Brevet FR2793284A1 — publié le 20001110

Compresseur d'air à piston La présente invention concerne le domaine des compresseurs d'air à piston. Un compresseur d'air comprend en général un piston mobile alternativement dans un cylindre borgne présentant une paroi d'extrémité, de façon à délimiter une chambre à volume variable, un clapet d'aspiration s'ouvrant pour laisser entrer l'air dans ladite chambre lorsque le piston se déplace vers son point mort bas en s'éloignant de ladite paroi d'extrémité et un clapet de refoulement s'ouvrant pour laisser sortir l'air de ladite chambre lorsque le piston se déplace vers son point mort haut en se rapprochant de ladite paroi d'extrémité. On peut ainsi faire passer l'air d'un conduit d'admission situé en amont du clapet d'aspiration vers un conduit de refoulement situé en aval du clapet de refoulement, au travers de ladite chambre, ce conduit de refoulement étant par exemple relié à un ballon. En général, le mouvement alternatif du piston est obtenu par l'intermédiaire d'une bielle et de la manivelle d'un vilebrequin relié à un moteur d'entrainement par l'intermédiaire d'un système d'engrenages. Lorsque la pression dans la chambre du compresseur et dans le conduit de refoulement s'équilibre avant que le piston n'ait atteint son point mort haut lors de sa phase montante, le clapet de refoulement se referme et une quantité d'air se trouve emprisonnée sous pression dans la chambre. Dès que le piston passe à sa phase descendante, cette quantité d'air se détend et agit sur le piston dans le sens de son mouvement. Cette détente peut engendrer un changement des contacts notamment entre les dents des pignons du système d'engrenages précité conduisant à l'émission de bruits de claquement. Pour limiter ou éviter cet inconvénient, on a déjà proposé les solutions suivantes. Une solution proposée consiste à prévoir un système d'engrenages à jeux réglages de manière automatique ou ajustable lors de l'installation. Une autre solution proposée consiste en l'adjonction d'un dispositif d'entraînement unidirectionnel du type à roue libre. Une autre solution proposée consiste à prévoir un échappement de l'air emprisonné sous pression dans la chambre du compresseur comprenant une came ou un excentrique entraîné par l'arbre du compresseur. Les dispositions ci-dessus étant complexes, encombrantes et coûteuses, la présente invention a pour but de proposer une solution nettement plus simple, légère et de faible coût. Le compresseur selon l'invention comprend, en plus dudit clapet d'aspiration et dudit clapet de refoulement, un clapet de fuite comprenant une partie d'actionnement susceptible de venir en appui sur une partie de la face avant du piston lorsque ce dernier se trouve dans le voisinage de son point mort haut de façon à provoquer son ouverture. Selon l'invention, ledit clapet d'aspiration et ledit clapet de fuite sont de préférence placés entre ladite chambre et un conduit d'admission d'air. Selon l'invention, ledit clapet de fuite est de préférence porté par ladite paroi d'extrémité et comprend une soupape soumise à un ressort de rappel, cette soupape étant munie d'une tige d'actionnement dirigée vers la face avant du piston. Selon une variante de l'invention, ladite partie de la face avant dudit piston comprend une protubérance. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un compresseur d'air décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel : -la figure unique représente une coupe d'un compresseur d'air selon la présente invention. Le compresseur d'air 1 représenté comprend un cylindre 2 borgne, obstrué par un paroi d'extrémité 3 constituant une culasse. Dans le cylindre 2 est disposé un piston 4 relié à la manivelle 5 d'un vilebrequin 6 par l'intermédiaire d'une biellette 7. Le vilebrequin 6 est relié à un dispositif d'entraînement non représenté comprenant un moteur, de telle sorte que le piston 4 peut effectuer des mouvements alternatifs de va-et-vient en s'approchant de la culasse 3 jusqu'A un point mort haut référencé 8 et en s'en éloignant jusqu'à un point mort bas, faisant ainsi varier le volume de la chambre 9. La culasse 3 comprend un conduit d'admission 10 par exemple ouvert à l'air libre, qui communique avec la chambre 9 par un passage 11 dans lequel est disposé un clapet d'aspiration 12 qui comprend une soupape 13 soumise à un ressort de rappel 14. La culasse 3 