Brevet FR2943759A1 — publié le 20101001

POMPE À GRAISSE À MAIN À FIABILITÉ AMÉLIORÉE L'invention concerne une pompe à graisse à main, à commande par levier, particulièrement adaptée à fonctionner dans des environnements requérant une grande fiabilité comme les centrales nucléaires par exemple. Dans les grandes installations industrielles telles qu'usines et centrales électriques, il est fait usage de nombreuses machines tournantes pour lesquelles il est essentiel de s'assurer du bon graissage des paliers des pièces en rotation. Du fait de la variété des machines et en particulier des matériaux constituant les paliers précités et des conditions de fonctionnement (température, vitesse de rotation, etc.), il est nécessaire d'utiliser de nombreuses variétés de lubrifiants et en particulier de graisses. Il est en outre indispensable de s'assurer que la graisse employée est conforme aux prescriptions du constructeur de la machine, une erreur de type ou de référence de graisse pouvant entrainer des conséquences graves, telles que l'arrêt de la machine concernée et parfois même l'arrêt de l'installation. Pour éviter de telles anomalies, il pourrait être envisagé d'utiliser des dispositifs de graissage automatique associés à chaque machine concernée. Une telle solution conduit à des coûts prohibitifs. On utilise donc couramment des pompes à graisse à main, comportant une tête de pompe dans laquelle une chambre de dosage est balayée par un piston sous l'effet d'un levier, le piston propulsant une quantité prédéterminée de graisse sous pression au travers d'un tube flexible de raccordement à un graisseur de la machine. La graisse est contenue dans un réservoir en général cylindrique, vissé à la tête de pompe, qui contient de la graisse en vrac ou bien une cartouche de graisse de taille standard. Un dispositif presseur, sous la forme d'un piston poussé par un ressort est fixé à l'extrémité du réservoir opposée à la tête de pompe pour pousser la graisse vers la tête de pompe. Le réservoir cylindrique est réalisé en métal pour des raisons de robustesse. Il est dans ce cas difficile de s'assurer d'une part s'il reste de la graisse dans le réservoir et d'autre part de quel type de graisse il s'agit. Il a donc été proposé d'utiliser des réservoirs en matière transparente pour permettre l'identification de la graisse soit directement (par sa couleur par exemple) soit par la lecture des indications portées sur la cartouche. Cependant les réservoirs transparents présentent certains problèmes de robustesse et de fiabilité. En effet, ces réservoirs sont constitués d'un tube de matière synthétique transparente (polycarbonate, PMMA, etc.) Si le tube est fixé directement sur la tête de pompe par un filetage, les montages et démontages fréquents pour rechargement de la pompe usent prématurément le filetage. De même, des chocs latéraux sur le réservoir peuvent briser le filetage. En outre, le dispositif presseur génère une force tendant à séparer le réservoir de la tête de pompe ou du dispositif presseur lui-même. On a donc employé des embouts métalliques filetés placés aux extrémités d'un manchon transparent, mais le problème posé par la force exercée par le dispositif presseur subsiste. L'invention vise donc à proposer une pompe à graisse 15 comportant un réservoir transparent ne présentant pas les inconvénients de la technique antérieure. L'invention vise en outre une pompe permettant une purge complète de l'air restant dans le réservoir lors d'un chargement. L'invention vise encore une pompe ayant un maniement 20 facilité pour l'opérateur. L'invention vise également à fournir une pompe dont le coût de fabrication est optimisé et la fiabilité améliorée. Pour ce faire, l'invention concerne une pompe à graisse à main, à commande par levier, comprenant : 25 - une tête de pompe comportant une chambre cylindrique balayée par un plongeur sous l'effet d'un levier en vue de délivrer une quantité prédéterminée de graisse sous pression et un dispositif de purge, - un réservoir de graisse de forme généralement cylindrique, constitué d'un manchon de matière plastique transparente terminé à chacune de ses 30 extrémités par un embout métallique fileté, l'un des embouts étant adapté pour fixer le réservoir sur la tète de pompe et l'autre embout étant adapté pour recevoir un dispositif presseur, - un dispositif presseur, dit fouloir, comportant une embase en forme de cuvette filetée, une tige de piston traversant ladite embase et un piston 5 d'un diamètre correspondant au diamètre du réservoir, mobile le long de la tige sous l'effet d'un ressort entourant la tige, caractérisée en ce que le ressort est un ressort hélicoïdal cylindro-conique comportant une partie cylindrique venant en appui sur l'embase et