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CARTER CARBURETOR CORPORATION, résidant à St.Louis9 Missouri (E.U.A.).
POMPE A CARBURANT.
La présente invention est relative à un joint de bottier appli- qué à une pompe à diaphragme prévue pour être entraînée par un arbre à came.
Les pompes de ce type conviennent à de nombreux usages; le type particu- lier décrit ci-dessous. est une pompe à carburant construite pour être fixée directement à un moteur, de sorte que le levier de la pompe est entraîné dans un mouvement oscillant, soit directement, soit par l'in- termédiaire d'organes de liaison., par l'arbre à cames du moteur. Les pom- pes de ce type comportent généralement deux ou plusieurs éléments de bottier séparés munis de bride d'accouplements, à l'intérieur desquels sont montés les différents organes de la pompe; les différents éléments de bottier sont ensuite serrés les uns aux autres au moyen d'un certain nom- bre de boulons disposés suivant une circonférence et traversant les bri- des d'accouplement.
L'invention se propose notamment de réaliser un joint plus ou moins permanent entre les différentes brides d'accouplement des éléments du bottier, ce joint permettant de supprimer complètement l'emploi de boulons montés à travers les brides d'accouplement, ce qui réduit de nombreuses opérations d'usinage et d'assemblage souvent coûteuses.
De façon plus précise l'invention s'applique notamment, là où il est néces- saire de serrer le diaphragme de la pompe entre les brides d'accouplement du boîtier
Il est évident que la suppression des boulons sur les brides d'accouplement du boîtier permet d'éliminer plusieurs opérations d'usi- nage; mais elle comporte en outre d'autres avantages qui. quoique moins évidents permettent d'obtenir un fonctionnement plus uniforme des dif- férents produits une fois finis.Les opérations d'usinage mentionnées ci-dessus laissent sur les pièces des copeaux qui doivent être enlevés; l'opération de mise au net de l'ouvrage constitue une opération supplé- mentaire à laquelle doivent être soumises les pièces.Dans cette opéra-
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tion les pièces à nettoyer sont plongées dans un liquide de lavage ;
réaliser ceci il est nécessaire de charger et de décharger les pièces de paniers en acier. Il s'ensuit que les opérations de lavage et de manutention augmentent le coût de la fabrication. En plus de ces inconvénients ces opérations risquent d'endommager les boîtiers et bien entendu aucune opération de mise au net n'est complète et tout à fait efficace.
Certaines pièces sont nécessairement endommagées lors des opérations de manutention, au point qu'il est nécessaire de mettre au rebut la pompe une fois finie; d'autres pompes comporteront quand même des'copeaux qui n'auront pas été éliminés par l'opération de lavage. Dans ce dernier cas, ces copeaux ont tendance à demeurer accrochés au diaphragme en caoutchouc. aux valves ou au siège de ces valves, de la pompe une fois finie; ceci diminue le rendement de la pompe. de sorte que tous les produits une fois finis, n'auront pas des débits comparativement uniformes.
Bien entendu, les mises au rebut constituent des pertes sèches et la fabrication de pompes défectueuses doit à tout prix être évitée.
Des pannes risquent en effet de se produire une fois que la pompe est en fonctionnement, ce qui nuit à la réputation du fabricant.
Suivant l'une des variantes décrites ci-dessous, comportant un joint suivant l'invention, la seule opération d'usinage consiste à effectuer des taraudages sur les bossages de la pompe dans lesquels se montent les tuyaux de branchement. Plus les opérations d'usinage sont réduites, moins il se produit de copeaux, et plus l'opération de mise au net est simple.
Le joint perfectionné suivant l'invention, réduit le nombre de pompes mises au rebut du fait de diaphragmes défectueux et prolonge, pour d'autres raisons, la vie utile du diaphragme. A part le fait qu'il n'est pas nécessaire de percer sur le diaphragme des trous destinés au passage des boulons, ce qui constitue en soit une source de perturbation, d'autres avantages résultent de l'emploi de ce joint perfectionné.
Par l'emploi de ce joint, les bottiers sont munis d'épaulements ou butées, qui non seulement maintiennent ensemble les éléments du bottier mais qui limitent également la pression de serrage exercée par les brides d'accouplements sur le diaphragme. La possibilité d'un serrage irrégulier dû à une pression irrégulière des boulons de serrage est ainsi évitée. Le diaphragme est soumis à une pression uniforme tout autour de sa périphérie et toute possibilité de tension irrégulière en fonctionnement est exclue.
Le joint perfectionné suivant l'invention, permet de réduire le nombre de pièces à mettre au rebut et d'obtenir une durée de vie utile plus longue du diaphragme, du fait de l'élimination des difficultés qui se présentent lors de l'assemblage des éléments du bottier. L'opération d'assemblage s'effectue en général en plaçant, puis en serrant les boulons successivement. Le diaphragme est ainsi étiré suivant une direction radiale. Lorsque ceci se produit ; dernier ou les deux derniers trous restants du diaphragme risquent de ne pas venir exactement en regard avec les trous correspondants des brides d'accouplement; en introduisant de force le boulon on risque de provoquer des failles légères sur le diaphrag- me, qui en fonctionnement risquent de. produire des ruptures ou des fuites.
De toute façon, l'assemblage de la pompe effectué tel que décrit ci-dessus, donne lieu à des efforts irréguliers sur le diaphragme qui réduisent sa durée de vie utile.
Grâce au joint perfectionné suivant l'invention, on peut fabriquer des pompes relativement plus petites ou de mêmes dimensions. mais de plus grand débit. Le diaphragme ne devant pas nécessairement comporter des trous, pas plus que les brides d'accouplement du bottier, les
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dimensions de ces brides d'accouplement peuvent être réduites, ce qui per- met d'obtenir une pompe de forme plus compacte et d'un diamètre extérieur moindre, ou bien, si le diamètre extérieur est le même, des brides d' accouplement de dimensions plus réduites, permettent de disposer d'une plus grande surface active du diaphragme. Cet avantage ne doit pas être néglige., étant donné que sur un moteur moderne l'espace disponible est très réduit, et que les différents organes doivent être accessibles.
