Brevet FR2682163A1 — publié le 19930409

POMPE A PISTON RADIAL La présente invention concerne une pompe à piston radial dans laquelle au moins un piston est monté dans un corps de pompe o il peut coulisser sous l'effet d'un excentrique Le piston est pressé contre l'excentrique par un ressort Le piston comporte un fond traversé par un orifice d'admission Pour obturer l'orifice d'admission pendant la course de compression du piston, il est prévu une bille mobile entre un siège de clapet et un arrêt Pour le remplissage d'une cavité interne du piston, le fond du piston pénètre dans une chambre à excentrique. Par la publication DE-A-3 028 999 on connaît déjà une telle pompe à piston radial comportant un orifice d'admission dans le fond du piston. Du côté de la cavité interne du piston, l'orifice d'admission comporte un siège de clapet pour une bille Dans ladite cavité, une rondelle d'arrêt et un organe d'étranglement se trouvent au-dessus de la bille. Ces éléments comportent des orifices pour le passage de l' huile Le ressort prévu pour repousser le piston s'appuie sur un gradin par l'entremise de l'organe d'étranglement et de la rondelle d'arrêt Entre le siège de clapet et la rondelle d'arrêt, la cavité interne du piston offre à la bille un jeu latéral relativement grand, de sorte que la bille peut effectuer, pendant la course de compression, des mouvements dits "de danse" jusqulà ce qu'elle atteigne le siège du clapet Cette fermeture imprécise du clapet se traduit par un allongement du temps de fermeture et par un excédent de bruit Le retard à la fermeture se répercute négativement sur le débit de la pompe. L'invention a pour but de raccourcir les temps de fermeture du clapet d'admission et de réduire le bruit produit par ce clapet. Ce but est rempli par une pompe du type indiqué en préambule, caractérisée en ce que la bille est guidée dans une cage pourvue d'orifices de sortie, en ce qu'une section de passage de l'orifice d'admission est plus grande qu'une section annulaire de passage entre la cage et le grand cercle correspondant de la bille, et en ce que les orifices de sortie de la cage se trouvent plus haut que la position de la bille levée par rapport au siège et ont une section totale de passage plus grande que ladite section annulaire de passage. Ces mesures permettent d'obtenir une fermeture rapide du clapet à bille dès que le déplacement du piston, après la phase d'aspiration, change de sens pour amorcer sa course de compression à partir du point mort bas Du fait que la section de passage dans la zone du grand cercle de la bille agit dans une certaine mesure comme un étranglement, la bille est pressée brusquement contre son siège par l'huile comprimée Par conséquent, seules des quantités insignifiantes d'huile peuvent revenir vers la chambre à excentrique jusqu'à la fermeture du clapet en passant autour du grand cercle de la bille. Comme la compression dans la cavité interne du piston s'étend alors presque sur 180 de la rotation de l'arbre, on obtient une montée progressive et donc douce de la pression pendant la phase de compression Dans une pompe à plusieurs cylindres, le remplissage peut s'effectuer d'une manière plus uniforme, de sorte que la pompe tourne d'une manière plus douce Comme la bille est guidée étroitement dans la cage, elle parvient à son siège par le plus court chemin La cage sert en outre à guider le ressort du piston. Dans une forme de réalisation particulière de r'invention, les orifices de sortie de la cage se trouvent dans une face frontale de celle-ci du côté de la cavité du piston, et une traverse limite la course de la bille Une telle réalisation de la cage est particulièrement simple et donc peu coûteuse. Une autre forme de réalisation favorise encore la fermeture rapide de la bille et consiste en ce que les orifices de sortie de la cage se trouvent dans une surface latérale cylindrique de celle-ci et en ce que la bille est chargée par un ressort de fermeture Avec la présence d'un tel ressort, il est avantageux de prévoir un orifice supplémen- taire dans la face frontale Un tel orifice permet d'éviter un éventuel collage mutuel des spires du ressort (ressort en un bloc) aux régimes élevés de la pompe. Par ailleurs, la cage peut être maintenue appliquée contre le fond du piston par le ressort du piston, notamment si le ressort presse un bord de la cage contre le fond On peut alors renoncer à des moyens particuliers pour fixer la cage En outre, la longueur totale du ressort n'est pas changée. Par ailleurs, il est avantageux de prévoir une bague de glissement entourant l'excentrique et comportant une rainure annulaire en regard de l'orifice d'admission du piston Cette rainure annulaire permet l'admission d'huile sans restriction à partir de la chambre à excen- trique. On décrira ci-dessous plus en détail deux exemples de réalisation de l'invention, en référence au dessin dans lequel: la fig 1 est une vue en coupe longitudinale agrandie à travers un piston d'un pompe à pistons radiaux, avec une bille dépourvue de ressort, la fig 2 représente le piston de la fig 1, o la cage a été tournée de 90 , et la fig 3 représente un piston d'un autre exemple de réali- sation, o la bille est chargée par un ressort. En référence à la fig 1, un arbre d'entraînement 2 pourvu d'un excentrique 3 est rotatif sur des paliers dans un corps de pompe 1. L'excentrique 3 déplace successivement par exemple six pistons 4 disposés en étoile autour de l'arbre 2, mais un seul de ces pistons est représenté dans le dessin Un ressort 6, logé dans une cavité interne du piston 4, maintient celui-ci en appui sur une surface périphé- rique d'une bague de glissement 7 emboîtée sur l'excentrique 3 Le piston 4 coulisse dans un alésage