Brevet FR2742487A1 — publié le 19970620

Pompe à précompression à accumulation d'énergie L'invention concerne une pompe à précompression utilisable en particulier dans des distributeurs miniatures. Ce type de pompe fonctionne habituellement de la manière suivante : la course de la tige à l'intérieur du piston de pompe permet l'ouverture de l'orifice d'échappement. Cette ouverture est retardée au cours de la course de la tige soit par un décalage soit par une résistance mécanique, ou bien encore par les deux combinés, et il en résulte que l'actionnement de la tige provoque l'accumulation d'une énergie dont on peut se servir par la suite pour optimiser la projection du produit. Cette énergie s'accumule donc dès le début de la course, lorsque l'orifice d'échappement est masqué et est le résultat soit d'une compression d'air dans le corps de pompe soit d'une déformation d'un organe à rappel élastique. Puis cette énergie se libère lorsque l'orifice d'échappement est démasqué ce qui provoque le déplacement du piston et la projection du produit hors de la pompe. Ainsi, on connaît par US-A-3 194 447 une pompe de ce type comportant un piston coulissant à l'intérieur du corps de pompe de manière à libérer à mi-course l'orifice d'échappement et qui réaspire, au début d'une remontée sous l'effet d'un ressort de renvoi, une certaine quantité d'air qui, lors d'un nouvel actionnement du piston, est comprimée et qui, lors de l'ouverture de l'orifice d'échappement, entraîne le produit vers l'extérieur. Dans le brevet US-A-3 542 905, on prévoit un corps de pompe dont la partie supérieure est flexible de telle sorte que, lors de l'actionnement du piston, celui-ci, en butée contre la partie supérieure flexible du corps de pompe, entraîne sa déformation provoquant une réduction du volume dudit corps de pompe et, de ce fait, une précompression à l'intérieur qui, lors de l'ouverture de l'orifice d'échappement, force le liquide sous pression vers l'extérieur du corps de pompe par ledit orifice d'échappement. Le brevet FR-B-2 626 253 propose également une pompe à précompression dans laquelle la précompression résulte de la déformation radiale d'une partie du corps de pompe dont la paroi présente une faible courbure totale et une section principale non circulaire. Cependant, dans ce type de pompe, on a pu remarquer que la délivrance de la dose est liée au retour en forme de la partie élastique d'où de possibles irrégularités de fonctionnement. Dans le cas notamment des pompes utilisées dans des distributeurs miniatures, la précompression ne dépasse pas une certaine valeur autorisée par la structure, suffisante pour permettre une expulsion d'une partie de la dose de produit mais insuffisante pour expulser la dose en entier. Afin de pallier cet inconvénient, l'invention propose une pompe à précompression permettant d'obtenir une précompression à l'intérieur du corps de pompe par déformation du piston, ladite déformation permettant, en outre, un blocage de la course du piston à l'intérieur du corps de pompe produisant une accumulation d'énergie suffisante pour entraîner l'évacuation de la dose complète de produit à distribuer sous forme d'un jet atomisé appelé a spray . A cet effet, l'invention a pour objet une pompe à précompression constituée d'un corps de pompe à l'intérieur duquel se déplace une tige rappelée par un ressort vers une position de repos et actionnable manuellement contre l'action dudit ressort par un bouton-poussoir pour faire coopérer une extrémité de ladite tige avec un orifice d'admission du produit dans le corps de pompe de manière à isoler une dose de produit dans ledit corps de pompe par l'intermédiaire d'un piston indépendant de la tige et, la course de la tige pouvant se poursuivre après fermeture de l'orifice d'admission de manière à précomprimer la dose de produit isolé, ladite tige portant au moins un orifice d'échappement disposé de manière à être découvert sous le piston au cours de la course de la tige, caractérisée en ce que la jupe du piston s'étendant le long de la paroi du corps de pompe est déformable radialement. Ainsi avantageusement, on génère la précompression au sein de la pompe en permettant la déformation radiale de la jupe du piston. Cette déformation provoque le contact de ladite jupe du piston et de la paroi du corps de pompe maintenant immobilisé ledit piston contre ledit corps