L'invention se propose en outre de réaliser une pompe munie d'une garniture entre les éléments de son bottier, cette garniture produi- sant automatiquement lors du montage de la pompe, le bombement approprié sur le diaphragme de la pompe.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention qui ap- paraissent lors de l'usinage ou de l'assemblage de la pompe, ainsi que lors du fonctionnement de celle-ci, apparaîtront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple : la Fig. 1 représente une vue en plan, de dessus, d'une pompe du type à "chapeau" suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en élévation de la pompe de la Fig. 1 avec coupe partielle et arrachement partiel montrant le levier de manoeu- vre et le joint situé entre les brides d'accouplement des éléments du boi- tier la Fig. 3 est une coupe en élévation de la pompe représentée sur la Fig. 1;
Les Fige. 4, 5 et 6 sont des vues à une plus grande échelle des brides d'accouplement du bottier de la pompe représentant le mode d'assemblage de la pompe de la Fig. 1;
la Fig. 7 est une vue en élévation d'une pompe en forme de galette, avec coupe partielle, représentant l'application à ce type, du - joint employé dans la pompe du type à "chapeau"; les Fige. 8, 9, 10 et 11 représentent en coupe et à plus gran- de échelle deux autres types de joint avant et après assemblage; la Fig. 12 est une vue en plan de dessus d'une pompe du type à "chapeau" munie d'un joint suivant une variante de l'invention: la Fig. 13 est une vue en élévation de la pompe représentée sur la Fig. 12, avec coupe partielle et arrachement partiel représentant les différents éléments du joint une fois assemblés ; les Figs. 14 et 15 sont deux vues en coupe, à plus grande échelle, d'une bride d'accouplement, de la pompe représentée sur la tige 12 et montrant le joint avant et après l'assemblage;
la Fig. 16 représente un diaphragme employé sur les pompes des Figs. 12 et 17; la Fig. 17 représente une pompe du type à "galette" avec coupe à travers les brides d'accouplement et arrachement partiel représentant ce même joint monté sur ce type de pompe;
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la Fige 13 représente un. a ',)'2a,1 2;t3tallj.qu8 élastique employé à la place du 0-ring des Figs. 13 et 17;
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la Fig. 19 est une vue en coupe à plus grande échelle des brides d'accouplement du boîtier de la pompe représentant la position de'l'anneau élastique de la Fig. 18: dans le montage du joint; la Fig. 20 est une vue analogue à celle de la Fig. 19,repré- sentant le joint une fois monté; la Fig. 21 représente une bague de blocage comportant des ondu- lations, analogue à celle employée sur la Fig. 22;
la Fig. 22 est une coupe à plus grande échelle des brides d' accouplement de la pompe représentée sur la Fig. 17 et munie d'un autre type de joint et de bague de blocage; les Figs. 23 et 24 sont des vues en coupes à plus grande échelle du boîtier de la pompe représentant le joint tel qu'employé sur la Fig.
13, la bague étant indépendante; la Fig. 25 représente une pompe du type à "chapeau" munie d'une bague de blocage d'un type différent; la Fig. 26 est une vue avec coupe partielle de la pompe repré- sentée sur la Fig. 25; la Fig. 27 est une coupe à plus grande échelle représentant les brides d'accouplement de la pompe de la Fig. 25,disposées pour assembler les différents éléments; la Fig. 28 est une vue analogue à celle de la Fig. 27 repré- sentant la bague d'assemblage dans sa position de serrage; la Fig. 29 est une vue en perspective de la bague de serrage telle qu'employée sur la coupe représentée sur la fig. 25; la Fig. 30 est une vue en plan, de dessus, d'une variante d' une pompe du type à "chapeau"; la Fig. 31 est une coupe partielle en élévation de la pompe représentée sur la Fig. 30;
la Fig. 32 est une coupe partielle faite suivant la ligne 32- 32 de la Fig. 30.
Le dessin représente différentes variantes de l'invention pour en faciliter la compréhension; les mêmes références numériques sont employées sur les différentes figures pour indiquer les parties similaires.
La Fig. 1 représente une pompe du type à "chapeau" ainsi dési- gnée du fait de la forme du diaphragme formant le dôme ou réservoir d' air. Cette caractéristique particulière ne constitue pas un objet de la présente invention; elle a fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Belgique le même jour et à la même minute pour "Pompe perfection- née,notamment pour carburant".
La pompe considérée comporte un élément de bottier supérieur constitué par une partie formant le corps 1 de la pompe fait en un métal coulé, in alliage d'aluminium ou autre en général. Le corps de la pompe comporte deux chambres intérieures verticales 3 et 4. munies sur leurs parois extérieures de deux bossages 7 et 9. respectivement, venue de matière avec la paroi. Le corps 1 comporte une bride d'accouplement 15.
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En se référant aux Figs. 2 et 3, les bossages 7 et 9 comportent des orifices taraudés 8 et 10 servant à l'admission et au refoulement de la pompe respectivement. Chacune des chambres 3 et 4 est construite de manière à former des sièges destinés respectivement aux clapets 28 et
29. L'extrémité supérieure de chacune de ces chambres sert respectivement d'appui aux diaphragmes 13 et 14 en forme de chapeau maintenus en place au moyen des couvercles ou tampons expensibles 5 et 6.
L'élément inférieur 20 du bottier de la pompe, est désigné gé- néralement sous le nom de bottier du levier; le levier oscillant 22 y est monté sur un axe 19, porté par une bride 21. Cette bride 21 comporte des trous pour boulons ou autre, et sert à la fixation de la pompe au moteur; le levier 22 est ainsi disposé de manière à être manoeuvré, dans une cer- taine direction, par l'arbre à came du moteur et, dans l'autre direction, par un ressort 23 placé entre le levier et le bottier du levier. Le levier
22 agit sur le diaphragme 27 par l'intermédiaire d'une tige 24, reliée au diaphragme au moyen d'un élément de fixation 26. Un ressort 25 de compres- sion entoure la tige 24 et sert d'une part à maintenir les joints usuels à huile ou autre, et d'autre part à pousser la tige 24 vers le haut.
L'invention a pour objet un type perfectionné de joint monté entre les brides d'accouplement 15 et 30 de l'élément supérieur et du levier respectivement. Il est à noter que les deux brides d'accouplement ont le même. diamètre extérieur. La bride d'accouplement supérieure 15 comporte un certain nombre d'encoches espacées 16, inclinées dans la di- rection de la surface supérieure de la bride d'accouplement. Entre ces encoches et à une certaine distance de celles-ci se trouvent des épaulements 17 en forme d'arc de cercle (Fig. 3).
Le bottier du levier comporte une bride d'accouplement 30 munie de dents ou doigts 31 situés sur une même circonférence et écartés l'un de l'autre et destinés à s'engager dans les encoches 16 de la bride d'accouplement 15. Entre ces doigts, la bride 30 comporte des épaulements en forme d'arc de cercle tournés vers le haut 32, sur lesquels viennent s'appuyer les épaulements correspondants 17 de la bride supérieure 15.La face supérieure radiale du bottier du levier 20, comporte une rainure annulaire 35 dans laquelle est monté un 0-ring 36.
Un diaphragme 27 est placé entre la face inférieure radiale de la bride 15 et la face supérieure radiale de la bride 30 et s'appuie sur la surface supérieure du 0-ring 36.
Une fois assemblés, ces différents éléments, c'est-à-dire les épaulements, les doigts et les encoches espacés, sont emboltés les uns dans les autres, les doigts 31 étant repliés vers l'intérieur dans les encoches 16, et les épaulements 17 et 32 étant fortement bloqués l'un contre l'autre.
Ces épaulements positionnent les brides d'accouplement 15 et 30 et par conséquent limitent la pression exercée par les brides d' accouplement 15 et 30 sur le diaphragme et sur 110-ring. Il est à noter que même dans cet assemblage, l'0-ring est déformé jusqu'à remplir la rainure annulaire. L'0-ring est constitué par un matériau choisi avec ,soin pour ses caractéristiques élastiques et sa propriété de reprendre sa forme et ses dimensions originales de manière à ce que le joint demeure efficace, et que les brides d'accouplement soient fortement serrées l'une contre l'autre pendant toute la durée de vie utile de la pompe, indépendamment de la dilatation et de la contraction du métal.
Les différents stades de l'assemblage du joint sont représentés sur les Figs. 4,5 et 6. L'0-ring 36, le diaphragme 27 et la bride 15 sont superposés au-dessus de la bride 30 comme représenté sur la Fig. 4.
