Brevet FR2851305A3 — publié le 20040820

FR 2851305 A3 20040820 FR 0301992 A 20030219 Compresseur muni d'un dispositif de piston à valve amélioré La présente invention concerne un compresseur, et plus particulièrement un compresseur possédant un dispositif de piston à valve amélioré. Les compresseurs classiques comprennent un piston reçu coulissant dans un logement de piston et une bague d'étanchéité fixée solidairement sur le piston et engagée entre le piston et le logement de piston. Les pistons des compresseurs classiques ne sont pas munis de 10 valve, de façon qu'un piston classique ou une bague d'étanchéité peuvent facilement être endommagés. En outre, plusieurs éléments de valve sont nécessaires pour contrôler l'écoulement d'air dans et hors du logement de piston. La demanderesse a développer diverses sortes de pistons à 15 valve, tel que décrit dans les documents US 5 655 887, US 6 095 758 et US 6 135 725, et comprenant un dispositif de piston à valve compliqué pour des compresseurs qui ne peut pas être fabriqué et assemblé facilement, et qui peut ne pas être satisfaisant en fonctionnement. La présente invention a pour but de diminuer et/ou obvier aux désavantages mentionnés ci-dessus de compresseurs classiques. Un premier objectif de la présente invention est de fournir un compresseur comprenant un dispositif de piston muni d'une bague d'étanchéité montée non serrée dessus pour empêcher une 25 solidarisation de la bague d'étanchéité avec le logement de piston et pour empêcher que le piston ne soit facilement endommagé. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un compresseur comprenant un dispositif de piston muni de plusieurs ouvertures et d'une gorge annulaire formée dedans pour recevoir 30 librement la bague d'étanchéité et pour permettre la mise en communication des ouvertures avec l'environnement lorsque la bague d'étanchéité est reçue non serrée dans la gorge annulaire du dispositif de piston. Un autre objet de la présente invention est de fournir un compresseur comprenant un dispositif de piston muni d'une lame de 5 ressort pour bloquer une conduite et pour permettre un écoulement d'air dans le logement cylindrique seulement et pour empêcher l'air de s'écouler hors du logement cylindrique. Un autre objet de la présente invention est également de fournir un compresseur comprenant un dispositif de piston muni d'une lame de 10 ressort pour bloquer plusieurs conduites, et muni d'une bague d'étanchéité reçue dans une gorge annulaire extérieure inclinée du piston pour former une structure de double sécurité. Selon un aspect de l'invention, il est prévu un dispositif de piston à valve pour un compresseur, le dispositif de piston à valve 15 comprenant un logement incluant une chambre formée à l'intérieur, un piston reçu coulissant dans la chambre du logement, le piston comprenant une portion périphérique extérieure dans laquelle est formée une gorge annulaire définie par une surface périphérique intérieure inclinée, et comprenant une portion supérieure présentant 20 une pluralité d'ouvertures formées dedans et communicant avec la gorge annulaire du piston, et une bague d'étanchéité reçue dans la gorge annulaire du piston. La surface périphérique inclinée du piston comprend une portion inférieure présentant un diamètre supérieur à celui de la bague d'étanchéité pour former une portion inférieure de la 25 gorge annulaire du piston et pour forcer un engagement de la bague d'étanchéité avec le logement, et comprend une portion supérieure présentant un diamètre inférieur à celui de la bague d'étanchéité pour former une portion supérieure de la gorge annulaire du piston et pour recevoir sans serrage la bague d'étanchéité dans la portion supérieure 30 de la gorge annulaire du piston, les ouvertures du piston étant en communication avec la gorge annulaire du piston et en communication avec la chambre du logement lorsque la bague d'étanchéité est reçue sans serrage dans la portion supérieure de la gorge annulaire du piston. Le logement comprend un tube s'étendant vers l'extérieur et un passage formé à l'intérieur et communiquant avec la chambre du 5 logement et le tube, pour permettre un écoulement forcé de l'air dans la chambre du logement à travers le passage du piston et un écoulement à travers le tube lorsque le piston est déplacé vers le tube. Le piston comprend un plateau disposé sur son extrémité supérieure et des moyens