de pompe. La jupe inférieure du piston s'étendant le long de la paroi du corps de pompe est constituée, de préférence, en un matériau déformable élastiquement. Afin d'accroître la capacité de déformation de ladite jupe, celle-ci présente une forme à section non circulaire, à segments de génératrices rectilignes, principalement cylindrique ou peu divergente. De préférence, la jupe du piston est de section polylobée. L'actionnement de la pompe par enfoncement du boutonpoussoir monté sur une extrémité de la tige provoque le coulissement de ladite tige au travers du piston jusqu'à ce que l'extrémité opposée de ladite tige obture l'orifice d'admission du produit dans le corps de pompe. On isole ainsi une dose de produit à distribuer dans le corps de pompe. L'orifice d'échappement du produit porté par la tige est masqué à l'intérieur du piston. Ledit piston étant indépendant de la tige, n ' est pas entraîné lors de l'actionnement de celle-ci. Le déplacement de la tige dans le piston se poursuit en provoquant le déplacement d'un volume du produit emprisonné dans le corps de pompe, ledit volume déplacé correspondant au volume engendré par le déplacement de la section de la tige ce qui génère, au sein du corps de pompe, une pression hydraulique qui s'exerce sur les parois du corps de pompe et du piston. La jupe du piston étant en un matériau élastiquement déformable, elle se déforme radialement sous l'effet de cette pression hydraulique créant une précompression au sein de la pompe. Ladite jupe du piston s'étendant le long de la paroi du corps de pompe vient alors en appui contre ledit corps de pompe du fait de sa déformation et, de ce fait, immobilise le piston contre le corps de pompe. Le déplacement de la tige au travers du piston et du corps de pompe continue en augmentant la pression hydraulique ce qui contribue à renforcer l'immobilisation du piston contre la paroi du corps de pompe. Le déplacement de ladite tige du fait de la précompression régnant au sein du corps de pompe nécessite un effort croissant d'enfoncement du bouton-poussoir par l'utilisateur. Cet enfoncement du bouton-poussoir, bien que plus difficile, provoque cependant le coulissement de la tige au travers du piston jusqu'à ce que l'orifice d'échappement porté par ladite tige se trouve sous ledit piston et, ainsi démasqué, crée l'ouverture de la pompe vers la tête de distribution. Cet échappement du produit engendre la chute de la pression à l'intérieur du corps de pompe, interrompant de ce fait, la déformation radiale de la jupe du piston, la jupe dudit piston n'étant plus en contact avec la paroi du corps de pompe. En résultat, toute résistance à l'enfoncement de la tige et du piston cesse. De manière avantageuse, le bouton-poussoir monté sur l'extrémité supérieure de la tige est agencé pour venir en butée contre le piston de telle sorte que, lorsque la pression chute à l'intérieur du corps de pompe par ouverture de l'orifice d'échappement, l'enfoncement du bouton-poussoir provoque le déplacement du piston. Cet enfoncement ne rencontre plus d'obstacle si ce n'est la force exercée par le ressort de rappel permettant le renvoi de la tige vers sa position de repos. De ce fait, le piston subit une brusque impulsion et se trouve alors entraîné en coulissement dans le corps de pompe engendrant une énergie suffisante pour provoquer l'expulsion de la dose entière contenue dans le corps de pompe. Ainsi, avantageusement la pompe selon l'invention permet de générer une précompression au sein de la pompe en déformant radialement la jupe du piston mais de plus cette déformation engendre le blocage du piston dans le corps de pompe générant une accumulation d'énergie d'expulsion du produit lors du déblocage du piston alliée à l'effort d'enfoncement du bouton-poussoir. On décrira maintenant plus en détail l'invention dans le cadre d'un exemple de réalisation en référence au dessin dans lequel la figure 1 représente une vue en coupe d'une pompe selon l'invention en position de repos ; et les figures 2a, 2b, 2c, 2d, 2e et 2f représentent schématiquement les différentes étapes du fonctionnement d'une pompe selon l'invention. La pompe selon l'invention est constituée d'un corps de pompe 1 monté à l'intérieur d'une bague 2 permettant la mise en place de ladite pompe sur un récipient contenant un produit à distribuer (non représenté). Le long de la paroi