On exerce alors une certaine pression qui comprime l'une contre
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l'autre les brides supérieure et inférieure jusqu'à ce que les épaulements 17 appuient contre les épaulements 32 limitant ainsi un déplacement ultérieur des brides qui risquerait d'augmenter la pression qui s' exerce sur le diaphragme et l'0-ring.
L'épaisseur du diaphragme employé, détermine la position appropriée des épaulements 17 et 32 sur les brides 15 et 30 respectivement puisque la position des épaulements sur les brides détermine l'écartement minimum entre les brides.
La dernière opération de mise en oeuvre de ce procédé consiste à déformer les doigts ou dents 31, de manière à les amener contre le fond des encoches 16 comme représenté sur la Fig. 6. Le produit fincionsite en un joint qui est permanent pour toute la durée de vie utile de la pompe et qui de plus empêche un démontage indésirable de celle-ci puisque si 1' on retire les doigts 31 des encoches 16 on risque de provoquer une rupture Les brides d'accouplement, une fois rendues étanches de cette façon, forment un ensemble lisse et ne comportant aucune irrégularité, de sorte qu'en apparence les deux éléments de boîtier semblent ne former qu'un seul boîtier.
Même la ligne de démarcation du joint entre les deux éléments est diffi- cile à repérer.
Les différentes opérations d'assemblage des deux éléments, suivant ce procédé, peuvent être effectuées mécaniquement au moyen d'une presse qui entre d'abord en contact avec les deux bottiers, puis les comprime l'un contre l'autre élastiquement jusqu'à ce que les épaulements 17 et 32 viennent en contact. La même presse peut être pourvue d'une face en biseau vers l'intérieur et concentrique aux doigts ou dents 31, qui, lors d'une manoeuvre suivante du fonctionnement de la presse, entre en contact avec les doigts 31, en comprime l'extrémité et les plie vers l'intérieur des encoches 16, en assemblant ainsi les deux éléments.
La Fig. 7 représente le même type de joint employé sur une pompe à carburant du type à "galette". Ce type de pompe est d'un point de vue mécanique identique au type précédemment décrit; il n'en diffère que par la construction de l'élément du bottier supérieur qui est constitué sur cet exemple par deux éléments 40 et 41, l'élément 41 formant dans ce cas un couvercle.
Entre les deux éléments 40 et 41 est monté un diaphragme 44 jouant ainsi le rôle de garniture ainsi que deux vis de fixation 43 (une seule étant représentée) se vissant à l'intérieur d' un orifice taraudé 42 situé sur le couvercle supérieur 41.Deux tubulures taraudées servent au branchement'de conduits d'admission en 45, sur le couvercle,et d'échappement en 46 sur l'élément 41. Etant donné qu'on ne peut accéder aux vis 43 que pendant le montage, ce type de pompe est également un type étanche, et à l'abri d'un démontage indésirable, une fois que le joint a été monté entre les brides 15 et 30.
La Fig. 8 représente une variante de joint suivant l'invention, monté entre les brides 30 et 15 et qui s'adapte à l'une quelconque des types de pompe décrits. Suivant cette variante, la bride 15 comporte également des encoches inclinées 16 et d'épaulements en arc de cercle 17 tournés vers le bas. La bride inférieure est pourvue des mêmes doigts ou dents 31 et comporte aussi des épaulements en arc de cercle 32 tournés vers le haut. A la place de la rainure 35 destinée à la bague, décrite ci-dessus, sur cette variante la rainure 35' destinés à 1o'-rintg 36 a un profil constitué par un arc de cercle tangent à la face interne des doigts 31 et des épaulements 32, et par une surface en biseau se prolongeant vers l'intérieur de la face radiale de la bride 30.
La Fig. 9 représente les différents éléments disposés pour être
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assemblés et il est à noter que lors de la compression de l'0-ring 36, celui-ci se dilate vers l'intérieur de la face radiale de la bride 30, supportant ainsi le diaphragme 27. Du fait de cette action qui se pro- duit pendant la compression de l'0-ring 36, il n'est plus nécessaire d'assembler la pompe dans un gabarit, pour constituer le bombement du diaphragme 27 de la pompe.
La Fig. 10 représente une variante du joint ci-dessus décrit.
Les parties similaires portent la même référence numérique.Dans le cas de cette variante, la rainure 35" située sur la face supérieure radiale de la bride 30 a un profil consistant en un petit arc de cercle, suivi d' une portion en biseau abrupt qui lui est tangente et qui se prolonge vers l'extérieur de la bride 30 et d'une autre portion en biseau à pen- te douce qui se prolonge vers l'intérieur de la face radiale de la bri- de 30. Comme le montre la Fig. 11, lorsque les brides 15 et 30 sont amenées en contact pour former un joint étanche, l'0-ring est compri- mé et déformé vers l'intérieur de la face radiale de la bride 30, beau- coup plus qu'il n'est déformé vers l'extérieur, ceci pour la raison évidente que l'0-ring dispose de plus d'espace pour se déformer, vers 1' intérieur de la bride 30.
La section extérieure en biseau de la rainure 35" est prévue dans le but d'éviter les arêtes vives. De cette façon, comme dans le cas de la Fig.
9. la compression de l'0-ring produit automatiquement un bombement sur le diaphragme 27.
La fig. 12 représente une pompe du type à "chapeau" muni d'un joint suivant une variante de l'invention. La construction de la pompe est la même que celle déjà décrite, dont elle ne diffère que par la for- me de la bride destinée au montage de ce joint. L'élément supérieur est constitué par un corps 1 et des chambres 3 et 4; la chambre 3 comporte un bossage de refoulement en saillie vers l'intérieur, taraudé en 10 pour permettre la fixation d'un conduit, comme représenté sur la Fig.
13. La chambre 4 (Fig.13) comporte un bossage 7 en saillie vers l'ex- térieur taraudé en 8 pour servir de branchement à la connection d'un tuyau d'aspiration. Ce bossage porte en outre deux faces radiales 55 et 56 qui sont adjacentes à la bride 51 de l'élément inférieur.
L'élément 20 comporte une bride 30 comprenant une collerette 50 tournée vers le haut, et des épaulements internes 52 écartés les uns des autres (Fig. 14) sur sa face radiale supérieure; la hauteur de ces épaulements est légèrement inférieure à l'épaisseur du diaphragme 27' non comprimé. Une bague de serrage fendue 53 est en contact avec les faces 55 et 56 et appuie à frottement contre la surface interne de la colle- rette 50 pour serrer ensemble les deux éléments. Une bague élastique pouvant avoir la forme d'un 0-ring fendu est employée au-dessous de la bague de serrage fendue 53 pour assurer l'étanchéité et l'élasticité du montage.
La Fig. 14 représente le mode d'assemblage de cette variante du joint suivant l'invention.Le diaphragme 27' sur la périphérie duquel sont ménagées des encoches, (Fig. 16), est disposé au-dessus de la face radiale supérieure de la bride 30 de manière à ce que les épaulements 52 s'emboîtent dans ces encoches. L'élément supérieur 1 est alors placé de façon que le bride 51 soit sur le diaphragme. Un 0-ring fendu ou bague élastique est monté au-dessus de la bride 51 et l'ensemble est bloqué au moyen de la bague fendue 53 montée au-dessus de la bague élastique.
