Brevet FR2667381A1 — publié le 19920403

Distributeur-doseur de lubrifiant pour installation de graissage centralisé. La présente invention se rapporte à un distributeur-doseur de lubrifiant pour installation de graissage centralisé. Dans les installations de graissage centralisé dites à ligne simple, du lubrifiant est envoyé de façon intermittente sous pression par une pompe vers les distributeurs dont la fonction est de répartir et de doser le lubrifiant en quantité variable selon les besoins des organes à graisser. Ces distributeurs sont, selon leurs modes de réalisation et de fonctionnement, soit à action différée (voir par exemple brevet français n" 1 153 003), soit à action directe (voir par exemple brevet français nO 2 100 145). Un cycle de graissage d'une installation de graissage centralisé utilisant de tels distributeurs est obtenu par deux phases successives de fonctionnement de la pompe d'alimentation, à savoir une phase de montée en pression suivie d'une phase de décompression. La phase de montée en pression qui correspond au fonctionnement de la pompe est destinée à la préparation, dans le distributeur, d'une dose prédéterminée de lubrifiant et, dans le cas d'un distributeur à action directe, à la distribution de la dose préparée pendant la phase de montée en pression du cycle précédent. La phase de décompression qui correspond à l'arrêt de la pompe est destinée à l'annulation de la pression de la canalisation primaire reliant la pompe au distributeur, par le jeu d'une soupape de décompression incorporée à la pompe, et à l'éjection, sous effet d'un ressort d'éjection, de la dose de lubrifiant préparée pendant la phase de montée en pression du même cycle (distributeur à action différée) ou au transfert, d'une chambre de dosage vers une chambre de distribution, sous l'effet d'un ressort de transfert de la dose de lubrifiant préparée pendant la phase de montée en pression du cycle précédent (distributeur à action directe). Quel que soit le type des distributeurs, ces demiers comportent toujours un clapet dont la fonction est de diriger le lubrifiant pendant les différentes phases de fonctionnement du distributeur, ce clapet jouant en quelque sorte le rôle d'une vanne à deux voies et trois orifices et étant piloté par les variations de pression agissant sur ses faces amont et aval, et un ensemble piston doseur avec ressort et avec système de réglage volumétrique éventuel, ledit ressort assurant, pendant la phase de décompression, soit l'éjection du lubrifiant (distributeur à action différée), soit le transfert du lubrifiant de la chambre de dosage dans la chambre de distribution (distributeur à action directe). Les performances et les conditions d'utilisation des distributeurs connus sont limitées essentiellement par le clapet qui, sous forme de clapet à lèvre, est généralement constitué par un corps monobloc en caoutchouc. En particulier ces distributeurs ne peuvent pas être utilisés pour distribuer des lubrifiants très visqueux (huiles épaisses), voire consistants (cas des graisses qui sont plus ou moins consistantes selon la nature du savon supportant les huiles qu'elles contiennent). A première vue, on pourrait penser que pour pousser un lubrifiant viqueux ou consistant, il suffit d'augmenter la pression du lubrifiant, ce qui peut être facilement obtenu par l'utilisation d'une pompe plus ou moins puissante. Cependant, dans ce cas, le ressort du piston doseur, assurant soit le transfert, soit l'éjection du lubrifiant, n'arrive plus à remplir sa fonction. De plus, la résistance à l'écoulement de ces lubrifiants très visqueux ou consistants, conjuguée à la longueur des circuits, s'oppose à la décompression du lubrifiant dans la canalisation primaire reliant la pompe aux distributeurs. On pourrait certes augmenter la force de ce ressort, mais cette solution n'est pas rationnelle dans la mesure où, dans le cas d'un distributeur à action directe, le transfert du lubrifiant entre la face amont et la face aval du piston doseur ne justifie pas ce renforcement. De plus, le fait de renforcer ce ressort augmente la pression du lubrifiant lors du transfert, mais cette augmentation créée