interne du corps de pompe 1 coulisse un piston 3 au travers duquel se déplace une tige 4. Cette tige 4 comporte un orifice d'échappement 5 relié à la tête de distribution de la pompe. La tige 4 est logée dans un bouton-poussoir 6. Le corps de pompe 1 comporte un tube 7 plongeant dans le récipient de produit à distribuer sur lequel est montée la pompe. De préférence, ce tube plongeur 7 présente une saillie 7' à l'intérieur du corps de pompe 1 et son extrémité en saillie 7' délimite l'orifice d'admission 8 du produit à distribuer dans le corps de pompe 1. L'extrémité de la tige 4 en regard de ladite saillie 7' est terminée par un alésage 4' coopérant avec ladite saillie 7' (voir figure 1) de telle sorte que l'orifice d'admission 8 de produit à distribuer peut être fermé de manière à isoler une dose de produit dans le corps de pompe 1. Par ailleurs, l'orifice d'échappement 5 prévu sur la tige 4 est masqué à l'intérieur du piston 3. Lorsque le bouton-poussoir 6 est actionné, c'est-à-dire lorsqu'on l'enfonce dans le sens de la flèche A, il entraîne le coulissement de la tige 4 au travers du piston 3 contre l'action d'un ressort de rappel 9 prévu pour renvoyer la tige 4 vers sa position de repos. Le piston 3 indépendant de la tige 4 ne coulisse pas avec ladite tige 4. La descente de la tige 4 à l'intérieur du corps de pompe 1 provoque la fermeture de l'orifice d'admission 8 et le déplacement d'un volume de produit égal au volume engendré par le déplacement de la section de la tige 4. Le corps de pompe 1 ne présentant pas d'orifice de sortie du produit à distribuer, il s'instaure une pression hydraulique au sein du corps de pompe 1. Cette pression s'applique sur toutes les surfaces internes du corps de pompe 1 et également sur la jupe intérieure 3a du piston. Cette jupe 3a étant prévue déformable radialement, elle se déforme sous l'effet de la pression et joue le rôle de compensateur en créant une précompression. La jupe 3a s'étendant le long de la paroi du corps de pompe 1, elle entre en contact avec ladite paroi immobilisant le piston 3 contre le corps de pompe 1. Plus on enfonce la tige 4 à l'intérieur du corps de pompe 1, plus la pression au sein du corps de pompe 1 augmente et plus la jupe 3a du piston 3 se déforme bloquant celui-ci contre le corps de pompe 1. Après une certaine course de la tige 4, l'orifice d'échappement 5 est libéré dans le corps de pompe sous le piston (voir figure 2d) et le produit peut alors s'échapper vers l'extérieur. La pression tombe au sein du corps de pompe 1 et la jupe 3a du piston 3 ne subit plus de déformation, libérant la course du piston 3 dans le corps de pompe 1 lorsque le bouton-poussoir 6 vient en butée contre ledit piston 3. Le bouton-poussoir 6, afin de venir en butée contre le piston 3 peut être muni d'une jupe interne 6a (voir figure 1) propre à venir en butée contre la partie supérieure 3a du piston 3 lorsque l'orifice d'échappement 5 est découvert sous le piston 3. La force appliquée au bouton-poussoir 6 par un utilisateur est importante dans la mesure où il faut, au début de l'actionnement, combattre l'action de renvoi du ressort de rappel 9 et la pression hydraulique au sein du corps de pompe 1. Aussi, une fois l'orifice d'échappement 5 découvert, la pression tombe et la force appliquée ne rencontre plus d'obstacle que le ressort de rappel 9. L'enfoncement du bouton-poussoir 6 entraîne alors brusquement le piston 3 au sein du corps de pompe 1 permettant du fait de l'énergie déployée, une expulsion complète de la dose de produit isolée. Dans la figure 2 pour des raisons de clarté, la pompe, similaire à la pompe représentée à la figure 1, est représentée schématiquement, les déformations de la jupe du piston étant omises. Elle comporte cependant une variante de réalisation en ce que l'extrémité de la tige 4, opposée au bouton-poussoir 6, se présente sous la forme d'un pointeau 4" dont les dimensions permettent son engagement à étanchéité à l'intérieur de la saillie 7' du tube plongeur 7 afin de fermer l'orifice d'admission 8 de produit dans le corps de pompe 1. Lorsque le piston 3 a parcouru sa course au sein du corps de pompe 1, la dose à distribuer a été expulsée et le piston 3 vient en butée contre une butée la ou contre le fond du corps de pompe 1. L'utilisateur relâche son effort sur le bouton-poussoir 6 et le ressort de rappel 9 prévu pour renvoyer la