La bague élastique ainsi que la bague de blocage ont leurs extrémités en contact avec les faces 55 et 56. La bague de blocage 53 comporte un rebord tourné vers l'extérieur et vers le haut 54, d'un diamètre légè- rement supérieur au diamètre interne de la collerette 50.
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Les deux éléments de bottier sont alors comprimés l'un contre l'autre dans une presse jusqu'à ce que la face radiale inférieure de 1' élément 51 soit en contact avec la surface supérieure des épaulements 52. ce qui limite la compression sur le diaphragme 27' et rend cette compression uniforme. Cette opération peut être effectuée au moyen d'une matrice ou plongeur comprimé par un ressort; l'action subséquente de la presse a pour effet de sertir la bague de serrage 53 dans la collerette 50 afin de la coincer à l'intérieur de cette collerette, en comprimant le rebord élastique 54 de la bague 53 afin de coincer les différentes parties, en position de serrage les unes contre les autres (Fig. 15).
La pression de la bague de blocage déforme la bague élastique; cette dernière, constituée par un matériau qui reprend constamment sa forme initiale maintient donc en permanence les différentes parties comprimées élastiquement les unes contre les autres.
La Fig. 17 représente un type de pompe du type à galette munie d'un joint identique à celui dont est pourvue la pompe du type à "chapeau" de la Fig. 12. Les mêmes références numériques désignent les pièces similaires.La bride 30 et la collerette 50 viennent de matière avec le bottier 20, l'élément supérieur 40 comporte une bride 51 maintenue bloquée et formant un tout étanche avec la bride 30 de l'élément inférieur au moyen d'un 0-ring 36 fendu élastiquement et d'une bague de serrage 53 fendue identique aux bagues décrites précédemment et ces pièces sont assemblées de la même manière pour constituer un joint d'accouplement.
Dans la description des joints pour pompes représentées sur les figs. 12 et 17, on a décrit un 0-ring élastique 36; on peut aussi entrevoir l'emploi d'une bague élastique en métal ou autre à la place de ce 0-ring.La Fig. 18 représente une bague de ce type. La bague métallique 36' (Fig.18) est en acier pour ressort, et porte sur chacune de ses arêtes des doigts élastiques 59 et 60, qui peuvent être aplatis sous la pression de la bague de blocage mais qui tendent à revenir à leur position initiale représentée sur la Fig. 18, de sorte que le joint est comprimé par la bague. Un exemple d'emploi de la bague représentée sur la Fig. 18 est représenté sur les Figs. 19 et 20.
Ces figures représentent une coupe partielle des brides d'accouplement de la pompe, celle-ci pouvant être d'un des types représentés sur les figures précédentes.Sur la fig. 19 un diaphragme 27' est placé sur la face radiale supérieure de la bride 30, les épaulements 52 s'emboîtant dans les encoches du diaphragme.
La bride 51 de l'élément supérieur est disposée sur la face supérieure du diaphragme. La face supérieure de l'élément 51 porte la bague élastique 36' au-dessus de laquelle on monte la bague de serrage 53, Sur cette figure les doigts 59 et 60 ne sont pas déformes, mais lorsque la bague de serrage est comprimée fortement pour rendre étanche le joint situé entre les deux éléments de boîtier de la pompe (Fig.20), il apparait que la bague élastique est aplatie.
Etant donné que les doigts 59 et 60 gardent leur qualité élastique et tendent à revenir à leur forme initiale représentée sur la Fig. 18; ils maintiennent les brides des éléments de bottier comprimés l'un contre l'autre, au-dessous de la bague de serrage 53.
Il est également possible de prévoir une bague élastique ainsi qu'une bague de serrage constituées par un élément unique. Un tel dispositif est représenté sur la Fig. 21 et son emploi est représenté dans le montage de la Fig. 22. La bague de blocage ou de serrage élastique 67 de la Fig. 21 est en acier doux et comporte des ondulations plates 65 et 66. La fig. 22 représente un joint de ce type employant ce type de bague élastique de serrage. Sur ce montage, l'élément inférieur comporte la bride usuelle 30 avec sa collerette tournée vers le haut 50, et l'élément supérieur, la bride usuelle 51 qui est en contact
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avec les épaulements 52 pour limiter la pression qu'exerce l'élément supé- rieur sur le diaphragme 27'.
Une rainure 35'destinée à une bague est ménagée sur la face supérieure radiale de la bride 30 et a le même profil que la rainure représentée sir la Fig. 10. La bague de blocage 67 est en contact avec la face supérieu- re de la bride 51 et les brides sont comprimées l'une contre l'autre sur leurs appuis respectifs* comme on l'a expliqué précédemment. Dans l'opé- ration de compression la bague 67 se déforme et prend une forme aplatie ou presque aplatie, ce qui allonge la circonférence de cette bague et met fortement en contact son arte extérieure., avec la surface interne de la collerette 50. Simultanément. la bague conservant encore une partie de ses qualités élastiques, maintiendra les différentes parties comprimées l'une contre l'autre et bloquées.
La Fig. 23 représente une variante du joint suivant l'invention dans laquelle on emploie une bride séparée comme bague de blocage.
Sur cette figure, la bride inférieure 30 a le même diamètre externe que la bride supérieure 51; la collerette 50 est cependant remplacée par une bague 70 comportant une collerette inférieure 71 qui s'appuie contre la surface inférieure de la bride 30 de l'élément inférieur 20. Ce montage est par ailleurs en tout point semblable à celui de la Fig. 14.
La Fig. 24 représente les différentes parties bloquées en posi- tion de serrage les unes contre les autres, les éléments supérieur et in- férieur de la pompe étant assemblés de façon étanche. Cette variante com- porte des avantages différents de ceux qu'offrent les joints permanents décrits ci-dessus puisqu'il est possible de prévoir sur la bague 70 une portion frangible permettant de briser la bague et de l'enlever pour accéder à l'intérieur de la pompe en cas de réparation ou de remplacement du diaphragme ou des clapets.
Des bagues ayant une marque indiquant 1' origine de la pompe, et ayant une couleur distincte peuvent être em- ployées pour la première fois sur les pompes neuves de sorte que si la ba- gue est enlevée ou remplacée l'acheteur en soit informé, puisque seules les bagues ayant une marque de fabrique., une couleur ou tout autre signe distinctif permettant de les identifier, doivent être employées par le fabricant sur du matériel neuf. Des bagues de remplacement de couleur différente peuvent être fournies aux agents autorisés par le fabricant peut être employées sur des pompes remises à neuf, de manière à éviter des fraudes dans la vente du matériel. Tout autre bague indiquerait que la pompe a été réparée ou manipulée par des personnes autres que le fa- bricant ou ses agents.
La Fig. 25 représente une pompe du type à "chapeau" dans la- quelle les éléments du bottier sont accouplés par une bague de blocage indépendante analogue à celle de la Fig. 24. mais diffère de celle-ci par quelques détails spécifiques. Les parties similaires de la pompe re- présentés, sont indiquées par les mêmes références numériques que sur les autres figures.