se poursuivant par une partie conique de grand diamètre égal à celui de la partie cylindrique et dont 10 le petit diamètre vient en appui sur le piston. Grâce à ce ressort cylindro-conique, la pompe selon l'invention est plus facile à utiliser et plus fiable que les pompes de l'art antérieur. En effet, il est ainsi possible de concilier une forte pression en tout début de course du dispositif presseur, permettant de purger efficacement les bulles d'air 15 susceptibles d'avoir été incluses dans le réservoir lors du chargement avec une pression beaucoup plus faible pendant la course de travail effectif du piston presseur, ce qui réduit les efforts permanents sur les embouts du réservoir et augmente la fiabilité de la pompe. Avantageusement et selon l'invention, la pompe comporte un 20 réservoir transparent adapté pour recevoir des cartouches de graisse de taille normalisée. Les indications portées sur la cartouche de graisse sont ainsi bien visibles de l'extérieur et les risques d'erreur de type de graisse sont minimisés. Avantageusement et selon l'invention, la pompe comporte un réservoir transparent adapté pour recevoir de la graisse en vrac. La quantité de 25 graisse et le cas échéant, sa qualité identifiable par la couleur du produit, contenue dans le réservoir est immédiatement apparente. Les risques de � pompage à vide � sont minimisés. Avantageusement et selon l'invention, le piston comporte un joint périphérique souple de diamètre adapté pour assurer une étanchéité avec une 30 cartouche de graisse et avec le réservoir. Grâce à la souplesse de ce joint périphérique, la pompe est polyvalente et peut utiliser aussi bien de la graisse en cartouche que de la graisse en vrac. Avantageusement et selon l'invention, les embouts métalliques filetés sont fixés sur le manchon transparent par un joint de colle. Il est maintenant possible. grâce à l'effort réduit développé par la partie cylindrique du ressort pendant sa course de travail et donc à l'effort réduit appliqué sur la jonction des embouts métalliques avec le manchon transparent de réaliser un montage collé de ceux-ci sur le manchon, ce qui n'était pas envisageable en présence d'efforts importants pendant toute la durée du service de la pompe. Avantageusement et selon l'invention, les embouts métalliques filetés présentent un moletage sur leur surface externe. Cette caractéristique améliore la préhension de la pompe, en particulier lors des opérations de vissage ! dévissage du réservoir tant coté de la tête de pompe que du fouloir, lors des chargements. Avantageusement et selon l'invention, le dispositif de purge de la pompe est un clapet à poussoir. Dès lors, après chargement de la pompe, le fouloir est relâché et une simple pression sur le poussoir du dispositif de purge permet d'évacuer l'air grâce à la pression importante développée par la partie conique du ressort. Avantageusement et selon l'invention, la tête de pompe est adaptée pour délivrer un volume de graisse de 1,5 cm3 par course du plongeur. Avantageusement et selon l'invention, la tête de pompe comporte un dispositif de marquage permettant d'identifier une caractéristique non immédiatement perceptible de la pompe. Particulièrement utile dans des installations présentant des zones différenciées, comme par exemple les centrales nucléaires, le dispositif de marquage permet d'identifier la zone de service de la pompe pour éviter que des pompes affectées à une zone contaminée ne soient déplacées vers une zone non contaminée. Le marquage permet également, le cas échéant, d'identifier le débit de la pompe afin d'éviter des erreurs de dosage. Avantageusement et selon l'invention, la tige de piston comporte une poignée de traction à l'extérieur de l'embase et en ce que l'embase comporte un dispositif de blocage de la tige de piston en position étendue. Ainsi, lorsque le piston doit être reculé pour recharger la pompe, l'opération est facilitée d'une part par le moletage de l'embout coopérant avec l'embase et d'autre part par la poignée, permettant ainsi à l'opérateur de reculer le piston avec un effort mesuré pendant la compression de la partie cylindrique du ressort et de disposer d'une bonne prise lorsque cet effort croit à raison de la compression de la partie conique. Le dispositif de blocage de la tige assure une sécurité anti-retour du ressort jusqu'à la fin de l'opération de chargement. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention 10 apparaîtront au vu de la description qui va suivre et des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de coté de la pompe selon l'invention, comportant des arrachés permettant de visualiser ses caractéristiques, - la figure 2 est une vue schématique de la pompe mettant en 15 relation l'effort développé par le piston et sa position le long de la tige de piston, - la figure 3 est une vue de détail de la fixation d'un embout fileté métallique sur l'embase du fouloir. La pompe 1 à main selon l'invention, illustrée à la figure 1, comprend une tête de pompe désignée généralement par la référence 2, comprenant 20 une chambre cylindrique 21 dans laquelle circule un plongeur 22 sous l'effet d'un levier 23 articulé sur la tête de pompe par une biellette 28. Le diamètre du plongeur est sensiblement égal, à un jeu de fonctionnement près, au diamètre de la chambre 21 de manière à comprimer et propulser une quantité de graisse définie par la course du plongeur au travers d'un tube flexible 26 et d'un raccordement 27 adapté pour 25 coopérer avec un graisseur placé sur une machine à lubrifier. La tête 2 de pompe comporte également un dispositif de purge sous la forme d'un clapet à poussoir 24, pour permettre l'évacuation de l'air susceptible d'être enfermé au voisinage de la tête de pompe lors d'un rechargement de la pompe. 30 La graisse est contenue dans un réservoir 3 fixé à la tête de pompe. Le réservoir 3 est constitué d'un manchon 31 réalisé dans un tube en matière plastique transparente, par exemple en polycarbonate ou polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou, préférentiellement en ABS transparent, plus résistant que les matières précédentes aux chocs et aux agents chimiques susceptibles d'être rencontrés tant dans la graisse que dans l'environnement de la pompe. Le manchon 31 est raccordé à la tête de pompe par un embout 32a métallique fileté et comporte à son extrémité opposée un autre embout 32b similaire pour le raccordement à un dispositif presseur 4. Le dispositif presseur, encore appelé fouloir dans le langage du métier des pompes à main, comporte une embase 41 en forme de cuvette comportant un filetage coopérant avec l'embout 32b pour la fixation de l'embase sur le réservoir. L'embase 41 est traversée selon son axe de révolution par une tige 42 de piston coulissant dans l'embase et pénétrant à l'intérieur du réservoir lorsque l'embase est fixée à celui-ci. La tige 42 comporte à son extrémité extérieure au réservoir 3 une poignée 46. L'autre extrémité de la tige 42 porte un écrou de butée d'un piston 43 coulissant autour de la tige 42 à l'intérieur du réservoir. Un ressort 44 hélicoïdal, de forme cylindro-conique, en fil de section constante est placé autour de la tige 42. Le ressort 44 comporte une partie cylindrique 44a et une partie conique 44b dont le grand diamètre est égal au diamètre de la partie cylindrique. Le ressort 44 est monté en appui sur la partie interne du fond de l'embase 41 par une extrémité correspondant à sa partie cylindrique 44a. L'autre extrémité du ressort, correspondant au plus petit diamètre de la partie conique 44b vient en appui sur la face du piston 43 dirigée vers l'embase. Le piston 43 comporte une garniture en forme de joint 45 périphérique souple venant au contact de la paroi interne du manchon 31. Ce joint peut être un joint à lèvre comme représenté sur les figures 1 et 2 ou bien un joint à jupe ou à soufflet ou encore tout type de joint permettant de réaliser un contact d'étanchéité périphérique. L'embase 41 comporte également un dispositif 47 de blocage de la tige 42 de piston, permettant de l'immobiliser en position lorsqu'elle est tirée vers l'extérieur de l'embase, en opposition à l'effort développé par le ressort comprimé entre le piston 43 en butée en bout de tige et le fond de l'embase 41. Le dispositif 47 de blocage peut être constitué d'une languette métallique percée à un diamètre légèrement supérieur à celui de la tige et coinçant celle-ci par basculement comme représenté aux figures 1 et 3, ou bien par des pattes de blocage réalisées par pincement de la tige et coopérant avec une découpe du fond de l'embase permettant le passage des pattes et leur blocage par rotation ou encore par une gorge dans la tige coopérant, par basculement de la tige hors de son axe, avec une encoche de largeur correspondante adjacente au trou de passage de la tige. Le réservoir 3 est adapté pour pouvoir être rempli de graisse sous forme de graisse en vrac ou bien sous forme de graisse en cartouche. Dans le cas d'utilisation de graisse en vrac, on détache le réservoir 3 de la tête de pompe 2 en dévissant l'embout 32a. Le piston 43 est ensuite amené dans sa position la plus proche de l'embase 41 (position repérée 0 sur le graphe de la figure 2) en tirant sur la tige 42 de piston au moyen de la poignée 46 et en bloquant la tige au moyen du dispositif de blocage 47. Dans cette position, le ressort 44 est complètement comprimé, c'est-à-dire que les spires de la partie cylindrique sont jointives et celles de la partie conique sont à