tige 4 vers sa position de repos peut alors exercer son action de rappel. La tige 4 coulisse au travers du piston 3 de telle sorte que l'orifice d'échappement 5 se trouve de nouveau masqué au sein du piston 3. De ce fait, l'orifice d'admission 8 du produit à distribuer dans le corps de pompe 1 n'étant pas encore libéré et l'orifice d'échappement 5 étant à nouveau masqué, la remontée de la tige 4 crée une dépression à l'intérieur du corps de pompe 1 ce qui entraîne à nouveau une déformation radiale de la jupe 3a du piston 3 bloquant la course de ce dernier dans le corps de pompe 1.Dès que l'épaulement 4a de la tige 4 entre en contact avec le piston 3, celui-ci se trouve entraîné par la tige 4 générant un vide au sein du corps de pompe 1 jusqu'à ce que la tige 4 libère l'orifice d'admission 8. Le vide créé permet d'aspirer une dose de produit à distribuer au sein du corps de pompe 1. L'étanchéité de la pompe est assurée par le principe d'auto-jointance renforcé par l'action permanente du ressort de rappel 9. Par ailleurs, l'ajustement de la précompression de la pompe est réalisé facilement par le positionnement de la tige 4 par rapport à la saillie 7' du tube plongeur 7 dans le corps de pompe 1. Ainsi, on peut générer une très forte précompression si l'extrémité 4' ou 4" de la tige 4 est positionnée très proche de la saillie 7' dudit tube plongeur 7 tandis qu'un écart beaucoup plus grand dans le positionnement des deux éléments peut conduire à une précompression nulle. Ainsi, la pompe selon l'invention peut convenir à la distribution de différents types de produits. REVENDICATIONS 1. Pompe à précompression constituée d'un corps de pompe (1) à l'intérieur duquel se déplace une tige (4) rappelée par un ressort (9) vers une position de repos et actionnable manuellement contre l'action dudit ressort (9) par un bouton-poussoir (6) pour faire coopérer une extrémité (4') de ladite tige (4) avec un orifice d'admission (8) du produit dans le corps de pompe (1) de manière à isoler une dose de produit dans ledit corps de pompe (1) par l'intermédiaire d'un piston (3) indépendant de la tige (4), la course de la tige (4) pouvant se poursuivre après fermeture de l'orifice d'admission (8) de manière à précomprimer la dose de produit isolée, ladite tige (4) portant au moins un orifice d'échappement (5) disposé de manière à être découvert au cours de la course de la tige (4), caractérisée en ce que la jupe (3a) du piston (3) s'étendant le long de la paroi du corps de pompe (1) est déformable radialement. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la jupe (3a) du piston (3) s'étendant le long de la paroi du corps de pompe (1) est constituée en un matériau déformable élastiquement. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la jupe (3a) du piston (3) présente une forme à section non circulaire, à segments de génératrices rectilignes, principalement cylindrique ou peu divergente. 4. Pompe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la jupe (3a) du piston (3) est de section polylobée. 5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le bouton-poussoir (6) est agencé pour venir en butée contre ledit piston (3) après libération de l'orifice d'échappement (5). 6. Pompe selon l'une de revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps de pompe (1) comporte un tube (7) plongeant dans un récipient de produit à distribuer sur lequel est montée la pompe, ledit tube plongeur (7) étant en saillie à l'intérieur du corps de pompe (1) et son extrémité en saillie dans le corps de pompe (1) délimitant l'orifice d'admission (8) du produit à distribuer dans le corps de pompe (1), ladite tige (4) étant terminée en regard de ladite saillie (7') par un alésage (4') coopérant avec ladite saillie (7'). 7. Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps de pompe (1) comporte un tube (7) plongeant dans un récipient de produit à distribuer sur lequel est montée la pompe, ledit tube plongeur (7) étant en saillie à l'intérieur du corps de pompe (1) et son extrémité en saillie dans le corps de pompe (1) délimitant l'orifice d'admission (8) du produit à distribuer dans le corps de pompe (1), l'extrémité de la tige (4) opposée au bouton-poussoir (6) se présentant sous la forme d'un pointeau (4") dont les dimensions sont propres à s'engager à étanchéité à l'intérieur de la saillie (7') du tube plongeur (7).