En se référant à la Fig. 25, le corps de la pompe 1 comporte une bride 51 ayant un épaulement 17 tourné vers le bas, analogue à la variante représentée sur la Fig. 3. Dans ce cas l'épaulement 17 est con- tinu tout autour de la périphérie de la bride 51 et a un diamètre appropriéde manière à venir s'appuyer contre la face supérieure de l'épaulement 32 de la collerette 30. Ces faces sont disposées de manière à venir en contact l'une contre l'autre et à limiter de la sorte la pression qui s' exerce sur le diaphragme 27 et sur 110-ring déformable 36.
La Fig. 27 représente les différentes parties disposées avant l'assemblage. La bride 30 comporte une rainure annulaire 35' du même type que celle représentée sur les Figs. 8 et 9 et à l'intérieur de la- quelle on monte 150-ring 36. On pose sur 1'0-ring le diaphragme 27 qui
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supporte la bride 51. Une bague 80 de serrage ou de blocage en forme de couronne, représentée en détail sur la fig. 29, comporte une collerette 81 qui coiffe la bride 51, et des doigts ou dentures déformables 82 qui se prolongent vers le bas, et qui sont prévus pour s'emboîter dans des enco- ches 84 ménagées sur la bride 30. Le matériau employé pour la fabrica- tion de cette bague de blocage est comme dans les cas précédents, un mé- tal ou un produit plastique.
On peut entrevoir l'emploi d'un métal qui se rompt sous l'action d'une certaine force appliquée pour enlever la ba- gue ou débloquer des portions de celle-ci pour les détacher de la bride.
Ces bagues de blocage ne peuvent, par conséquent, être réutilisées.
La Fig. 28 représente les brides 51 et 30 accouplées au moyen d'une bague de blocage 80. Les épaulements 17 et 32 sont tout d'abord pies- sés l'un contre l'autre ce qui déforme l'0-ring dans la rainure 35' et main- tient le diaphragme et le joint scellés entre les-deux éléments. Les doigts ou dentures 82, sont alors déformés et rabattus à l'intérieur des encoches 84 pour maintenir fixés les deux éléments.
Une des caractéristiques de ce type de joint est le fait qu'une fois comprimé il crée automatiquement le bombement sur le diaphragme 27 qui est nécessaire pour assurer le mouve- ment de va-et-vient de la tige 24. L'0-ring une fois déformé et comprimé a pour effet de comprimer le diaphragme dans une direction non seulement radiale, mais aussi circonférentielle (Fig. 28). Cependant pendant la compression, la pression unitaire qui s'exerce sur le diaphragme 27 n'aug- mente pas en proportion.
Seule la surface de contact entre les deux pièces augmente. Aussi 1' accroissement de la pression due à la compression mutuelle des deux élé- ments du boîtier ne peut pas abimer le diaphragme. De façon analogue, si la pression qui existe entre les deux éléments du bottier se relâche du fait de la dilatation, la pression qui s'exerce sur le diaphragme demeure pratiquement constante et la surface de contact diminue.
Toute séparation des éléments du bottier ou tout relâchement du joint à la chaleur ou aux vibrations ne lui enlève' pas son efficaci- té, l'0-ring étant constitué en un matériau ayant la propriété de revenir très vite à sa position initiale ce qui maintient le joint et la bague de serrage fortement serrés.
Comme on l'a expliqué ci-dessus pour la Fig. 24 la bague 80 peut avoir une marque ou une couleur distincte ou tous les deux à la fois pour indiquer l'origine de la pompe.
Les Figs. 30 à 32 représentent une variante de la pompe repré- sentée sur les Figs. 25 et 26. Les mêmes références numériques indiquent les parties similaires.
Dans cette variante la bague d'accouplement 80 a été supprimée.
Les éléments de bottier sont fixés en permanence l'un à l'autre au moyen de rivets., qui tiennent lieu de bagues d'accouplement.
La bride 51 comporte quatre oreilles 90 venues de matière (Figs 30 et 32) Des nervures 91 se prolongent depuis le corps 1 sur les oreilles 90 de part et d'autre des trous 92 des rivets de chaque oreille.
Le bottier du levier 20 comporte des oreilles correspondantes 96 et des trous pour rivets 94 au droit avec les trous 92 mentionnés ci- dessus. Une fois que les éléments ont été pressés l'un contre l'autre comme on l'a déjà expliqué, des rivets 95 sont introduits dans les trous 94 et rivetés pour maintenir en permanece l'assemblage de ces deux élé- ments.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécutions représentés et décrits qui n'ont été donné'qu'à titre d' exemples.
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CARTER CARBURETOR CORPORATION, residing in St. Louis9 Missouri (E.U.A.).
FUEL PUMP.
The present invention relates to a casing seal applied to a diaphragm pump intended to be driven by a camshaft.
Pumps of this type are suitable for many uses; the particular type described below. is a fuel pump constructed to be attached directly to an engine, so that the pump lever is driven in an oscillating motion, either directly or through linkages., by the shaft. engine cams. Pumps of this type generally comprise two or more separate casing elements provided with coupling flanges, inside which are mounted the various pump members; the different casing elements are then clamped to each other by means of a number of bolts arranged around a circumference and passing through the coupling brackets.
The invention proposes in particular to produce a more or less permanent seal between the various coupling flanges of the elements of the casing, this seal making it possible to completely eliminate the use of bolts mounted through the coupling flanges, which reduces many often costly machining and assembly operations.
More precisely, the invention applies in particular, where it is necessary to clamp the diaphragm of the pump between the coupling flanges of the housing.
It is obvious that the elimination of the bolts on the coupling flanges of the housing makes it possible to eliminate several machining operations; but it also has other advantages which. although less obvious allow to obtain a more uniform operation of the different products when finished. The machining operations mentioned above leave on the parts chips which must be removed; the operation of clearing the work constitutes an additional operation to which the parts must be subjected.
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tion the parts to be cleaned are immersed in a washing liquid;
to achieve this it is necessary to load and unload the parts from steel baskets. It follows that the washing and handling operations increase the cost of manufacture. In addition to these drawbacks, these operations risk damaging the housings and of course no focusing operation is complete and quite effective.
Certain parts are necessarily damaged during handling operations, to the point that it is necessary to discard the pump once it is finished; other pumps will still have chips which will not have been removed by the washing operation. In the latter case, these chips tend to stick to the rubber diaphragm. to the valves or to the seat of these valves, of the finished pump; this decreases the efficiency of the pump. so that all products, when finished, will not have comparatively uniform flow rates.
Of course, scraps are dead losses and the manufacture of faulty pumps should be avoided at all costs.
Failures are likely to occur once the pump is in operation, damaging the reputation of the manufacturer.
According to one of the variants described below, comprising a seal according to the invention, the only machining operation consists of performing threads on the bosses of the pump in which the branch pipes are mounted. The smaller the machining operations, the less chips there are, and the simpler the sharpening operation.
The improved seal according to the invention reduces the number of pumps discarded due to faulty diaphragms and, for other reasons, extends the useful life of the diaphragm. Apart from the fact that it is not necessary to drill holes on the diaphragm for the passage of the bolts, which in itself constitutes a source of disturbance, other advantages result from the use of this improved seal.
By the use of this seal, the casings are provided with shoulders or stops, which not only hold the elements of the casing together but which also limit the clamping pressure exerted by the coupling flanges on the diaphragm. The possibility of irregular tightening due to uneven pressure of the clamping bolts is thus avoided. The diaphragm is subjected to uniform pressure all around its periphery and any possibility of irregular tension in operation is excluded.
