Brevet FR2728629A1 — publié le 19960628

" Système de pompage possédant une membrane de pompe et deux soupapes d'arrêt, d'un système de retenue de la va- peur de carburant d'un moteur à combustion interne " Etat de la technique L'invention a pour objet un système de soupa- pes d'arrêt pour dispositif de pompage, notamment pour dis- positif de pompage d'un système de retenue de la vapeur de carburant d'un moteur à combustion interne, ce dispositif comportant une paroi mobile et au moins deux soupapes d'ar- rêt dont les organes obturateurs, pendant le pompage, sont alternativement ouverts et fermés. On connaît déjà (W094/15090) un dispositif de pompage possédant deux soupapes d'arrêt et une membrane de pompe qui permet de pomper de l'air dans un réservoir de carburant pour contrôler son étanchéité. On introduit dans le réservoir un volume d'air défini par le nombre des mou- vements de la membrane de pompe, afin d'obtenir une sur- pression à l'intérieur du réservoir. Une fois terminé le pompage créant la pression, l'évolution de cette pression à l'intérieur du réservoir permet de dire, si la pression reste constante, que le réservoir est étanche, et si la pression décroît, qu'il y a une fuite dont la grandeur est donnée par le temps correspondant à la perte de pression. De plus, le dispositif de rétention des vapeurs de carbu- rant comporte un filtre adsorbant relié au réservoir et une soupape de régénération montée entre le filtre et une tubu- lure d'aspiration du moteur. Dans cet état de la technique, la membrane du dispositif de pompage est alternativement soumise à une dé- pression et à la pression ambiante. La dépression provient de la tubulure d'aspiration du moteur en rotation, elle parvient, à travers une soupape électromagnétique par exem- ple, à une chambre de pompage délimitée par cette soupape et par la membrane. Pour déplacer la membrane, la soupape, par commutation, établit alternativement une dépression et la pression ambiante dans la chambre de pompage. Lorsque la chambre est en dépression, la membrane se déplace, vers le haut par exemple, contre l'action d'un ressort, et de l'air amené par une canalisation entre à travers une soupape d'arrêt ouverte dans une chambre de refoulement délimitée par la membrane et deux soupapes d'arrêt, et située à l'op- posé de la chambre de pompage. Ensuite, la pression am- biante est établie dans la chambre de pompage et la membrane, poussée par le ressort, redescend. Au cours de ce mouvement, les deux soupapes d'arrêt sont fermées, jusqu'à ce que s'établisse dans la chambre de refoulement une cer- taine surpression. Alors, une soupape d'arrêt s'ouvre dans la conduite de refoulement pour permettre à l'air comprimé situé dans la chambre de gagner une conduite de dégazage du filtre adsorbant et de produire ainsi une élévation de pression dans le réservoir. Dans l'état indiqué de la technique, les soupa- pes en forme de champignon ont toutes une extrémité en forme de tige par laquelle la soupape est maintenue dans un orifice. Les soupapes d'arrêt ont un bord élastique servant d'organe d'obturation ouvrant ou fermant la communication avec la chambre de refoulement. Les soupapes d'arrêt sont disposées de manière qu'une soupape ait son bord faisant face à la membrane de pompage, tandis que c'est le con- traire pour l'autre soupape, ceci afin qu'en fonction de la pression régnant dans la chambre de refoulement, on puisse obtenir alternativement une ouverture et une fermeture per- mettant d'envoyer de l'air de la chambre de refoulement vers la conduite de refoulement. Ces soupapes sont toute- fois coûteuses à réaliser et nécessitent un montage soi- gneux. De plus, de telles soupapes sont relativement sujettes à des défaillances car, à certaines pressions, il peut arriver que ces soupapes échappent à leurs supports. De plus, ces soupapes ne permettent d'obtenir que des va- leurs insuffisamment précises des pressions d'ouverture et de fermeture. Avantages de l'invention Le système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon l'invention est caractérisé en ce que les organes obturateurs d'au moins deux soupapes sont consti- tués par une membrane de soupape commune. Ce système présente l'avantage d'une constitu- tion simplifiée et compacte, entraînant un plus faible coût de montage et réduisant en conséquence les coûts de fabri- cation. De plus, le système de soupapes selon l'invention présente une sécurité de fonctionnement élevée. Enfin, la configuration des soupapes permet un réglage précis des pressions d'ouverture et de fermeture. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - la membrane de soupape présente des parties bombées en sens contraires, servant d'organes obturateurs des soupa- pes; - la membrane de soupape est faite d'une matière plastique résistant à la déformation; - la partie bombée comporte une zone centrale plane bordée par un bourrelet; - chaque partie bombée est percée, à l'extérieur de la zone centrale d'au moins un passage; - on prévoit quatre passages diamétralement opposés; - on prévoit un ressort de poussée agissant sur la partie bombée dans le sens de fermeture de la soupape. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de pom- page équipé de soupapes d'arrêt selon l'invention, et - la figure 2 est une vue en plan correspondant à la figure 1. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 représente en partie un dispositif de pompage 1 équipé de soupapes d'arrêt 4, 5 selon l'inven- tion. Le dispositif 1 comporte un boîtier supérieur 7, un boîtier médian 8 et un boîtier inférieur 9, réalisés par exemple en matière plastique et soudés entre eux par ultra- sons. Le boîtier supérieur 7 coiffe le boîtier médian 8 avec interposition d'une paroi mobile ayant la forme d'une membrane élastique de pompe 10, qui peut être mise sous tension dans sa partie périphérique. La membrane de pompe sépare une chambre de pompage 11 et d'une chambre de re- foulement 12 qui lui fait face. Cette chambre 12 est déli- mitée d'un côté par la membrane 10 et de l'autre côté par deux soupapes d'arrêt 4, 5, la première, 4, apparaissant sur la figure 1 à gauche de l'axe longitudinal 15 de symé- trie du dispositif de pompage, tandis que la soupape 5 est à droite. Sur la face de la membrane 10 située à l'opposé des soupapes 4, 5 est montée une coupelle élastique 16 qui porte un poussoir, relié à la coupelle ou faisant bloc avec elle, cette coupelle étant située en son milieu, selon l'axe longitudinal 15. Le poussoir 18 sert à déplacer la membrane 10 qui apparaît dans sa position basse à la moitié gauche de la figure, et dans sa position haute à la moitié droite. La soupape 4 appelée par la suite soupape d'en- trée, visible à gauche de l'axe longitudinal 15, ferme ou ouvre une liaison d'écoulement entre une conduite d'entrée 23 et une chambre interne cylindrique 27 de la soupape 4, à travers une ouverture inférieure 29. La chambre interne 27 est de plus reliée à la chambre de refoulement 12 par une ouverture supérieure 30. La conduite d'entrée 23 est reliée à l'atmosphère par exemple à travers un filtre à air non représenté. La soupape 5 appelée par la suite soupape de refoulement, représentée à droite de l'axe longitudinal 15, ferme ou ouvre une liaison d'écoulement allant d'une con- duite de refoulement 24 à une chambre cylindrique interne 28 de la soupape de refoulement, à travers une ouverture inférieure 31. La chambre 28 est de plus reliée à la cham- bre de refoulement 12 par une ouverture supérieure 32. La conduite de refoulement 24 est reliée par exemple à un fil- tre d'adsorption non représenté, et au réservoir de carbu- rant du moteur. On va décrire maintenant le mode de fonctionne- ment du dispositif de pompage 1. Pendant que la membrane 10 de la pompe s'élève, la soupape de refoulement 5 est fermée et la soupape d'entrée 4 est ouverte, de sorte que de l'air ambiant, traversant par exemple un filtre non représenté, est aspiré dans la chambre de refoulement 12 par la con- duite de refoulement 24. Ensuite, lorsque la membrane 10 descend, la soupape d'entrée 4 se ferme et l'air emprisonné dans la chambre 12 est comprimé. Lorsqu'une certaine sur- pression est atteinte, la soupape de refoulement 5 s'ouvre, l'air comprimé de la chambre 12 passe dans la conduite de refoulement 24 et élève la pression à l'intérieur du réser- voir de carburant. Selon l'invention, les soupapes d'entrée 4 et de refoulement 5 ont un corps commun formé par la membrane qui a par exemple une forme circulaire et est faite d'une matière plastique résistante à la déformation. La membrane 40 est tendue sous forme d'insert entre les boî- tiers médian et inférieur 8, 9 et assure l'étanchéité de ces boîtiers. Pour fixer sa position, la membrane 40 pré- sente à sa périphérie une surépaisseur continue 42, formant bourrelet, qui assure l'étanchéité et qui est logée dans une gorge annulaire 41 délimitée par les deux boîtiers 8, 9. La membrane 40 porte également les organes d'obturation de la soupape d'entrée 4 et de la soupape de refoulement 5, c'est-à-dire que la membrane présente deux parties bombées 44, 45 se trouvant respectivement dans les chambres internes 27, 28. La partie bombée 44 constitue l'organe d'obturation de la soupape d'entrée 4, elle est bombée à l'opposé de la membrane 40, par sa face inférieure 36 convexe en direction de l'orifice inférieur 29. La par- tie bombée 44 comporte une zone élémentaire centrale 50 plane, qui porte à l'intérieur de la chambre interne 27 et sur la face inférieure 36, un bourrelet