Brevet FR2911374A1 — publié le 20080718

-1- La présente invention concerne une pompe volumétrique à piston et un procédé de contrôle de débit de cette pompe. On connaît déjà dans l'état de la technique une pompe volumétrique, du type comprenant un piston de dosage de produit pompé monté coulissant dans une chambre de dosage, entre des positions de volume respectivement maximum et minimum, et des moyens de déplacement du piston de dosage de la position de volume maximum vers la position de volume minimum, comprenant un organe rotatif formant came en contact avec une extrémité du piston externe à la chambre, formant poussoir. Une pompe de ce type est utilisée avantageusement pour l'alimentation en gomme d'une extrudeuse destinée à former un profilé de gomme pour la fabrication d'un pneumatique. Habituellement, une pompe de ce type comprend un organe de distribution rotatif mettant en communication la chambre de dosage alternativement avec une chambre d'admission de la pompe et une chambre de refoulement de la pompe. Ainsi, le produit pompé circule tout d'abord de la chambre d'admission vers la chambre de dosage, puis de la chambre de dosage vers la chambre de refoulement. Une pompe de ce type assure un débit de refoulement relativement régulier grâce au dosage du produit dans la chambre de dosage. Toutefois, comme le piston est déplacé de sa position de volume maximum vers sa position de volume minimum uniquement sous l'effet de la pression du produit qui passe de la chambre d'admission vers la chambre de dosage, un défaut de pression dans la chambre d'admission peut entraîner un défaut de remplissage de la chambre de dosage. Ce défaut de remplissage crée une irrégularité du débit de refoulement de la pompe que l'on souhaite détecter, notamment pour y remédier au plus tôt. L'invention a pour but de détecter un défaut de régularité de débit de refoulement de la pompe à l'aide de moyens simples et faciles à mettre en oeuvre. A cet effet, l'invention a pour objet une pompe volumétrique, du type précité, caractérisée en ce que la pompe comprend des moyens de détection du contact entre la came et le poussoir du piston et des moyens de détection d'une position de référence de la came ou d'un organe lié cinématiquement à la came. En cas de remplissage correct de la chambre de dosage de la pompe, le contact entre la came et le poussoir du piston s'établit à une date prédéterminée par rapport à la détection de la position de référence de la came ou de l'organe lié cinématiquement à la came. Par contre, en cas de défaut de remplissage de la chambre de dosage de la pompe, la course du piston, de sa position de volume minimal vers sa position de volume -2- maximal, est anormalement courte, car le piston n'atteint pas sa position de volume maximal. Cette course anormalement courte du piston décale l'établissement du contact entre la came et le poussoir du piston par rapport à la date prédéterminée. Ainsi, la détection, d'une part, de la position de référence de la came et, d'autre part, du contact entre la came et le poussoir du piston, grâce aux moyens de l'invention, permet de déduire une irrégularité du débit de refoulement de la pompe. Selon une caractéristique optionnelle de la pompe selon l'invention, la position de référence de la came ou de l'organe lié cinématiquement à la came correspond à la position de volume maximal du piston de dosage. Cette position de référence à l'avantage d'être la position du piston entre des phases d'admission et de refoulement de la pompe, la phase d'admission correspondant respectivement au déplacement du piston de sa position de volume minimum vers sa position de volume maximum, et la phase de refoulement correspondant au déplacement du piston de sa position de volume maximum vers sa position de volume minimum. Selon d'autres caractéristiques optionnelles de la pompe selon l'invention : - Les moyens de détection de la position de référence de la came comprennent un repère porté par la came et un capteur de proximité de ce repère. - La came et le poussoir du piston sont conducteurs électriquement, les moyens de détection de contact comprenant des moyens de détection de passage d'un courant entre la came et le poussoir du piston. - Les moyens de détection de passage de courant comprennent un pont diviseur de tension dont la sortie est reliée à un circuit de charge comprenant la came et le poussoir du piston. - Le piston comprend une extrémité interne à la chambre de dosage, conductrice électriquement, la chambre de dosage étant délimitée par une paroi comprenant une chemise interne, en contact avec l'extrémité interne du piston, et un fourreau externe, la chemise interne étant séparée du fourreau externe par un matériau isolant électriquement. - Le piston comprend une extrémité interne à la chambre de dosage, éventuellement conductrice électriquement, le poussoir étant séparé de l'extrémité interne par un matériau isolant électriquement. Selon une autre caractéristique optionnelle de la pompe selon l'invention, la came et le poussoir du piston sont délimités par des surfaces de contact mutuel coopérant entre elles de façon à empêcher la rotation du piston autour d'un axe, appelé