sur le clapet des forces de frottement additionnelles qui s'opposent au recul du clapet, donc au transfert. Par ailleurs, la valeur de la pression d'admission du lubrifiant dans la chambre de dosage ne peut être réglée que par la rigidité plus ou moins grande de la lèvre du clapet, rigidité dont il est pratiquement impossible de garantir l'uniformité d'un clapet à l'autre et l'uniformité dans le temps, compte tenu du vieillissement inévitable du caoutchouc. De plus, sur ces clapets connus montés coulissants dans un alésage, les lèvres coopèrent avec l'alésage, de sorte que les tolérances de diamètre de cet alésage ont une incidence considérable sur le frottement desdites lèvres. La présente invention a pour objet un distributeur-doseur de lubrifiant pour installation de graissage centralisé, ayant des performances accrues et des conditions d'utilisation élargies. L'invention a par ailleurs pour objet un distributeur-doseur dont l'utilisation soit moins sujette à la viscosité du lubrifiant et qui puisse en particulier être utilisé pour des lubrifiants très visqueux voire consistants. Le distributeur-doseur de lubrifiant conforme à Invention pour installation de graissage centralisé comprend un piston doseur mobile en translation dans un cylindre et délimitant une chambre de dosage de lubrifiant, un ressort d'éjection ou de transfert agissant sur ledit piston dans le sens d'une réduction du volume de la chambre de dosage, et un clapet distributeur monté mobile en translation dans un alésage de manière à pouvoir coopérer avec un orifice d'entrée de lubrifiant dans le distributeur, communiquant avec une pompe à lubrifiant, et avec un orifice de sortie de lubrifiant de la chambre de dosage, communiquant avec un point à graisser. Suivant l'invention, ledit clapet comprend une bague montée de façon étanche et mobile en translation axiale dans ledit alésage, entre lesdits deux orifices.Ledit clapet comprend, en outre, un obturateur élastiquement déformable, en forme de disque, disposé dans ledit alésage de façon mobile en translation entre ladite bague et l'orifice de sortie de lubrifiant de la chambre de dosage, ledit obturateur ayant un diamètre inférieur au diamètre dudit alésage et coopérant sur une première de ses faces avec ledit orifice de sortie dans une zone annulaire intérieure et sur sa seconde face avec ladite bague dans une zone annulaire extérieure. Ledit clapet comprend également des moyens de butée limitant la déformation de l'obturateur en direction dudit orifice. Ledit clapet comprend, par ailleurs, un ressort de rappel exerçant en direction de ladite bague, une force prédéterminée sur ledit obturateur, dans une zone annulaire extérieure. Le remplacement du clapet monobloc multifonction des distributeurs connus par un clapet conforme à l'invention composé de plusieurs éléments dont chacun assume une seule fonction permet de concevoir chacun de ces éléments de façon optimale et en particulier de manière que chaque élément ait la capacité de vaincre les pertes de charge qui, pendant la phase de décompression, s'opposent à l'ouverture du clapet d'autant plus que le lubrifiant est plus épais.Par ailleurs, le clapet n'est plus seulement piloté par les différences de pression de lubrifiant agissant sur ses deux faces, comme dans les distributeurs connus, mais du fait de la présence du ressort de rappel agissant sur l'obturateur en direction de la bague, il dispose d'un moyen propre qui peut être établi pour qu'il provoque le transfert du lubrifiant, dans la phase de décompression, à la valeur de pression résiduelle voulue dans la canalisation primaire, alors que dans les distributeurs connus, cette pression dépend uniquement de la force du ressort de transfert du piston doseur. De la même manière, il est possible, sur le distributeur conforme à l'invention, de régler la valeur de la pression d'admission du lubrifiant dans la chambre de dosage en jouant sur la force du ressort de rappel et accessoirement sur l'élasticité de l'obturateur, alors que sur les distributeurs connus un tel réglage est pratiquement impossible. De préférence, le clapet du distributeur conforme à l'invention