pour fixer le plateau sur le piston pour 10 définir la portion supérieure du piston. Le piston comprend en outre au moins un conduit formé à l'intérieur et en communication avec la chambre du logement avec un environnement, et une lame de ressort pour sélectivement bloquer le conduit du piston et pour permettre un écoulement d'air à travers le 15 conduit du piston et un écoulement de l'air dans la chambre du logement lorsque le piston est déplacé dans une direction hors du logement. La lame de ressort comprend une première extrémité ou une portion de milieu ou centrale fixée sur le piston et au moins un bras 20 s'étendant à partir de ladite portion pour bloquer le conduit du piston. Des conduits peuvent être arrangés en cercle sur le piston. La lame de ressort présente un profil circulaire avec une portion centrale fixée sur le piston et une portion périphérique pour bloquer les conduits du piston. Les ouvertures du piston peuvent être formées à travers une portion périphérique extérieure radialement du piston. D'autres objectifs et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture attentive de la description détaillée fournie cidessous, avec les références appropriées aux dessins 30 annexés. La figure 1 est une vue partielle explosée d'un dispositif de piston à valve pour compresseur selon l'invention; La figure 2 est une vue en coupe transversale selon 2-2 de la figure 3; La figure 3 est une vue schématique de dessus du piston à valve; La figure 4 est une vue en coupe transversale partielle montrant un logement cylindrique et un piston à valve pour coulisser dans le logement cylindrique; La figure 5 est une vue en section transversale partielle similaire à la figure 4, illustrant le montage coulissant du piston à 10 valve dans le logement cylindrique; La figure 6 est une vue partielle explosée illustrant un autre mode de réalisation du piston à valve; La figure 7 est une vue partielle explosée illustrant un autre mode de réalisation de piston à valve Les figures 8 et 9 sont des vues schématiques de dessus illustrant deux autres modes de réalisation de piston à valve; La figure 10 est une vue partielle explosée illustrant encore un autre mode de réalisation de piston à valve; La figure 11 est une vue en coupe transversale selon 11-11 de 20 la figure 12; La figure 12 est une vue schématique de dessus du piston à valve selon les figures 10 et 11; et Les figures 13, 14, 15, 16, 17, 18 et 19 sont des vues schématiques de dessus illustrant sept autres modes de réalisation de 25 piston à valve. Sur les figures, et en commençant par les figures 1 à 4, un dispositif de piston à valve pour un cylindre ou un actionneur ou un compresseur à air conforme à la présente invention comprend un logement cylindrique 3 incluant une chambre 30 (figure 4) formée à 30 l'intérieur pour recevoir un piston 1 avec une possibilité de coulissement. Le logement 3 comprend un passage 31 formé dedans pour une communication de la chambre 30 du logement 3 avec un tube 32 qui peut diriger ou guider ou introduire de l'air pressurisé ou de l'air compressé hors du logement cylindrique 3. Le piston 1 comprend une tige 11 s'étendant à partir du piston et s'étendant hors du logement 3 et munie d'un orifice 12 formé à l'intérieur pour relier le piston à un 5 moteur d'entraînement non représenté, et pour permettre un déplacement du piston 1 sous l'action réciproque du moteur non représenté. Le déplacement du piston dans le logement 3 a été décrit dans le document US 5 655 887, US 6 095 758 te US 6 135 725 qui sont utilisés comme références pour la présente invention. Le piston 1 comprend une gorge annulaire formée dans la portion périphérique extérieure pour recevoir une bague d'étanchéité 2, et qui est formée ou définie par une surface périphérique intérieure 16 qui est inclinée ou penchée relativement à la direction longitudinale ou axe longitudinal de la tige de piston 11 et du piston 1. La bague 15 d'étanchéité 2 est prévue pour former un joint étanche à l'air entre le piston 1 et logement 3. La surface périphérique intérieure inclinée 16 du piston 1 comprend une portion périphérique inférieure présentant un diamètre plus important que celui de la bague d'étanchéité 2, pour forcer la bague d'étanchéité 2 radialement vers l'extérieur afin qu'elle 20 engage avec le logement 3 et pour former un joint étanche à l'air ou étanche à l'eau avec le logement 3 (figure 5). La surface