plat (pour autant que la progression de diamètre de la partie conique le permette). On note que l'effort Fmax exercé par le ressort dans cette position s'applique entre le piston 43 et l'embase 41, retenus dans leur position respective par la tige 42 et le dispositif de blocage 47. L'effort ne s'applique donc pas au réservoir 3 à la jonction entre le manchon 31 et les embouts 32a et 32b. Le réservoir 3 est alors rempli par tout moyen approprié (injection par une pompe spéciale à partir d'un fût, vidage d'une cartouche, remplissage à la spatule, etc.) et remonté sur la tête de pompe. Il convient alors de purger l'air contenu entre la graisse du réservoir et la chambre de la tête de pompe afin d'éviter d'injecter de l'air au lieu de graisse lors des premiers graissages. Pour ce faire, le dispositif de blocage 47 est désactivé et la tige 42 de piston est rentrée à l'intérieur du réservoir. Le piston 43 est poussé contre la graisse par le ressort 44 et l'effort sensiblement égal à Fmax s'exerce entre l'embase 41 et la tête de pompe par l'intermédiaire du piston et de la colonne de graisse. Cet effort élevé permet de purger facilement la pompe de l'air emprisonné par un simple appui sur le poussoir du clapet du dispositif de purge 24. Cependant, cet effort est également transmis aux jonctions entre le manchon 31 et les embouts 32a et 32b, et serait susceptible d'entrainer une fragilisation, voire une rupture de cette liaison si la sollicitation était prolongée et aggravée par les multiples petits chocs de manutention auxquels la pompe est soumise en emploi quotidien. Grâce à la forme cylindro-conique du ressort 44, l'effort élevé généré par la raideur progressive de la partie conique 44b du ressort diminue rapidement au cours de la purge et dès les premiers coups de pompe, pour atteindre un effort F 1 correspondant à la position x 1 du piston 43. Dès lors, la raideur du ressort 44 ne dépend plus que de la raideur de la partie cylindrique 44a de celui-ci, raideur constante et très inférieure à celle de la partie conique du fait du grand diamètre des spires. Ainsi, pendant toute la course de travail du piston 43, l'effort exercé sur la jonction entre les embouts 32a et 32b et le manchon 31 est réduit à la valeur juste suffisante pour gaver la chambre 21 de la tête de pompe. Il est ainsi possible de concilier l'effort élevé nécessaire pour une purge rapide et complète de l'air emprisonné lors du remplissage de la pompe avec un effort réduit au minimum nécessaire pour le fonctionnement courant de la pompe, et ainsi d'améliorer la fiabilité de celle-ci. Le réservoir 3 est également adapté à recevoir de la graisse pré chargée dans une cartouche 33. La transparence du manchon 31 permet alors de bien identifier la référence de la graisse employée, les marquages de la cartouche étant clairement visibles au travers de la paroi. Dans le cas d'usage d'une cartouche, il s'avère nécessaire, outre pour la purge, d'appliquer un effort important au piston immédiatement après le chargement pour permettre l'insertion du piston dans le corps de la cartouche, d'un diamètre intérieur nécessairement inférieur au diamètre intérieur du manchon 31. Le joint 45 souple formant la garniture du piston 43 est avantageusement adapté pour pouvoir se déformer de façon à correspondre aussi bien au diamètre intérieur du manchon qu'au diamètre intérieur de la cartouche et assurer l'étanchéité dans les deux cas. L'effort élevé nécessaire à la déformation du joint 45 lors de l'entrée du piston dans la cartouche 33 est ainsi fourni au début de la course du piston (avant la position x 1 sur la figure 2) grâce à la forte raideur de la partie conique 44b du ressort, sans qu'il soit besoin de sacrifier la fiabilité à terme des jonctions entre le manchon et les embouts. De ce fait, il est possible de simplifier la construction de la pompe selon l'invention en réalisant le réservoir par collage des deux embouts filetés directement par un joint de colle 35 entre la paroi externe du manchon 31 et la paroi interne de l'embout 32, comme illustré sur la coupe de détail de la figure 3. Bien entendu d'autres modes de fixation des embouts sur le manchon peuvent être envisagés, alternativement ou en combinaison. Par exemple, un filetage des deux surfaces, complété par un joint de colle sur le filetage permet d'assurer une double sécurité. Il est en outre avantageux de réaliser un moletage 34 ou un guillochage sur la surface externe des embouts pour favoriser leur prise en main et faciliter le vissage ou le dévissage du réservoir. Ce moletage 34 permet d'inciter les opérateurs à se servir de l'embout pour exercer le couple de vissage plutôt que le manchon, limitant ainsi les efforts exercés sur la jonction manchon / embout. La