The improved seal according to the invention makes it possible to reduce the number of parts to be discarded and to obtain a longer useful life of the diaphragm, due to the elimination of the difficulties which arise during the assembly of the parts. shoemaker elements. The assembly operation is generally carried out by placing and then tightening the bolts successively. The diaphragm is thus stretched in a radial direction. When this happens; last or the last two remaining holes of the diaphragm may not come exactly opposite the corresponding holes of the coupling flanges; inserting the bolt forcibly there is a risk of causing slight faults in the diaphragm, which in operation may. produce breaks or leaks.
In any case, the assembly of the pump carried out as described above gives rise to irregular forces on the diaphragm which reduce its useful life.
Thanks to the improved seal according to the invention, it is possible to manufacture relatively smaller pumps or of the same dimensions. but of greater flow. The diaphragm does not necessarily have to have holes, no more than the housing coupling flanges, the
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The dimensions of these coupling flanges can be reduced, which makes it possible to obtain a pump of more compact shape and of a smaller outside diameter, or, if the outside diameter is the same, of the coupling flanges of smaller dimensions, provide a larger active surface of the diaphragm. This advantage should not be neglected, given that on a modern engine the available space is very small, and the various components must be accessible.
The invention further proposes to provide a pump provided with a gasket between the elements of its casing, this gasket automatically producing, when the pump is assembled, the appropriate crowning on the diaphragm of the pump.
Other characteristics and advantages of the invention which appear during the machining or assembly of the pump, as well as during the operation of the latter, will appear from the description which follows.
In the appended drawing, given solely by way of example: FIG. 1 shows a plan view, from above, of a pump of the "bonnet" type according to the invention; Fig. 2 is an elevational view of the pump of FIG. 1 with partial section and partial cut away showing the operating lever and the gasket located between the coupling flanges of the elements of the box in FIG. 3 is a sectional elevation of the pump shown in FIG. 1;
The Fige. 4, 5 and 6 are views on a larger scale of the coupling flanges of the pump housing showing the mode of assembly of the pump of FIG. 1;
Fig. 7 is an elevational view of a wafer-shaped pump, partially in section, showing the application to this type of the seal employed in the "bonnet" type pump; the Freezes. 8, 9, 10 and 11 show in section and on a larger scale two other types of seal before and after assembly; Fig. 12 is a top plan view of a pump of the "bonnet" type provided with a seal according to a variant of the invention: FIG. 13 is an elevational view of the pump shown in FIG. 12, with partial cut and partial cutout representing the different elements of the joint once assembled; Figs. 14 and 15 are two sectional views, on a larger scale, of a coupling flange, of the pump shown on the rod 12 and showing the seal before and after assembly;
Fig. 16 shows a diaphragm used on the pumps of Figs. 12 and 17; Fig. 17 shows a pump of the "wafer" type with cut through the coupling flanges and partial cutout representing the same seal mounted on this type of pump;
EMI3.1
Fig. 13 represents one. a ',)' 2a, 1 2; elastic t3tallj.qu8 used in place of the 0-ring of Figs. 13 and 17;
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Fig. 19 is an enlarged sectional view of the coupling flanges of the pump housing showing the position of the snap ring of FIG. 18: in the assembly of the seal; Fig. 20 is a view similar to that of FIG. 19, representing the seal once fitted; Fig. 21 shows a locking ring comprising corrugations, similar to that employed in FIG. 22;
Fig. 22 is a sectional view on a larger scale of the coupling flanges of the pump shown in FIG. 17 and provided with another type of seal and locking ring; Figs. 23 and 24 are enlarged sectional views of the pump housing showing the seal as employed in FIG.
13, the ring being independent; Fig. 25 shows a "bonnet" type pump provided with a locking ring of a different type; Fig. 26 is a partial sectional view of the pump shown in FIG. 25; Fig. 27 is a section on an enlarged scale showing the coupling flanges of the pump of FIG. 25, arranged to assemble the different elements; Fig. 28 is a view similar to that of FIG. 27 showing the assembly ring in its clamping position; Fig. 29 is a perspective view of the clamping ring as used in the section shown in FIG. 25; Fig. 30 is a top plan view of a variation of a "cap" type pump; Fig. 31 is a partial sectional elevation of the pump shown in FIG. 30;
Fig. 32 is a partial section taken on line 32-32 of FIG. 30.
The drawing represents different variants of the invention to facilitate understanding; the same reference numerals are used in the different figures to indicate like parts.
Fig. 1 shows a pump of the "bonnet" type so designated because of the shape of the diaphragm forming the dome or air reservoir. This particular characteristic does not constitute an object of the present invention; it was the subject of a patent application filed in Belgium on the same day and at the same minute for "Improved pump, in particular for fuel".
The pump in question comprises an upper casing element constituted by a part forming the body 1 of the pump made of a cast metal, an aluminum alloy or the like in general. The pump body has two vertical interior chambers 3 and 4. provided on their exterior walls with two bosses 7 and 9. respectively, integrally formed with the wall. The body 1 comprises a coupling flange 15.
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Referring to Figs. 2 and 3, the bosses 7 and 9 have threaded orifices 8 and 10 serving for the inlet and the outlet of the pump respectively. Each of the chambers 3 and 4 is constructed so as to form seats intended respectively for the valves 28 and
29. The upper end of each of these chambers serves respectively as a support for the hat-shaped diaphragms 13 and 14 held in place by means of the covers or expandable plugs 5 and 6.
The lower element 20 of the pump housing is generally referred to as the lever housing; the oscillating lever 22 is mounted there on an axis 19, carried by a flange 21. This flange 21 has holes for bolts or the like, and is used for fixing the pump to the motor; the lever 22 is thus arranged so as to be operated, in a certain direction, by the camshaft of the motor and, in the other direction, by a spring 23 placed between the lever and the housing of the lever. The lever
22 acts on the diaphragm 27 by means of a rod 24, connected to the diaphragm by means of a fixing element 26. A compression spring 25 surrounds the rod 24 and serves on the one hand to hold the seals. usual oil or other, and on the other hand to push the rod 24 upwards.
The object of the invention is an improved type of seal mounted between the coupling flanges 15 and 30 of the upper element and of the lever respectively. Note that both coupling flanges have the same. outside diameter. The upper mating flange 15 has a number of spaced notches 16 angled in the direction of the upper surface of the mating flange. Between these notches and at a certain distance from them are shoulders 17 in the form of a circular arc (Fig. 3).
The lever housing comprises a coupling flange 30 provided with teeth or fingers 31 located on the same circumference and spaced from each other and intended to engage in the notches 16 of the coupling flange 15. Between These fingers, the flange 30 comprises shoulders in the form of an arc of a circle facing upwards 32, on which the corresponding shoulders 17 of the upper flange 15 bear. The radial upper face of the lever housing 20, comprises a annular groove 35 in which is mounted an 0-ring 36.
A diaphragm 27 is placed between the radial lower face of the flange 15 and the radial upper face of the flange 30 and rests on the upper surface of the 0-ring 36.
Once assembled, these different elements, that is to say the shoulders, the fingers and the spaced notches, are nested in one another, the fingers 31 being folded inwards in the notches 16, and the shoulders 17 and 32 being strongly blocked against each other.