axe du piston, sensiblement parallèle à une direction de coulissement du piston. -3- De telles surfaces de contact mutuel évitent que le piston ne tourne autour de son axe. Ces surfaces sont particulièrement avantageuses dans le cas où le poussoir du piston est relié à la sortie du pont diviseur par un conducteur. En effet, la rotation du piston pourrait conduire à un enroulement du conducteur autour du piston et ainsi, détériorer le conducteur. La rotation étant empêchée par les surfaces de contact mutuel, le conducteur ne peut être détérioré. Avantageusement, la surface de contact du poussoir du piston a une forme générale plane présentant une normale sécante avec l'axe du piston et inclinée par rapport à cet axe du piston. Selon une autre caractéristique optionnelle de la pompe selon l'invention, la pompe comprend un organe de distribution rotatif mettant en communication la chambre de dosage alternativement avec une chambre d'admission de la pompe et une chambre de refoulement de la pompe, l'organe de distribution étant synchronisé avec la came. La synchronisation de l'organe de distribution avec la came permet de faire correspondre la phase de d'admission et la mise en communication de la chambre d'admission avec la chambre de dosage, et réciproquement, de faire correspondre la phase de refoulement et la mise en communication de la chambre de dosage avec la chambre de refoulement. L'invention a également pour objet un procédé de contrôle de débit d'une pompe telle que définie ci-dessus, caractérisé en ce que l'on détecte l'établissement d'un contact entre la came et le poussoir du piston, et on vérifie que le contact s'établit dans un délai prédéterminé s'écoulant à compter de la détection de la position de référence de la came ou de l'organe lié cinématiquement à la came. En détectant l'établissement du contact entre la came et le poussoir du piston, on contrôle la régularité du débit de la pompe. En effet, si la pression du produit est suffisamment élevée lors de la phase d'admission, le piston atteint sa position de volume maximal. Le contact entre la came et le poussoir s'établit alors dans le délai prédéterminé. Par ailleurs, si la pression du produit est trop faible lors de la phase d'admission, le piston n'atteint pas sa position de volume maximal. Le contact entre la came et le poussoir s'établit alors hors du délai prédéterminé. Selon des caractéristiques optionnelles du procédé selon l'invention : - Si le contact n'est pas établi dans le délai prédéterminé, on émet une alerte. - Le produit pompé est une matière viscoélastique, par exemple de la gomme. -4- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une pompe selon l'invention ; - la figure 2 est un graphique représentant, d'une part, un signal de sortie binaire du capteur de proximité en fonction du temps, et d'autre part, un signal de sortie binaire du pont diviseur de tension en fonction du temps. On a représenté sur la figure 1 une pompe volumétrique selon l'invention et désignée par la référence générale 10. Le pompe 10 comprend un corps de pompe 12 délimitant une chambre d'admission 14 et une chambre de refoulement 16. Les chambres 14 et 16 sont séparées l'une de l'autre par un organe 18 de distribution rotatif. Cet organe 18 met alternativement en communication une chambre de dosage 20 avec la chambre d'admission 14 et la chambre de refoulement 16 par l'intermédiaire d'une lumière 22 ménagée dans le corps de pompe 12. Un piston 24 de dosage d'un produit pompé P est monté coulissant dans la chambre de dosage 20 entre des positions de volume respectivement maximum et minimum. Le produit pompé P est, par exemple, une matière viscoélastique notamment de la gomme. D'une part, lors d'une phase dite d'admission, le piston 24 est déplaçable de sa position de volume minimum vers sa position de volume maximum, sous l'effet d'une pression du produit pompé P distribué par l'organe 18 depuis la chambre d'admission 14 vers la chambre de dosage 20. D'autre part, lors d'une phase dite de refoulement, le piston 24 est déplaçable de sa position de volume maximum vers sa position de volume minimum, à l'aide de moyens de déplacement 26. Ces moyens 26 comprennent un organe rotatif 28 formant came. L'organe 28 comprend un galet 30, de forme générale de disque, monté de façon excentrée autour d'un axe X, perpendiculaire au plan de la figure 1. Lors de la phase de refoulement, l'organe rotatif 28 est au contact avec une extrémité 32 du piston 24 externe à la chambre d'admission 20. Cette extrémité externe 32 forme poussoir. La chambre de dosage 20 est délimitée par une paroi 34 comprenant une chemise interne 36 en contact avec une extrémité 38 du piston 24 interne à la chambre 20. Lorsque le piston 24 et son extrémité 38 sont conducteurs. Lorsque le piston 24, notamment son extrémité interne 38, est conducteur de l'électricité, la chambre 20 comprend également un fourreau externe 40 séparé de la chemise interne 36 par un matériau 42 isolant électriquement. -5- En variante, l'extrémité interne 38 à la chambre 20 de dosage étant éventuellement conductrice électriquement, le poussoir 32 est séparé de l'extrémité interne 38 par un matériau isolant