pompe selon l'invention comporte également un dispositif de marquage 25 placé avantageusement en vue sur la biellette 28 reliant le levier 23 à la tête de pompe 2. Ce dispositif de marquage peut être avantageusement constitué par un marquage coloré, par exemple par des rivets en matière plastique colorée qui une fois fixés sur la biellette 28 ne peuvent être enlevés que par destruction. Ce dispositif de marquage a pour objectif d'identifier une ou plusieurs caractéristiques de la pompe qui ne sont pas immédiatement identifiables, comme par exemple la zone de service de la pompe dans une installation telle qu'une centrale nucléaire où des pompes identiques peuvent être utilisées dans des zones de niveau de contamination différent. D'autres informations peuvent également être véhiculées par le dispositif de marquage comme le débit par coup de la pompe. Avantageusement, la pompe selon l'invention comporte une chambre 21 et un plongeur 22 adaptés pour délivrer un volume de 1,5 cm3 par coup (course complète du levier 23) sous une pression de 300 à 500 bars. D'autres débits peuvent être obtenus en changeant le diamètre de la chambre et du plongeur ou encore les limites de course du plongeur. Ces modifications n'étant pas immédiatement perceptibles à la simple vue de la pompe, le dispositif de marquage permet de fiabiliser l'emploi de la pompe en évitant les erreurs de dosage. Bien entendu, cette description est donnée à titre d'exemple illustratif uniquement et l'homme du métier pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir de la portée de l'invention, comme par exemple installer deux ressorts concentriques, l'un de raideur faible et de longueur suffisante pour couvrir toute la course du piston et l'autre, de forte raideur et de faible course, fixé solidaire de l'embase, pour fournir l'effort nécessaire en début de course du piston. REVENDICATIONS1/ - Pompe (1) à graisse à main, à commande par levier (23) comprenant : - une tête (2) de pompe comportant au moins une chambre (21) cylindrique balayée par un plongeur (22) sous l'effet d'un levier (23) en vue de délivrer une quantité prédéterminée de graisse sous pression et un dispositif (24) de purge, - un réservoir (3) de graisse de forme généralement cylindrique, constitué d'un manchon (31) de matière plastique transparente terminé à chacune de ses extrémités par un embout (32a, 32b) métallique fileté, l'un des embouts (32a) étant adapté pour fixer le réservoir sur la tête de pompe et l'autre embout étant adapté pour recevoir un dispositif presseur, - un dispositif presseur (4), dit fouloir, comportant une embase (41) en forme de cuvette, une tige (42) de piston traversant ladite embase et un piston (43) d'un diamètre correspondant au diamètre du réservoir, mobile le long de la tige sous l'effet d'un ressort (44) entourant la tige, caractérisée en ce que le ressort (44) est un ressort hélicoïdal cylindro-conique comportant une partie cylindrique (44a) venant en appui sur l'embase (41) et se poursuivant par une partie conique (44b) de grand diamètre égal à celui de la partie cylindrique et dont le petit diamètre vient en appui sur le piston (43). 2/ - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un réservoir (3) transparent adapté pour recevoir des cartouches (33) de graisse de taille normalisée. 3/ - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce 25 qu'elle comporte un réservoir (3) transparent adapté pour recevoir de la graisse en vrac. 4/ - Pompe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le piston (43) comporte un joint (45) périphérique souple de diamètre adapté pour assurer une étanchéité avec une cartouche (33) de graisse et avec le 30 réservoir (3).5/ - Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les embouts (32a, 32b) métalliques filetés sont fixés sur le manchon (3) transparent par un joint de colle (35). 6/ - Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les embouts (32a, 32b) métalliques filetés présentent un moletage (34) sur leur surface externe. 7,' - Pompe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif de purge (24) est un clapet à poussoir. - Pompe selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la tête de pompe comporte un dispositif (25) de marquage permettant d'identifier une caractéristique non immédiatement perceptible de la pompe. 9/ - Pompe selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la tête (2) de pompe est adaptée pour délivrer un volume de graisse de 1,5 cm3 par course du plongeur (22). 10/ - Pompe selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la tige (42) de piston comporte une poignée (46) de traction à l'extérieur de l'embase (41) et en ce que l'embase comporte un dispositif (47) de blocage de la tige de piston.