These shoulders position the coupling flanges 15 and 30 and therefore limit the pressure exerted by the coupling flanges 15 and 30 on the diaphragm and on the 110-ring. It should be noted that even in this assembly, the 0-ring is deformed until it fills the annular groove. The 0-ring is made of a material chosen with care for its elastic characteristics and its property of returning to its original shape and dimensions so that the seal remains effective, and that the coupling flanges are strongly tightened. 'against each other for the life of the pump, regardless of the expansion and contraction of the metal.
The different stages in the assembly of the seal are shown in Figs. 4,5 and 6. The O-ring 36, the diaphragm 27 and the flange 15 are superimposed above the flange 30 as shown in FIG. 4.
A certain pressure is then exerted which compresses one against
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the other the upper and lower flanges until the shoulders 17 bear against the shoulders 32 thus limiting a subsequent movement of the flanges which would risk increasing the pressure exerted on the diaphragm and the O-ring.
The thickness of the diaphragm employed determines the appropriate position of the shoulders 17 and 32 on the flanges 15 and 30 respectively since the position of the shoulders on the flanges determines the minimum spacing between the flanges.
The last operation for implementing this method consists in deforming the fingers or teeth 31, so as to bring them against the bottom of the notches 16 as shown in FIG. 6. The product ends up forming a seal which is permanent for the entire useful life of the pump and which further prevents undesired disassembly of the pump since removing the fingers 31 from the notches 16 may cause a Breakage The coupling flanges, when sealed in this way, form a smooth unit with no irregularities, so that in appearance the two housing elements appear to form one housing.
Even the dividing line between the two elements is difficult to locate.
The various assembly operations of the two elements, according to this process, can be carried out mechanically by means of a press which first comes into contact with the two casings, then compresses them elastically against each other until that the shoulders 17 and 32 come into contact. The same press may be provided with an inwardly beveled face and concentric with the fingers or teeth 31, which, during a subsequent operation of the operation of the press, comes into contact with the fingers 31, compressing them. end and folds them inwardly of the notches 16, thus assembling the two elements.
Fig. 7 shows the same type of seal used on a "cake" type fuel pump. This type of pump is from a mechanical point of view identical to the type previously described; it differs only by the construction of the element of the upper casing which is constituted in this example by two elements 40 and 41, the element 41 forming in this case a cover.
Between the two elements 40 and 41 is mounted a diaphragm 44 thus playing the role of a gasket as well as two fixing screws 43 (only one being shown) screwing inside a threaded hole 42 located on the upper cover 41. Two threaded pipes are used to connect the intake ducts at 45, on the cover, and exhaust at 46 on the element 41. Since the screws 43 can only be accessed during assembly, this type of The pump is also a sealed type, and safe from unwanted disassembly, once the gasket has been fitted between flanges 15 and 30.
Fig. 8 shows an alternative seal according to the invention, mounted between the flanges 30 and 15 and which adapts to any one of the types of pump described. According to this variant, the flange 15 also comprises inclined notches 16 and shoulders in the shape of an arc of a circle 17 facing downwards. The lower flange is provided with the same fingers or teeth 31 and also comprises circularly-shaped shoulders 32 facing upwards. Instead of the groove 35 intended for the ring, described above, in this variant the groove 35 'intended for 1o'-rintg 36 has a profile formed by an arc of a circle tangent to the internal face of the fingers 31 and shoulders 32, and by a bevelled surface extending inwardly from the radial face of the flange 30.
Fig. 9 represents the different elements arranged to be
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assembled and it should be noted that during the compression of the O-ring 36, the latter expands towards the inside of the radial face of the flange 30, thus supporting the diaphragm 27. Due to this action which takes place produced during the compression of the o-ring 36, it is no longer necessary to assemble the pump in a jig, to constitute the crown of the diaphragm 27 of the pump.
Fig. 10 represents a variant of the seal described above.
Similar parts have the same reference numeral. In this variant the groove 35 "on the radial upper face of the flange 30 has a profile consisting of a small circular arc, followed by a steep bevelled portion which. it is tangent to it and which extends outwardly of the flange 30 and another gently sloping bevel portion which extends inwardly of the radial face of the brick 30. As shown in FIG. Fig. 11, when the flanges 15 and 30 are brought into contact to form a tight seal, the O-ring is compressed and deformed inwardly of the radial face of the flange 30, much more than it is not deformed outwardly, for the obvious reason that the O-ring has more space to deform, towards the interior of the flange 30.
The bevelled outer section of the groove 35 "is provided for the purpose of avoiding sharp edges. In this way, as in the case of FIG.
9. Compression of the 0-ring automatically produces a crown on the diaphragm 27.
Fig. 12 shows a pump of the "bonnet" type provided with a seal according to a variant of the invention. The construction of the pump is the same as that already described, from which it differs only by the shape of the flange intended for mounting this seal. The upper element consists of a body 1 and chambers 3 and 4; the chamber 3 has an inwardly projecting discharge boss, threaded at 10 to allow the attachment of a duct, as shown in FIG.
13. The chamber 4 (Fig.13) has a boss 7 projecting outwardly threaded at 8 to serve as a branch for the connection of a suction pipe. This boss also carries two radial faces 55 and 56 which are adjacent to the flange 51 of the lower element.
The element 20 comprises a flange 30 comprising a collar 50 facing upwards, and internal shoulders 52 spaced apart from each other (Fig. 14) on its upper radial face; the height of these shoulders is slightly less than the thickness of the uncompressed diaphragm 27 '. A split clamp ring 53 contacts faces 55 and 56 and rubs against the inner surface of collar 50 to clamp the two elements together. A resilient ring which may be in the form of a split O-ring is employed below the split clamp ring 53 to ensure tightness and resilience of the assembly.
Fig. 14 shows the method of assembly of this variant of the seal according to the invention. The diaphragm 27 'on the periphery of which notches are formed, (Fig. 16), is arranged above the upper radial face of the flange 30 so that the shoulders 52 fit into these notches. The upper element 1 is then placed so that the flange 51 is on the diaphragm. A split 0-ring or elastic ring is mounted above the flange 51 and the assembly is locked by means of the split ring 53 mounted above the elastic ring.
The elastic ring and the locking ring have their ends in contact with the faces 55 and 56. The locking ring 53 has an outwardly facing and upwardly facing rim 54, of a diameter slightly greater than the diameter. internal flange 50.
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The two casing elements are then compressed against each other in a press until the lower radial face of the element 51 is in contact with the upper surface of the shoulders 52, which limits the compression on the housing. diaphragm 27 'and makes this compression uniform. This operation can be carried out by means of a die or plunger compressed by a spring; the subsequent action of the press has the effect of crimping the clamping ring 53 in the collar 50 in order to wedge it inside this collar, by compressing the elastic rim 54 of the ring 53 in order to wedge the various parts, in clamping position against each other (Fig. 15).
The pressure of the locking ring deforms the elastic ring; the latter, formed by a material which constantly returns to its initial shape, therefore permanently maintains the various parts resiliently compressed against each other.
Fig. 17 shows a type of pump of the cake type provided with a seal identical to that with which the pump of the "bonnet" type of FIG. 12. The same numerical references designate similar parts. The flange 30 and the collar 50 are integral with the casing 20, the upper element 40 comprises a flange 51 kept locked and forming a tight whole with the flange 30 of the element. lower by means of an elastically split 0-ring 36 and a split clamping ring 53 identical to the rings described above and these parts are assembled in the same way to form a coupling joint.