comprend, en outre, un guide monté coulissant dans ladite bague, l'obturateur en forme de disque étant solidaire dudit guide par sa partie centrale. L'obturateur et le guide peuvent, par exemple, être réalisés d'une seule pièce, l'obturateur mince étant élastique et le guide massif étant relativement rigide, mais les deux éléments peuvent également être fabriqués séparément à partir de matériaux différents et être fixés l'un à l'autre. Cette fixation de l'obturateur en forme de disque sur le guide peut se faire par exemple par encliquetage (clipsage), le guide et l'obturateur présentant des parties de formes complémentaires, par collage ou directement par surmoulage. Suivant un mode de réalisation préféré, la bague présente un alésage cylindrique et le guide présente une section extérieure polygonale. L'alésage de la bague peut être avantageusement un alésage étagé ayant du côté tourné vers l'obturateur un tronçon de grand diamètre recevant ledit guide et du côté opposé un tronçon de petit diamètre, et la longueur du guide étant inférieure à la longueur du tronçon de grannd diamètre de l'alésage de la bague, l'épaulement entre lesdits deux tronçons servant de butée pour le guide. Le guide peut avantageusement présenter un trou borgne axial débouchant du côté de l'orifice d'entrée du lubrifiant et, partant de ce trou axial, un trou radial débouchant dans l'un des méplats du guide polygonal. Pour rendre plus uniforme l'appui du ressort de rappel sur l'obturateur, le clapet peut avantageusement comporter une rondelle rigide intercalée entre ledit ressort et l'obturateur. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ciaprès plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un distributeur conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une coupe axiale partielle d'un distributeur conforme à l'invention; les figures 2a à 2e sont des demi-coupes partielles de ce même distributeur, montrant la position des différents éléments du clapet au cours d'un cycle de graissage. Le distributeur-doseur conforme à l'invention à action directe, pour installation de graissage centralisé, tel qu'illustré par la figure 1 comprend dans un alésage 1 ménagé dans un corps 2, une partie doseur 3 et une partie clapet 4. La partie doseur 3 comprend de façon usuelle (voir par exemple document FR-A-2 100 145) un piston doseur 5 de forme annulaire, monté mobile en translation dans l'alésage 1, autour d'un tube central 6 comportant dans sa partie supérieure des trous 7 faisant communiquer l'espace intérieur 8 du tube 6 avec une chambre de distribution 9 délimitée entre l'alésage 1 et le tube 7 au-dessus du piston 5. Le piston 5 comporte deux joints toriques 10a et 10b assurant son étanchéité par rapport à l'alésage 1 et par rapport au tube 6. Un ressort de compression 1 1 disposé autour du tube 6 sollicite le piston 5 vers le bas, jusqu'en butée contre un collet extérieur 12 à l'extrémité inférieure du tube 6. La structure de la partie doseur 3 telle que décrite ci-dessus est classique. Dans les distributeurs connus à action directe, un clapet monobloc à lèvre, par exemple suivant le document FR-A-2 îoe 145 ou le document FR-A-2 402 828, est monté mobile en translation axiale dans l'alésage 1, entre l'extrémité inférieure (collet 12) du tube central 6 et l'orifice 13 d'entrée du lubrifiant. Suivant la présente invention, la partie clapet 4 du distributeur comprend, à la place d'un tel clapet monobloc, un ensemble comprenant de bas en haut sur la figure 1, c'est-à-dire entre l'orifice 13 d'entrée du lubrifiant et le rebord 12 du tube central 6, une bague 14, un obturateur 15 et un ressort de rappel 16. La bague 14 qui comporte extérieurement une gorge 17 renfermant un joint torique 18 est traversée par un alésage étagé comprenant un tronçon supérieur 19 de plus grand diamètre auquel un tronçon inférieur 20 de plus petit diamètre se raccorde par un épaulement 21. n est à noter que la face supérieure de la bague 14 est chanfreinée intérieurement en 22. L'obturateur 15 qui présente la forme d'un disque circulaire plat en matière élastique, par exemple en caoutchouc, ayant un diamètre inférieur au diamètre