périphérique intérieure inclinée 16 du piston 1 comprend une portion périphérique supérieure 18 présentant un diamètre moins important que celui de la bague d'étanchéité 2 (figure 4), pour recevoir sans serrage la bague 25 d'étanchéité 2, et pour permettre un désengagement de la bague d'étanchéité 2 du logement 3. Le piston 1 comprend une portion supérieure 10 présentant des ouvertures 14 au nombre de trois ou plus formées dans la portion supérieure, pour l'établissement d'une communication entre la gorge 30 annulaire 13 du piston 1 et la chambre 30 du logement 3. En particulier, les ouvertures 14 au nombre de trois ou plus sont arrangées en un cercle présentant un diamètre plus important que celui de la portion périphérique supérieure 18 de la surface périphérique intérieure inclinée 16 du piston 1, mais avec un diamètre inférieur à celui de la bague d'étanchéité 2, comme on peut mieux le constater sur les figures 2, 4, 5, pour permettre un écoulement de l'air 5 contenu dans la chambre 30 du logement 3 à travers les ouvertures 14 vers la gorge annulaire 13 du piston 1 et pour contourner la bague d'étanchéité 2 et ainsi s'écouler hors du logement 3 lorsque la bague d'étanchéité 2 est reçue librement dans la portion supérieure de la gorge annulaire 13, comme cela est mieux représenté sur la figure 4. 10 Relativement, l'air peut aussi s'écouler à travers la gorge annulaire 13 et les ouvertures 14 du piston 1 et ensuite s'écouler en contournant la bague d'étanchéité 2 et ensuite s'écouler dans la chambre 30 du logement 3 lorsque la bague d'étanchéité est reçue sans serrage dans la portion supérieure de la gorge annulaire 13. En fonctionnement, le piston 1 peut être déplacé vers le haut et vers le bas dans le logement 3 sous l'action réciproque d'un moteur classique (non représenté). Lorsque le piston 1 est déplacé dans une direction active, c'est-à-dire déplacé vers le tube 32, la bague d'étanchéité 2 est forcée vers la portion inférieure 17 de la surface 20 périphérique intérieure inclinée 16 du piston 1 et ainsi est forcée de s'engager avec le logement 3 de façon que l'air dans la chambre 30 du logement 3 est forcé dans le tube 32 à travers le passage 31 (figure 5). Lorsque le piston se déplace vers le bas ou en sens opposé au tube 32, l'air peut s'écouler dans la chambre 30 du logement 3 via la gorge 25 annulaire 13 du piston 1 et les ouvertures 14 du piston 1. L'air peut ainsi être forcé dans le tube 32 à nouveau lorsque le piston est forcé en déplacement vers le tube 32 à nouveau. L'air peut ensuite être effectivement forcé à travers le tube 32 sans les autres organes de valve. On notera que la formation ou la prévision des ouvertures 14 qui sont arrangées en cercle dans le piston 1 peut faciliter sensiblement l'écoulement d'air contournant la bague d'étanchéité 2, même lorsque la bague d'étanchéité 2 est reçue avec serrage dans la gorge annulaire 13 du piston 1 et lorsque la bague d'étanchéité 2 bloque certaines des ouvertures 14 du piston 1. Sur la figure 6, le piston 1 peut comprendre un trou fileté 101 5 formé dedans, et un plateau 19 muni d'ouvertures 14 formées dedans et présentant un trou 102 formé dans une portion de milieu du plateau 19 pour recevoir un organe de fixation 104 qui peut être vissé dans le trou fileté 101 du piston 1 et permettant de fixer le plateau 19 sur le dessus du piston 1, pour former la portion supérieure 10 du piston 1. Une 10 rondelle 103 peut être disposée entre le plateau 19 et l'organe de fixation 104. Sur les figures 7 à 9 est illustré un autre mode de réalisation du dispositif de piston à valve qui comprend des ouvertures 14 qui sont formées à travers la portion périphérique extérieure radiale de la 15 portion supérieure 10 du piston 1. Les ouvertures 14 peuvent être arrangées en étant parallèles les unes aux autres (figure 8) ou arrangées radialement et s'étendant radialement vers l'extérieur (figures 7 et 9). L'air peut également s'écouler à travers la gorge annulaire 13 et les ouvertures du piston 1 et peut ainsi s'écouler en 20 contournant la bague d'étanchéité 2 et ainsi s'écouler dans la chambre du logement 3 lorsque la bague d'étanchéité 2 est reçue sans serrage dans la portion supérieure de la gorge annulaire 13. Sur les figures 10 à 19, sont illustrés d'autres modes de réalisation de dispositif de piston à valve. Le piston 1 comprend un 25 conduit 20 (figures 10, 11, 12, 16) ou deux conduits 