électriquement. L'organe 18 de distribution est d'un type classique tel que décrit, par exemple, dans EP 0 604 888. Cet organe 18 comprend un boisseau cylindrique 44 dans lequel sont ménagés des évidements périphériques respectivement d'admission 46 et de refoulement 48. Le boisseau cylindrique 44 est relié à une vis sans fin 50 agencée dans la chambre d'admission 14 et permettant de mettre sous pression le produit pompé P. Afin de détecter un défaut de régularité du débit de refoulement de la pompe 10, la pompe 10 comprend des moyens 52 de détection du contact entre la came 30 et le poussoir 32 du piston 24 et des moyens 54 de détection d'une position de référence de la came 30 ou d'un organe lié cinématiquement à la came. Un organe lié cinématiquement à la came peut être, par exemple, l'organe 18 de distribution, qui est synchronisé avec la came. Les moyens 52 de détection de contact comprennent des moyens 56 de détection de passage d'un courant entre la came 30 et le poussoir 32 du piston 24, la came 30 et le poussoir 32 du piston 24 étant conducteurs électriquement. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, les moyens 56 de détection de passage du courant comprennent un pont diviseur de tension dont la sortie S est reliée à un circuit de charge comprenant la came 30 et le poussoir 32 du piston 24. L'entrée du pont diviseur est alimentée, par exemple, par une tension correspondant à la différence entre un potentiel non nul Vcc et une masse M. Le circuit de charge relie, par exemple, la sortie S du pont à la masse M par l'intermédiaire du poussoir 32 et de la came 30. Les moyens 54 de détection d'une position de référence de la came 30 comprennent un repère 58 porté par la came 30 et un capteur 60 de proximité de ce repère 58. Dans l'exemple illustré, la position de référence de la came 30 correspond à la position de volume maximal du piston 24 de dosage. Le capteur de proximité 60 comprend, par exemple, une sonde à effet Hall. De plus, la came 30 et le poussoir 32 du piston 24 sont délimités par des surfaces 62 et 64 de contact mutuel. Ces surfaces 62 et 64 coopèrent entre elles de façon à empêcher la rotation du piston 24 autour d'un axe Y, dit axe du piston 24, sensiblement parallèle à une direction de coulissement du piston 24. Ainsi, par exemple et comme représenté sur la figure 1, la surface 62 de contact du poussoir 32 du piston 24 a une forme générale plane présentant une normale sécante avec l'axe Y et inclinée par rapport à l'axe Y. -6- Les principaux aspects du procédé de contrôle du débit de la pompe selon l'invention vont à présent être décrits. Sur la figure 2, les phases d'admission sont représentées par la référence I et les phases de refoulement par la référence II. On détecte l'établissement d'un contact entre la came 30 et le poussoir 32 du piston 24 en relevant la tension à la sortie du pont diviseur de tension 56. Cette tension de sortie est représentée, en fonction du temps, par le signal binaire du bas de la figure 2. En effet, lors de la phase d'admission I, le piston 24 est déplacé sous l'effet de la pression du produit pompé P. Il n'y a donc généralement pas de contact entre le poussoir 32 et la came 30. Par conséquent, le circuit de charge est ouvert et la tension de sortie du pont diviseur de tension 56 a une valeur non-nulle Vs inférieure à Vcc. Lors de la phase de refoulement II, le piston 24 est déplacé par la came 30. Il y a donc contact entre le poussoir 32 et la came 30. Ainsi, le circuit de charge est fermé et la tension de sortie du pont diviseur 56 a une valeur nulle, car la sortie S est reliée à la masse. Conformément au procédé selon l'invention, on vérifie également que le contact entre les surfaces 62 et 64 s'établit dans un délai prédéterminé Ti s'écoulant à compter de la détection de la position de référence de la came 30 ou de l'organe lié cinématiquement à la came 30. Ainsi, comme représenté sur la figure 2, le signal de sortie binaire du capteur de proximité 60 (signal binaire du haut de la figure 2) a une valeur non nulle V1 lorsque la came 30 se trouve dans sa position de référence. Dans cette position de référence, le repère 58 est à une distance inférieure ou égale à une distance de détection prédéterminée du repère 58 par le capteur de proximité 60. Lorsque la came 30 n'est pas dans sa position de référence, le repère 58 se trouve à une distance du capteur de proximité 60, supérieure à la distance de détection. La came 30 est dans une telle position, par exemple, à la fin d'une phase de refoulement II. Le signal de sortie du capteur de proximité est alors nul, comme représenté sur la figure 2. Durant les deux premiers cycles C,, C2 de la figure 2, le poussoir 32 du piston 24 atteint sa position de volume maximal à l'issue de la phase d'admission I. Le contact entre la came 30 et le poussoir 32 du piston 24 s'établit donc lorsque, d'une part, la came 30 commence à déplacer le piston 24 de sa position de volume minimal vers sa position de volume maximal et, d'autre part, la came 30 est dans sa position de référence, c'est à dire le signal du capteur de proximité a une valeur non nulle. Le poussoir 32 atteignant sa position de volume maximal à l'issue de la phase d'admission I, aucune alerte n'est émise. -7- Lors du troisième cycle C3 de la figure 2, en raison, par exemple, d'un défaut de pression dans la chambre d'admission 14, le poussoir 32 n'atteint pas sa position de volume maximal à l'issue de la phase d'admission I. Dans ce cas, le contact entre la came 30 et le poussoir 32 du piston 24 s'établit après le délai Ti. Le contact s'établit ici, plus tard, une fois que la came 30 s'est éloignée de sa positon de référence et que par conséquent, la valeur du premier signal est nulle. On émet alors une alerte, par exemple sonore ou visuelle. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation précédemment décrit. En effet, l'organe rotatif 30 formant came pourra présenter une forme autre que celle d'un galet en forme de disque. Par exemple, l'organe rotatif 30 n'étant en contact avec le poussoir 34 que durant la phase de refoulement, l'organe rotatif 30 pourra avoir une forme de demi disque. De plus, les moyens 54 de détection de la position de référence de la came 30 pourront comprendre des moyens de détection de contact entre le repère 58 fixé sur la came 30 et le capteur 60. REVENDICATIONS 1. Pompe volumétrique (10), du type comprenant un piston (24) de dosage de produit pompé (P) monté coulissant dans une chambre (20) de dosage, entre des positions de volume respectivement maximum et minimum, et des moyens (28) de déplacement du piston (24) de dosage de la position de volume maximum vers la position de volume minimum, comprenant un organe rotatif (30) formant came en contact avec une extrémité du piston (24) externe à la chambre (20), formant poussoir (32), caractérisée en ce que la pompe (10) comprend des moyens (52) de détection du contact entre la came (30) et le poussoir (32) du piston (24) et des moyens (54) de détection d'une position de référence de la came (30) ou d'un organe lié cinématiquement à la came (30). 2. Pompe (10) selon la revendication 1, dans laquelle la position de référence correspond à la position de volume maximal du piston (24) de dosage. 3. Pompe (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens (54) de détection de la position de référence de la came (30) comprennent un repère (58) porté par la came (30) et un capteur de proximité (60) de ce repère (58). 4. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la came (30) et le poussoir (32) du piston (24) sont conducteurs électriquement, les moyens (52) de détection de contact comprenant des moyens (56) de détection de passage d'un courant entre la came (30) et le poussoir (32) du piston (24). 5. Pompe (10) selon la revendication 4, dans laquelle les moyens (56) de détection de passage de courant comprennent un pont diviseur de tension dont la sortie (Vs) est reliée à un circuit de charge comprenant la came (30) et le poussoir (32) du piston (24). 6. Pompe (10) selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle le piston (24) comprend une extrémité interne (38) à la chambre (20) de dosage, conductrice électriquement, la chambre (20) de dosage étant délimitée par une paroi (34) comprenant une chemise interne (36), en contact avec l'extrémité interne (38) du piston (24), et un fourreau externe (40), la chemise interne (36) étant séparée du fourreau externe (40) par un matériau (42) isolant électriquement. 7. Pompe (10) selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle le piston (24) comprend une extrémité interne (38) à la chambre (20) de dosage, éventuellement conductrice électriquement, le poussoir (32) étant séparé de l'extrémité interne (38) par un matériau isolant électriquement. 8. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la came (30) et le poussoir (32) du piston (24) sont délimités par des surfaces-9- (62, 64) de contact mutuel coopérant entre elles de façon à empêcher la rotation du piston (24) autour d'un axe (Y), appelé axe du piston (24), sensiblement parallèle à une direction de coulissement du piston (24). 9. Pompe (10) selon la revendication 8, dans laquelle la surface de contact (62) du poussoir (32) du piston (34) a une forme générale plane présentant une normale sécante avec l'axe (Y) du piston (24) et inclinée par rapport à cet axe (Y) du piston (24). 10. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe (18) de distribution rotatif mettant en communication la chambre de dosage (20) alternativement avec une chambre d'admission (14) de la pompe (10) et une chambre de refoulement (16) de la pompe (10), l'organe (18) de distribution étant synchronisé avec la came (30). 11. Procédé de contrôle de débit d'une pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détecte l'établissement d'un contact entre la came (30) et le poussoir (32) du piston (24), et on vérifie que le contact s'établit dans un délai prédéterminé (Ti) s'écoulant à compter de la détection de la position de référence de la came (30) ou de l'organe lié cinématiquement à la came (30). 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, si le contact n'est pas établi dans le délai prédéterminé (Ti), on émet une alerte. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le produit pompé (P) est une matière viscoélastique, par exemple de la gomme.