de l'alésage (1), est fixé à l'extrémité supérieure d'un guide 23 monté coulissant dans le tronçon 19 de l'alésage de la bague 14. Le guide 23 qui comporte à son extrémité supérieure une tête 24 pour la fixation par encliquetage (clipsage) de l'obturateur 15 muni d'un évidement de forme correspondant à celle de la tête 24 présente une forme extérieure polygonale et est guidé dans le tronçon 19 de l'alésage de la bague 14 par ses arêtes 25 situées entre les méplats 26. Le guide 23 comporte un trou axial 27 borgne, débouchant du côté opposé à la tête 24, et un trou radial 28 partant du trou borgne 27 et débouchant sur l'un des méplats 26. I1 est à noter que la longueur du guide 23 est inférieure à la longueur du tronçon 19 de l'alésage de la bague 14. Le ressort de rappel 16 qui prend appui sur le rebord 12 du tube central 6 porte sur la face supérieure de l'obturateur 15 dans la zone annulaire extérieure de ce dernier, à l'opposé de la zone annulaire par laquelle l'obturateur 15 coopère, sur sa face inférieure, avec la face supérieure de la bague 14, autour du chanfrein 22. Une rondelle 29 rigide intercalée entre le ressort 16 et l'obturateur 15 et centrée par le ressort 16 assure une pression uniforme du ressort 16 sur l'obturateur 15. Le tube central 6 est prolongé vers le bas par un embout 30 dont l'extrémité inférieure 31 sert de siège pour une partie centrale surélevée 32 de l'obturateur 15. En se référant aux figures 2a à 2e, on va décrire ci-après le fonctionnement du clapet du distributeur-doseur conforme à l'invention. Au repos, lorsque la pompe d'alimentation en lubrifiant est arrêtée et décomprimée (par ouverture d'une soupape de décompression incorporée à la pompe), les éléments constitutifs mobiles du clapet 4 (bague 14, obturateur 15, guide 23) occupent la position selon la figure 2a sous l'action du ressort 16 dont la force est suffisante pour repousser cet ensemble à l'encontre de la pression résiduelle régnant à l'orifice d'entrée 13 relié à la canalisation primaire venant de la pompe. Dans cette position, l'obturateur 15 est éloigné de la face inférieure 31 de l'embout 30 et est appliqué sur la face supérieure de la bague 14 elle-même maintenue en butée contre l'extrémité inférieure de l'alésage 1. Lors de l'actionnement de la pompe, le lubrifiant pénètre dans le distributeur par l'orifice d'entrée 13. Sous l'effet de la pression de lubrifiant s'établissant sous la bague 14 et sous l'effet du ressort 16, l'obturateur 15 est maintenu plaqué sur la face supérieure de la bague 14. Le lubrifiant sous pression déplace ainsi l'ensemble comprenant la bague 14, l'obturateur 15 et le guide 23 vers le haut, à l'encontre de l'action du ressort 16, jusqu'à ce que la partie centrale surélevée 32 de l'obturateur 15 bute contre la face d'extrémité inférieure 31 de l'embout 30 (figure 2b). La pression du lubrifiant arrivant par l'orifice d'entrée 13 continuant de s'accroître, la bague 14 exerce sur l'obturateur 15, dans la zone annulaire extérieure de ce dernier, une poussée vers le haut d'une valeur supérieure à la force du ressort 16, de sorte que l'obturateur 15 dont la partie centrale 32 est en butée contre l'embout 30 se déforme élastiquement jusqu'à ce que l'épaulement 21 de l'alésage 19, 20 de la bague 14 vienne en butée contre l'extrémité inférieure du guide 23 (figure 2c). 1l est à noter que pendant cette déformation élastique de l'obturateur 15, le ressort 16 s'oppose toujours au passage du lubrifiant dans la chambre de dosage 33 délimitée entre l'obturateur 15 et le piston doseur 5. La pression du lubrifiant continuant de s'accroître, et l'extrémité inférieure du guide 23 étant en butée sur l'épaulement 21 de la bague 14, cette dernière ne peut plus suivre la déformation élastique de l'obturateur 15 bien qu'elle soit toujours poussée vers le haut par la pression du lubrifiant.La pression du lubrifiant s'exerçant par ailleurs, du fait du chanfrein 22 de la bague 14, sur une section annulaire relativement importante de l'obturateur 15 finit par vaincre la force du ressort 16, de sorte que l'obturateur 15 fléchit et laisse pénétrer le lubrifiant sous pression dans la chambre de dosage 33 (figure 2d), provoquant ainsi le déplacement du piston doseur 5 vers le haut, à l'encontre de l'action du ressort 11, et l'accumulation du lubrifiant sous le piston S dans la chambre 33. 