comprend en outre un canal de refoulement 15, par exemple relié à un ballon, qui communique avec la chambre 9 par un passage 16 dans lequel est prévu un clapet de refoulement 17 qui comprend une soupape 18 soumise à un ressort de rappel 19. D'une manière générale, lorsque le piston 4 passe de son point mort haut à son point mort bas, le clapet de refoulement 17 est fermé et le clapet d'aspiration 12 s'ouvre sous l'effet de la dépression dans la chambre 9 pour laisser entrer l'air dans la chambre 9. Lorsque le piston 4 passe de son point mort bas à son point mort haut, le clapet d'aspiration 12 est fermé et le clapet de refoulement 18 s'ouvre sous l'effet de la pression dans la chambre 9 pour laisser refouler l'air dans le canal de refoulement 15. La culasse 3 du compresseur d'air 1 représenté comprend en outre un passage de communication 20 reliant la chambre 9 au conduit d'aspiration 10, dans lequel est disposé un clapet de fuite 21 qui comprend une soupape 22 et un ressort de rappel 23. La soupape 22 comprend une tige 24 qui s'étend axialement et dont la longueur est telle que lorsque la soupape 22 est en appui sur son siège, son extrémité s'étend dans la course du piston 4, au-delà de son point mort haut 8, d'une hauteur déterminée 25. Ainsi, lorsque le piston 4 se déplace sur sa portion de course correspondant à la hauteur 25, dans le voisinage de son point mort haut 8,1'extrémité de la tige 24 du clapet de fuite 21 est en appui sur la face frontale 26 du piston 4 et ce dernier ouvre le clapet de fuite 21 en repoussant la soupape 22 à l'encontre du ressort 23, mettant ainsi en communication la chambre 9 avec le conduit d'admission 10. A chaque mouvement du piston 4 dans le voisinage de son point mort haut 8, sur la hauteur 25, l'ouverture du clapet de fuite 21 engendre une chute de pression dans la chambre 9 qui provoque la fermeture du clapet de refoulement 17, de telle sorte que cette fuite est sans incidence sur la quantité d'air refoulée dans le conduit de refoulement 15. Contrairement au clapet de refoulement 17, en particulier de son ressort 19, le clapet de fuite 21, en particulier son ressort 23, est dimensionné de manière à ne pas s'ouvrir sous l'effet de la pression dans la chambre 9, Grâce à la prévision du clapet de fuite 21, on peut ainsi éviter ou réduire les bruits dans le système de liaison mécanique entre le moteur d'entraînement du vilebrequin 6 et le piston 4. Dans une variante, le clapet de fuite 21 pourrait tre dimensionné pour constituer un clapet de limitation de la pression maximum dans la chambre 9. Selon une autre variante, la face avant 26 du piston pourrait présenter une protubérance en saillie dans la zone située en vis-à-vis de la tige 24. La présente invention ne se limite pas à 1'exemple ci-dessus décrit. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre des revendications annexées, REVENDICATIONS 1. Compresseur d'air comprenant un piston (4) mobile alternativement dans un cylindre borgne (2) présentant une paroi d'extrémité (3), de façon à délimiter une chambre à volume variable, un clapet d'aspiration (12) s'ouvrant pour laisser entrer l'air dans ladite chambre lorsque le piston se déplace vers son point mort bas en s'éloignant de ladite paroi d'extrémité et un clapet de refoulement (17) s'ouvrant pour laisser sortir l'air de ladite chambre lorsque le piston se déplace vers son point mort haut en se rapprochant de ladite paroi d'extrémité, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un clapet de fuite (21) comprenant une partie d'actionnement (24) susceptible de venir en appui sur une partie de la face avant (26) du piston lorsque ce dernier se trouve dans le voisinage de son point mort haut de façon à provoquer son ouverture. 2. Compresseur d'air selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit clapet d'aspiration (12) et ledit clapet de fuite (21) sont placés entre ladite chambre (9) et un conduit d'admission d'air (10). 3. Compresseur d'air selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit clapet de fuite (21) est porté par ladite paroi d'extrémité (3) et comprend une soupape (22) soumise à un ressort de rappel (23), cette soupape étant munie d'une tige d'actionnement (24) dirigée vers la face avant du piston (4). 4. Compresseur d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite partie de la face avant dudit piston comprend une protubérance.