20 (figures 13, 17) ou plusieurs conduits (figures 14, 15, 18, 19) formés à l'intérieur et à travers le piston 1 pour mettre en communication la chambre 30 du logement 3 avec l'environnement et pour permettre à l'air de s'écouler dans et vers l'extérieur de la chambre 30 du logement 3. Le piston 1 30 comprend une ou plusieurs projections 21 prévues ou s'étendant à partir de la portion supérieure 10. Une lame de valve ou un ressort à valve 22 comprend une portion d'extrémité fixée sur le piston 1 avec les projections 21 (figures 10, 11, 12, 16) et l'autre extrémité pour appuyer contre la portion supérieure 10 du piston 1 et pour bloquer les conduits 20 du piston 1 respectivement et pour empêcher à l'air de s'écouler hors du logement cylindrique lorsque le piston 1 est déplacé 5 en direction du tube 32 (figures 4, 5) et pour permettre à l'air de s'écouler dans le logement cylindrique 3 lorsque le piston 1 est déplacé en direction opposée du tube 32 (figures 4, 5). Comme représentée sur les figures 13 à 15 et 17 à 19, la lame de ressort 22 peut comprendre différentes sortes de profils présentant 10 une portion médiane centrale fixée sur le piston avec les projections 21 et présentant une autre portion telle qu'une portion périphérique pour appuyer contre la portion supérieure 10 du piston 1 et pour bloquer les conduits 20 du piston 1, respectivement. Par exemple, la lame de ressort 22 peut présenter un profil circulaire (figures 15-19) 15 ou peut présenter deux (figures 13-17) ou plusieurs bras (figures 1418) ou extensions s'étendant à partir de la lame de ressort pour bloquer les conduits 20 du piston 1. Outre les conduits 20 du piston 1, le piston pourrait également comprendre plusieurs ouvertures 14 formées dans la portion périphérique extérieure du piston (figures 16 à 19) 20 pour former une communication avec la gorge annulaire 13 du piston 1 et pour une communication en outre avec l'environnement. En conséquence, le compresseur comprend un piston présentant une bague d'étanchéité reçue sans serrage pour prévenir un endommagement du piston. Bien que l'invention ait été décrite avec un certain degré de particularités, on comprendra que les modes de réalisation décrits l'on été à titre purement d'exemple et que les modifications pourraient être apportées dans les détails de construction et de combinaison et d'arrangements des parties sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de piston à valve pour compresseur, ledit dispositif de piston à valve comprenant: a) un logement (3) comprenant une chambre (30) formée à l'intérieur, b) un piston (1) reçu coulissant dans ladite chambre (30) dudit logement (3), ledit piston comprenant une portion périphérique extérieure présentant une gorge annulaire (13) formée dedans, et comprenant une portion supérieure munie d'un pluralité d'ouvertures 10 (14) formées dedans et communiquant avec ladite gorge annulaire (13) dudit piston, et c) une bague d'étanchéité (2) reçue dans ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1), lesdites ouvertures dudit piston étant en communication avec la 15 gorge annulaire (13) dudit piston et étant en communication avec ladite chambre (30) dudit logement (3) lorsque la bague d'étanchéité (2) est reçue sans serrage dans ladite portion supérieure de ladite gorge (annulaire 13) dudit piston 1. 2. Dispositif de piston à valve selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la gorge annulaire dudit piston (1) comprend une surface périphérique intérieure inclinée (16), ladite surface périphérique intérieure inclinée (16) dudit piston (1) comprenant une portion inférieure (17) présentant un diamètre plus important que celui de ladite bague d'étanchéité (2) pour former une portion inférieure de 25 ladite gorge annulaire dudit piston et pour forcer la bague d'étanchéité (2) à engager avec ledit logement (3), et comprenant une portion supérieure présentant un diamètre inférieur à celui de la bague d'étanchéité (2) pour former une portion supérieure de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1) et pour recevoir sans serrage ladite 30 bague d'étanchéité (2) dans ladite portion supérieure de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1), lesdites ouvertures (14) dudit piston (1) étant en communication avec ladite gorge annulaire dudit piston (1) et en communication avec ladite chambre (30) dudit logement (3) lorsque la bague d'étanchéité (2) est reçue sans serrage dans ladite portion supérieure (18) de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1). 