périphérique 53 qui, lorsque la soupape 4 est fermée est en appui sur une portée interne 56 entourant l'orifice 29, avec étanchéité autour de cet orifice 29. Lorsque le bourrelet 53 est en appui, il ne peut plus y avoir d'écoulement de la conduite d'entrée 23 vers la chambre de refoulement 12. Comme la vue en plan de la membrane de la figure 2 le montre, la partie bombée convexe 44 présente par exemple quatre passages 59, disposés diamétralement opposés autour de la zone circu- laire centrale 50. Ces passages 59 sont nécessaires pour assurer la liaison entre la conduite d'entrée 23 et la chambre de refoulement 12 lorsque la soupape d'entrée 4 est ouverte et lorsque le bourrelet 53 est décollé de la portée interne 56. L'air arrive alors, à travers l'orifice infé- rieur 29, dans la chambre interne 27 de la soupape 4 et de là, à travers les passages 59 de la membrane 40, gagne par l'orifice supérieur 30 la chambre de refoulement 12. La partie bombée 45 constitue l'organe d'obtu- ration de la soupape de refoulement 5, elle est convexe par la face supérieure 35 de la membrane de soupape 40 faisant face à la membrane de pompage 10, en direction de l'orifice supérieur 32. La partie bombée présente une zone centrale 51 plane portant sur sa face supérieure 35 dans la chambre interne 28 de la soupape de refoulement 5, un bourrelet pé- riphérique 54 qui, lorsque la soupape 5 est fermée, est en appui étanche sur une portée interne 57 entourant l'orifice supérieur 32 de la soupape 5. Grâce à ce bourrelet 54, il n'y a donc aucune communication entre la chambre de refou- lement 12 et la canalisation de refoulement 24. Comme le montre la vue en plan de la membrane de soupape 40 de la figure 2, la partie bombée 45 est percée également de qua- tre passages 60, par exemple diamétralement opposés autour de la zone centrale circulaire 51. Ces passages sont néces- saires pour assurer la liaison entre la chambre 12 et la conduite de refoulement 24 lorsque la soupape de refoule- ment 5 est ouverte et lorsque le bourrelet 54 est décollé de la portée interne 57. L'air arrive alors, par l'orifice supérieur 32, dans la chambre interne 27 de la soupape d'entrée 4 et de là, par les passages 60, parvient à la ca- nalisation de refoulement 24 à travers l'orifice inférieur 31. La forme donnée aux parties bombées 44, 45, le choix de la matière plastique et la configuration des pas- sages 59, 60 permettent d'adapter les pressions d'ouverture et de fermeture de chaque soupape aux exigences. De plus, on peut équiper les soupapes 4, 5 de ressorts de poussée agissant sur les organes d'obturation des soupapes pour adapter les pressions de fermeture et d'ouverture des sou- papes 4, 5 en utilisant les forces auxiliaires apportées par les ressorts de poussée. Comme on peut le voir sur la moitié droite de la figure 1, dans l'exemple de réalisa- tion, seule la soupape de refoulement 5 est équipée d'un ressort auxiliaire de poussée 63, intercalé entre la face inférieure 36 de la membrane de soupape 40 et l'orifice in- férieur 31, dans la chambre interne 28. Le ressort 63 agit par exemple sur la membrane de soupape 40 en face du bour- relet 54, il augmente donc la pression d'appui du bourrelet 54 et par conséquent la pression d'ouverture de la soupape 5. R E V E N D I C A T IONS 1) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage, notamment pour dispositif de pompage (1) d'un système de retenue de la vapeur de carburant d'un moteur à combustion interne, ce dispositif comportant une paroi mo- bile et au moins deux soupapes d'arrêt dont les organes ob- turateurs, pendant le pompage, sont alternativement ouverts et fermés, caractérisé en ce que les organes obturateurs d'au moins deux soupapes (4, 5) sont constitués par une membrane de soupape commune (40). 2) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane de soupape (40) présente des parties bombées en sens contraires (44, 45), servant d'organes obturateurs des soupapes. 3) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane de soupape (40) est faite d'une matière plasti- que résistant à la déformation. 4) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie bombée (44, 45) comporte une zone centrale plane (50, 51) bordée par un bourrelet (53, 54). ) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque partie bombée (44, 45) est percée, à l'extérieur de la zone centrale (50, 51), d'au moins un passage (59, 60). 6) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on prévoit quatre passages (59, 60) diamétralement oppo- sés. 7) Système de soupapes d'arrêt pour dispositif de pompage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on prévoit un ressort de poussée (63) agissant sur la partie bombée (44, 45) dans le sens de fermeture de la sou- pape (4, 5).