In the description of the seals for pumps shown in figs. 12 and 17, an elastic 0-ring 36 has been described; one can also foresee the use of a resilient metal ring or other instead of this 0-ring. 18 shows a ring of this type. The metal ring 36 '(Fig. 18) is made of spring steel, and has on each of its edges elastic fingers 59 and 60, which can be flattened under the pressure of the locking ring but which tend to return to their position initial shown in FIG. 18, so that the seal is compressed by the ring. An example of the use of the ring shown in FIG. 18 is shown in Figs. 19 and 20.
These figures show a partial section of the coupling flanges of the pump, the latter possibly being one of the types shown in the previous figures. 19 a diaphragm 27 'is placed on the upper radial face of the flange 30, the shoulders 52 fitting into the notches of the diaphragm.
The flange 51 of the upper element is arranged on the upper face of the diaphragm. The upper face of the element 51 carries the elastic ring 36 'above which the clamping ring 53 is mounted, In this figure the fingers 59 and 60 are not deformed, but when the clamping ring is strongly compressed to seal the seal located between the two pump housing elements (Fig. 20), it appears that the elastic ring is flattened.
Since the fingers 59 and 60 keep their elastic quality and tend to return to their initial shape shown in FIG. 18; they keep the flanges of the housing elements compressed against one another, below the clamping ring 53.
It is also possible to provide an elastic ring and a clamping ring formed by a single element. Such a device is shown in FIG. 21 and its use is shown in the assembly of FIG. 22. The elastic locking or clamping ring 67 of FIG. 21 is made of mild steel and has flat corrugations 65 and 66. FIG. 22 shows a seal of this type employing this type of elastic clamping ring. On this assembly, the lower element comprises the usual flange 30 with its collar facing upwards 50, and the upper element, the usual flange 51 which is in contact.
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with the shoulders 52 to limit the pressure exerted by the upper element on the diaphragm 27 '.
A groove 35 'intended for a ring is formed on the radial upper face of the flange 30 and has the same profile as the groove shown in FIG. 10. The locking ring 67 is in contact with the upper face of the flange 51 and the flanges are compressed against each other on their respective bearings * as explained previously. In the compression operation, the ring 67 deforms and takes a flattened or almost flattened shape, which lengthens the circumference of this ring and places its outer edge strongly in contact with the internal surface of the collar 50. Simultaneously . the ring still retaining some of its elastic qualities, will keep the different parts compressed against each other and blocked.
Fig. 23 shows a variant of the seal according to the invention in which a separate flange is used as the locking ring.
In this figure, the lower flange 30 has the same external diameter as the upper flange 51; the flange 50 is however replaced by a ring 70 comprising a lower flange 71 which bears against the lower surface of the flange 30 of the lower element 20. This assembly is moreover in all respects similar to that of FIG. 14.
Fig. 24 shows the various parts locked in clamping position against each other, the upper and lower parts of the pump being assembled in a sealed manner. This variant has advantages different from those offered by the permanent seals described above since it is possible to provide on the ring 70 a frangible portion making it possible to break the ring and to remove it in order to access the interior. pump in the event of repair or replacement of the diaphragm or valves.
Rings having a mark indicating the origin of the pump, and having a distinct color may be used for the first time on new pumps so that if the ring is removed or replaced the purchaser is informed, since only rings having a trademark, a color or any other distinctive sign making it possible to identify them, must be used by the manufacturer on new equipment. Different colored replacement rings may be supplied to agents authorized by the manufacturer may be used on remanufactured pumps, so as to avoid fraud in the sale of the equipment. Any other ring would indicate that the pump has been repaired or tampered with by persons other than the manufacturer or its agents.
Fig. 25 shows a pump of the "bonnet" type in which the elements of the casing are coupled by an independent locking ring similar to that of FIG. 24. but differs from this in some specific details. Similar parts of the pump shown are indicated by the same reference numerals as in the other figures.
Referring to FIG. 25, the body of the pump 1 comprises a flange 51 having a shoulder 17 facing downwards, similar to the variant shown in FIG. 3. In this case the shoulder 17 is continuous all around the periphery of the flange 51 and has an appropriate diameter so as to come to rest against the upper face of the shoulder 32 of the flange 30. These faces are arranged so as to come into contact with one another and thereby limit the pressure which is exerted on the diaphragm 27 and on the deformable 110-ring 36.
Fig. 27 shows the different parts arranged before assembly. The flange 30 has an annular groove 35 'of the same type as that shown in Figs. 8 and 9 and inside which we mount 150-ring 36. We put on the 0-ring the diaphragm 27 which
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supports the flange 51. A ring-shaped clamping or locking ring 80, shown in detail in FIG. 29, comprises a collar 81 which covers the flange 51, and deformable fingers or teeth 82 which extend downwards, and which are provided to fit into notches 84 made on the flange 30. The material used for the manufacture of this locking ring is, as in the previous cases, a metal or a plastic product.
One can foresee the use of a metal which breaks under the action of a certain force applied to remove the ring or to unblock portions of it to detach them from the clamp.
These locking rings can therefore not be reused.
Fig. 28 shows the flanges 51 and 30 coupled by means of a locking ring 80. The shoulders 17 and 32 are first of all tilted against each other which deforms the O-ring in the groove 35 'and keeps the diaphragm and the seal sealed between the two elements. The fingers or teeth 82, are then deformed and folded inside the notches 84 to keep the two elements fixed.
One of the characteristics of this type of seal is the fact that when compressed it automatically creates the bulge on the diaphragm 27 which is necessary to ensure the back and forth movement of the rod 24. The 0-ring once deformed and compressed has the effect of compressing the diaphragm in a direction not only radial but also circumferential (Fig. 28). However, during compression, the unit pressure exerted on the diaphragm 27 does not increase in proportion.
Only the contact surface between the two parts increases. Also, the increase in pressure due to the mutual compression of the two elements of the housing cannot damage the diaphragm. Similarly, if the pressure which exists between the two elements of the casing is released due to the expansion, the pressure exerted on the diaphragm remains practically constant and the contact surface decreases.
Any separation of the components of the casing or any relaxation of the seal by heat or vibrations does not detract from its effectiveness, the 0-ring being made of a material having the property of returning very quickly to its initial position, which keeps the seal and the clamping ring tight.
As explained above for FIG. 24 the ring 80 may have a distinct mark or color or both to indicate the origin of the pump.
Figs. 30 to 32 show a variant of the pump shown in Figs. 25 and 26. Like reference numerals indicate like parts.
In this variant, the coupling ring 80 has been omitted.
The casing elements are permanently fixed to each other by means of rivets, which act as coupling rings.
The flange 51 comprises four integral ears 90 (Figs 30 and 32) Ribs 91 extend from the body 1 onto the ears 90 on either side of the holes 92 of the rivets of each ear.
The lever housing 20 has corresponding ears 96 and rivet holes 94 to the right with the holes 92 mentioned above. Once the elements have been pressed against each other as already explained, rivets 95 are introduced into the holes 94 and riveted to permanently maintain the assembly of these two elements.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have only been given by way of examples.