cylindrique 8 qui est fermé par un bouchon à vis 10 Le bouchon 10 sert en même temps d'appui au ressort 6 qu'il guide par un tenon 11 Un fond 9 du piston 4 comporte un orifice d'admission 12 et un clapet d'admission 13 formé par une bille 15 coopérant avec un siège de clapet 14 et à travers lequel de l'huile venant d'une chambre à excentrique 16 peut entrer dans la cavité 5 Un réservoir à huile (non représenté) est raccordé à la chambre à excentrique 16, de sorte que celle-ci est remplie d'huile en permanence Comme il existe un contact linéaire entre le piston 4 et la bague 7, la section d'entrée de lorifice d'admission 12 n'est que légè- rement obturée La partie supérieure de la cavité 5 est raccordée à un conduit de refoulement 17 qui est fermé par un clapet de sortie (non représenté) pendant la course d'aspiration Le conduit de refoulement 17 communique avec un organe utilisant r huile. Conformément à l'invention, la bille 15 est guidée dans une cage 18 et la section de passage F de l'orifice d'admission est plus grande que la section annulaire de passage Fl située entre la cage 18 et le grand cercle K de la bille 15 En outre, des orifices de sortie 20 sont prévus dans la cage 18 en dessus du grand cercle de la bille 15 Dans le cas des fig 1 et 2, ces orifices 20 se trouvent dans une face frontale 21 de la cage Une traverse 22 de la cage limite la course de la bille dans la phase d'aspiration Une fixation spéciale de la cage 18 n'est pas nécessaire, car le ressort 6 s'appuie sur le fond 9 par r entremise de la cage 18 Le guidage serré de la bille 15 dans la cage 18 et le dimensionnement des sections de passage F et Fl garantissent que la bille 15 atteindra son siège 14 par le plus court chemin et assurera la fermeture rapidement Ce fonctionnement amélioré se traduit aussi par une marche plus silencieuse de la pompe La bague de glissement 7 montée sur l'excentrique 3 comporte une rainure annulaire 23 (fig 1) qui favorise le passage de l'huile à l'admission. Le remplissage de la cavité 5 commence dès que le piston 4 descend à partir du point mort haut La bille 15 se soulève du siège 14 grâce à son inertie et à la dépression d'aspiration, si bien que de l'huile provenant de la chambre à excentrique 16 peut entrer dans la cavité 5 en passant par la rainure annulaire 23, l'orifice d'admission 12 et les orifices de sortie 20 La bille 15 se trouve alors contre la traverse 22. Une fois que le piston 4 a atteint son point mort bas et commence à remonter, la bille 15 ferme immédiatement le clapet 13 en s'appliquant sur son siège 14 par suite de la surpression s'exerçant sur sa section et de son inertie L'huile emprisonnée dans la cavité 5 est comprimée et envoyée à l'utilisateur à travers le conduit de refoulement 17 et le clapet de sortie ouvert (non représenté). La réalisation selon la fig 3 se distingue de celle des fig 1 et 2 principalement par le fait qu'elle comprend encore un faible ressort de fermeture 24 pour contribuer à un mouvement rapide de fermeture de la bille 15 Dans ce cas, il est prévu une cage 25 possédant des ori- fices de sortie 26 dans sa paroi cylindrique 27 On trouve en outre un orifice supplémentaire 28 dans la face frontale 30 de la cage 25 Cet orifice 28 doit servir à ce que, si les spires du ressort forment un bloc, elles se séparent rapidement quand la course de compression commence Sans cet orifice 28, on ne pourrait pas exclure une sorte de collage des spires les unes sur les autres, particulièrement aux régimes élevés de la pompe. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. REVENDICATIONS 1 Pompe à piston radial dans laquelle au moins un piston ( 4) est monté dans un corps de pompe ( 1) o il peut coulisser sous l'effet d'un excentrique ( 3); le piston ( 4) est pressé contre l'excentrique ( 3) par un ressort ( 6); le piston ( 4) comporte un fond ( 9) traversé par un orifice d'admission ( 12); pour obturer l'orifice d'admission ( 12) pendant la course de compression du piston, il est prévu une bille ( 15) mobile entre un siège de clapet ( 14) et un arrêt ( 22); pour le remplissage d'une cavité interne ( 5) du piston ( 4), le fond ( 9) du piston pénètre dans une chambre à excentrique ( 16); caractérisée en ce que: la bille ( 15) est guidée dans une cage ( 18, 25) pourvue d'orifices de sortie ( 20, 26); une section de passage (F) de l'orifice d'admission ( 12) est plus grande qu'une section annulaire de passage (F 1) entre la cage ( 18, 25) et le grand cercle correspondant (K) de la bille ( 15); et les orifices de sortie ( 10, 26) de la cage ( 18, 25) se trouvent plus haut que la position de la bille ( 15) levée par rapport au siège ( 14) et ont une section totale de passage plus grande que ladite section annulaire de passage (F 1). 2 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices de sortie ( 20) de la cage ( 18) se trouvent dans une face frontale ( 21) de celle-ci du côté de la cavité ( 5) du piston et en ce qu'une traverse ( 22) limite la course de la bille ( 15). 3 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices de sortie ( 26) de la cage ( 25) se trouvent dans une surface latérale cylindrique ( 27) de celle-ci et en ce que la bille ( 15) est chargée par un ressort de fermeture ( 24). 4 Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une face frontale ( 30) de la cage ( 25) comporte un orifice supplémentaire ( 28). Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cage ( 18, 25) est maintenue appliquée contre le fond ( 9) du piston par le ressort ( 6) du piston. 6 Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une bague de glissement ( 7) entourant l'excentrique ( 3) comporte une rainure annu- laire ( 23) en regard de l'orifice d'admission ( 12) du piston.