnement est main- tenue. La présente invention, désignée globalement en , est représentée de la façon la plus détaillée sur la figure 1. La pompe 10 est constituée d'un bloc distributeur 12 associé à une pompe à fluide a commande hydraulique qui est constituée d'un moteur à fluide 14 et d'une pompe 16. Le moteur 14 renferme un piston 18 et une tige 20 de manoeuvre dont l'extrémité inférieure porte une plaque 22 de manoeuvre. Cette construction générale est bien connue dans la technique et ne sera pas décrite plus en détail, sauf lorsque cela est approprié. L'extrémité supérieure 24 de la tige 20 de manoeuvre comporte une bague 26 retenue par un écrou 28. La bague 26 aide à positionner un ressort 30 de changement. Un épaulement 32, situé sur la partie médiane de la tige 20 de manoeuvre, aide à positionner, l'autre élément 26 de retenue et le ressort 30 qui lui est associé. Les ressorts portent de façon alternée sur le centre 66 d'un tiroir 34. Le tiroir 34 présente un passage annulaire 36 de sortie formé le long de la circonférence, ainsi qu'un passage annulaire 38 d'entrée formé de façon similaire. Une sortie 40 pour l'huile provenant du moteur 40 peut communiquer sélectivement avec le passage 36, tandis qu'une entrée similaire 42 provenant d'une source d'huile sous pression communique sélectivement avec le passage d'entrée 38. Le passage 44 de l'huile du moteur communique alternativement avec les passages 36 et 38 suivant comment le tiroir 34 est déplacé. Comme montré sur la figure 1, le passage 44 de l'huile du moteur est raccordé à une entrée 42 de fluide sous pression. Des ensembles d'encliquetage 46 sont constitués d'une bille 48 qui est maintenue dans le tiroir 34 par un ressort 50. Le tiroir 34 présente deux portées 52 d'encli- quetage qui sont séparées par une arête 54 d'encliquetage. En fonctionnement, comme montré sur la figure 1, le piston 18 se trouve au milieu de sa course de descente. L'huile provenant de la zone 60 située au-dessous du piston 18 s'écoule vers l'extérieur par le passage 58 et, avec de l'huile provenant de la source d'huile sous pression 42, pénètre par le passage 48 du tiroir 34 dans le passage 44 qui mène à une zone 62 située au-dessus du piston 18. Etant donné la différence entre les surfaces du côté supérieur du piston 18 et de son côté inférieur, la multiplication de cette différence de surface par la pression de l'huile donne une force résultante exercée vers le bas sur le piston 18. Pendant que le piston 18 descend, la zone adjacente à l'ouverture 64 dans le piston 18, ouverture dans laquelle passe la tige 20 de manoeuvre, heurte la plaque 22 de manoeuvre portée par la tige 20, afin de déclencher le mouvement de descente de cette tige 20 de manoeuvre. L'extrémité inférieure du ressort supérieur 30 vient porter initialement sur la zone 66 adjacente à l'ouverture 56 du centre du tiroir 34. Le tiroir 34 ne se déplace pas, au début, du fait de la force exercée par les mécanismes d'encliquetage 36. Une fois que le piston 18 s'est déplacé suffisamment pour tirer vers le bas la tige de manoeuvre sur une distance suffisante, la force accumulée dans le ressort 30 est suffisante pour pousser le tiroir 34 au-delà des encliquetages. Cette action est ralentie par l'effet d'amortissement provoqué par le mouvement relativement lent de l'huile entre l'ouverture 56 et la tige 20 de manoeuvre, entre les deux chambres du tiroir 34. Du fait de l'amortissement visqueux du tiroir 34 et du fait de la conception à position centrale fermée de ce tiroir 34, le piston 18 reste immobile pendant un certain temps, permettant ainsi aux clapets a billes 68 de retenue de se fermer naturellement plutôt que d'être claqués en position de fermeture par suite d'une brusque inversion du sens d'écoulement. Après que le tiroir 34 s'est déplacé, le passage 36 fait communiquer les passages 40 et 44. L'huile sous pression est donc entraînée, en parcourant le passage 58, jusque dans la zone 60 située au-dessous du piston 18 qui se déplace alors vers le haut. L'huile provenant de la zone 62 au-dessus du piston 18 est donc refoulée vers l'extérieur par l'intermédiaire des passages 34, 36 et 40 vers le réservoir d'huile ou analogue. Ceci se poursuit jusqu'à ce que la partie intérieure 70 du piston 18 heurte l'extrémité inférieure 22 de la tige 20 de manoeuvre, inversant le sens du tiroir par le même processus que celui décrit ci-dessus, vers la position montrée sur la figure 1. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la soupape à tiroir à amortisse- ment visqueux de la pompe décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Pompe (10) à piston hydraulique (18) comportant un moteur (14) et des clapets de retenue (68) à billes, rappelés par gravité, et destinés à commander l'écoulement d'un fluide vers l'intérieur et vers l'extérieur de la pompe, et une soupape à tiroir destinée à commander l'écoulement du fluide hydraulique vers le moteur de pompe, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens destinés à retarder le changement de sens de la soupape à tiroir pendant une période de temps suffisante pour permettre aux clapets à billes de retenue de s'appliquer sur leurs sièges uniquement sous la force de la gravité, ladite soupape à tiroir, qui est soumise à un amortissement visqueux et qui est centrée en position fermée, comprenant une tige (20) de manoeuvre, un tiroir (34) monté de façon coulissante sur ladite tige de manoeuvre et présentant des première et seconde chambres séparées par une paroi (66) ayant un orifice (56) dans lequel passe la tige de manoeuvre, cet orifice étant dimensionné pour permettre un déplacement du tiroir à une vitesse suffisante pour permettre au clapet à billes de retenue de se fermer sous l'effet de la gravité, des moyens d'encliquetage (46) étant destinés à placer le tiroir dans l'une de première et seconde positions, et au moins un ressort (30) étant monté entre la tige de manoeuvre et la paroi afin d'absorber l'impact de la tige de manoeuvre par rapport au tiroir et d'emmagasiner de l'énergie pour aider au déplacement du tiroir au-delà desdits moyens d'encliquetage.