1l est à noter que dès que le piston doseur 5 a atteint sa butée supérieure non représentée, de sorte qu'il n'y aura plus d'admission de lubrifiant dans la chambre de dosage 33, l'obturateur 15 revient au contact de la face supérieure de la bague 14 sous l'action du ressort 16. Lorsque tous les distributeurs de l'installation de graissage centralisé auront atteint ce stade de fonctionnement, il est possible d'arrêter la pompe d'alimentation en lubrifiant. Par le jeu de la soupape de décompression incorporée à la pompe, la pression commence à chuter dans la canalisation primaire, donc à l'endroit de l'orifice d'entrée de lubrifiant 13. Dès que cette pression de lubrifiant a suffisamment baissé, le ressort 16 commence à repousser la bague 14 vers le bas. Dès qu'un jeu se rétablit entre l'extrémité inférieure du guide 23 et l'épaulement 21 de l'alésage de la bague 14 (figure 2e) et du fait de la présence du chanfrein 22 de la bague 14, la pression exercée par le ressort 1 1 du piston doseur 5 sur le lubrifiant contenu dans la chambre 33 commence à déformer l'obturateur 15 vers le côté amont, de sorte que la partie centrale 32 de l'obturateur 15 quitte l'extrémité inférieure 31 de l'embout 30 (figure 2e). Le lubrifiant accumulé sous le piston doseur 5 dans la chambre de dosage 33 est alors transféré, par l'action du ressort 1 1 du piston doseur, dans la chambre 9 à travers l'embout 30, le tube 6 et les trous 7 de ce dernier. Dans le même temps, la bague 14 continue de descendre sous l'effet du ressort 16, et ltobturateur 15 reprend sa forme normale. Le ressort 16 continuant d'agir sur la bague 14, cette dernière, au fur et à mesure de la chute de pression dans la canalisation primaire, se déplace vers le bas jusqu'en butée contre l'extrémité inférieure de l'alésage 1 (retour à la position de départ 2a). Le distributeur est alors prêt pour un nouveau cycle de graissage. Le clapet conforme à l'invention a été décrit ci-dessus dans son application à un distributeur du type à action directe, mais pourrait être utilisé, dans le cadre de la présente invention, également pour un distributeur du type à action différée. Dans un cas comme dans l'autre, l'utilisation d'un clapet à éléments multiples tel que décrit permet de s'affranchir des limitations imposées jusqu'à présent à ces distributeurs, notamment en ce qui conceme leur utilisation pour la distribution de lubrifiants très visqueux ou consistants, du fait de la présence d'un clapet monobloc qui, par sa structure et son matériau, ne pouvait répondre que de façon imparfaite aux diverses fonctions imposées.Au contraire, sur le clapet conforme à l'invention, les différentes fonctions imposées à un tel clapet sont dissociées, c'est-àdire réparties sur plusieurs éléments dont chacun peut ainsi être conçu de façon optimale. De plus, du fait du jeu axial qui existe, dans un distributeur conforme à l'invention à action directe, entre l'obturateur 15 et l'orifice de transfert de lubrifiant (siège 31), sans aucun risque de fuite tant dans la phase de remplissage de la chambre de dosage que dans la phase de décompression, le clapet conforme à l'invention peut, du fait de la présence de la bague 14 et de l'obturateur 15 avec son guide 23, parfaitement fonctionner dans des distributeurs ayant de larges tolérances de profondeur de chambre (alésage 1). n y a également lieu de noter que la présence du ressort de rappel 16 dont la force détermine la valeur de la pression d'admission du lubrifiant dans la chambre de dosage permet également de réduire au minimum la section de fermeture de l'obturateur 15 du côté orifice de sortie (siège 31) du lubrifiant de la chambre de dosage 33 (section définie par la partie centrale 32 surélevée de l'obturateur), puisque l'on est assuré de disposer d'une pression unitaire sur ce siège suffisamment élevée pour assurer une bonne étanchéité malgré ce faible dimensionnent. Or, la réouverture de l'obturateur 15 en phase de décompression