5 3. Dispositif de piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures (14) dudit piston (1) sont ouvertes à travers une portion périphérique extérieure radiale dudit piston (1). 4. Dispositif de piston à valve pour un compresseur, lesdits dispositifs de piston à valve comprenant: a) un logement (3) comprenant une chambre (30) formée dedans, b) un piston (1) reçu coulissant dans laite chambre (30) dudit logement (3), ledit logement (3) comprenant une portion périphérique extérieure munie d'une gorge annulaire (13) formée dedans, ledit 15 piston (1) comprenant en outre au moins un conduit formé à l'intérieur et en communication avec ladite chambre (30) dudit logement (3) avec un environnement, avec, c) une bague d'étanchéité (2) reçue dans ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1), d) une lame de ressort fixée sur ledit piston, ladite lame de ressort comprenant au moins un bras s'étendant à partir de la lame du ressort pour bloquer ledit au moins une conduit dudit piston (1) et pour permettre à l'air de s'écouler à travers ledit au moins un conduite dudit piston (1) et pour s'écouler dans ladite chambre (30) dudit 25 logement (3) lorsque ledit piston est déplacé dans une direction de sortie du logement. 5. Dispositif de piston à valve selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite lame de ressort présente un profil circulaire avec une portion centrale fixée sur ledit piston et une 30 portion périphérique pour bloquer ledit au moins un conduit dudit piston (1). 6. Dispositif de piston à valve selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston comprend une portion supérieure il présentant une pluralité d'ouvertures formées dedans et en communication avec ladite gorge annulaire 13 dudit piston 1, et comprend une surface périphérique intérieure inclinée (16) pour définir ladite gorge annulaire (13) du piston (1), ladite surface 5 périphérique intérieure inclinée (16) dudit piston (1) comprenant une portion inférieure présentant un diamètre plus important que celui de la bague d'étanchéité (2) pour former une portion inférieure de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1) et pour forcer ladite bague d'étanchéité (2) à engager avec ledit logement (3) et comprend une 10 portion supérieure présentant un diamètre moins important que celui de la bague d'étanchéité (2) pour former une portion supérieure de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1) et pour recevoir sans serrage ladite bague d'étanchéité (2) dans ladite portion supérieure de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1), lesdites ouvertures (14) 15 dudit piston (1) étant en communication avec ladite gorge annulaire dudit piston (1) et en communication avec ladite chambre dudit logement (3) lorsque la bague d'étanchéité (2) est reçue sans serrage dans ladite portion supérieure de ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1). 7. Dispositif de piston à valve selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ouvertures (14) dudit piston (1) sont formées à travers une portion périphérique extérieure radiale dudit piston (1). 8. Dispositif de piston à valve pour compresseur, ledit dispositif de piston à valve comprenant: a) un logement comprenant une chambre formée dedans, b) un piston reçu coulissant dans ladite chambre (30) dudit logement (3), ledit piston comprenant une portion périphérique extérieure présentant une gorge annulaire (13) formée dedans, ledit piston comprenant en outre un plateau disposé sur le dessus de celui-ci 30 et des moyens pour fixer ledit plateau 19 sur ledit piston (1) pour définir ladite portion supérieure dudit piston (1), c) une bague d'étanchéité reçue dans ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1), ledit plateau comprenant en outre une pluralité d'ouvertures formées dedans et communiquant avec ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1), lesdites ouvertures dudit plateau (19) étant en communication avec ladite gorge annulaire (13) dudit piston (1) et en communication avec ladite chambre (30) dudit logement (3) 5 pour permettre à l'air de s'écouler à travers lesdites ouvertures dudit plateau (19) et de s'écouler dans ladite chambre (30) dudit logement (3) lorsque le piston est déplacé vers l'extérieur du logement (3).