se fera d'autant mieux que la section différentielle entre surface du clapet soumise à la "pression amont" et surface du clapet soumise à la "pression aval" est faible. Bien entendu, le mode de réalisation décrit ci-dessus et illustré par les dessins annexés n'a été donné qu'à titre d'exemple illustratif et non limitatif et de nombreuses modifications et variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. Ainsi, l'obturatuer 15 et le guide 23, au lieu d'être assemblés par encliquetage, pourraient par exemple être collés l'un à l'autre. L'obturateur 15 pourrait également être obtenu par surmoulage du guide 23. Par ailleurs, les deux éléments pourraient être réalisés d'une seule pièce en un même matériau, l'obturateur étant élastique grâce à sa faible épaisseur et le guide étant relativement rigide grâce à une conception massive. Ce guide 23 pourrait également avoir une forme extérieure non polygonale, et le passage du lubrifiant entre le guide et la bague 14 pourrait être assuré, par exemple, par une rainure axiale sur le guide. REVENDICATIONS 1. Distributeur-doseur de lubrifiant pour installation de graissage centralisé, comprenant un piston doseur mobile en translation dans un cylindre et délimitant une chambre de dosage de lubrifiant, un ressort d'éjection ou de transfert agissant sur ledit piston dans le sens d'une réduction du volume de la chambre de dosage, et un clapet distributeur monté mobile en translation dans un alésage entre un orifice d'entrée de lubrifiant dans le distributeur, communiquant avec une pompe à lubrifiant, et un orifice de sortie de lubrifiant de la chambre de dosage, communiquant avec un point à graisser, caractérisé par le fait que ledit clapet (4) comprend: - une bague (14) montée dans ledit alésage (1) de façon étanche et mobile en translation axiale entre lesdits deux orifices (13, 31). - un obturateur (15) élastiquement déformable, en forme de disque, disposé dans ledit alésage de façon mobile en translation entre ladite bague (14) et l'orifice (31) de sortie de lubrifiant de la chambre de dosage, ledit obturateur ayant un diamètre inférieur au diamètre dudit alésage et coopérant sur une première de ses faces avec ledit orifice de sortie (31) dans une zone annulaire intérieure (32) et sur sa seconde face avec ladite bague (14) dans une zone annulaire extérieure, - des moyens de butée (23, 21) limitant la déformation de l'obturateur (15) en direction dudit orifice d'entrée (13), et - un ressort de rappel (16) exerçant sur ledit obturateur (15) une force prédéterminée en direction de ladite bague, dans une zone annulaire extérieure. 2. Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit clapet (4) comprend, en outre, un guide (23) monté coulissant dans ladite bague, ledit obturateur (15) étant solidaire dudit guide par sa partie centrale. 3. Distributeur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'obturateur (15) est fixé au guide (23) par encliquetage (clipsage), l'obturateur et le guide présentant des parties de formes complémentaires. 4. Distributeur suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la bague (14) présente un alésage cylindrique (19), et que le guide (23) présente une section extérieure polygonale. 5. Distributeur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'alésage de la bague (14) est un alésage étagé comprenant, du côté de l'obturateur (15), un tronçon (19) de grand diamètre recevant le guide (23) et, du côté de l'orifice d'entrée (13), un tronçon (20) de petit diamètre, et que la longueur du guide (23) est inférieure à la longueur du tronçon (19) de grand diamètre de l'alésage de la bague (14, l'épaulement (21) entre lesdits deux tronçons servant de butée au guide (23). 6. Distributeur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le guide (23) présente un trou borgne (27) axial débouchant du côté de l'orifice d'entrée (13), et un trou radial (28) partant dudit trou axial et débouchant dans l'un des méplats (26) du guide polygonal (23). 7. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, une rondelle rigide (29) intercalée entre ledit ressort de rappel (16) et l'obturateur élastique (15).