FR2532994A1

FR2532994A1 - Pompe a piston oscillant

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Publication number: FR2532994A1
Application number: FR8314654A
Authority: FR
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Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-11
Filing date: 1983-09-07
Publication date: 1984-03-16
Also published as: US4540352A; GB2130338A; FR2532994B1; GB2130338B; GB8324360D0

Abstract

CETTE POMPE A PISTON OSCILLANT EST DU TYPE COMPORTANT UNE MANCHETTE D'ETANCHEITE 10 QUI COMPORTE UNE PARTIE RADIALE 11 ET UNE LEVRE 12 QUI S'APPUIE CONTRE LA PAROI 13 DU CYLINDRE. SELON L'INVENTION, L'EPAISSEUR DE PAROI D DE LA PARTIE RADIALE 11 EST PLUS FORTE QUE L'EPAISSEUR DE PAROI B DE LA LEVRE 12.

Description

"POMPE A PISTON OSCILLANT"

L'invention concerne une pompe à piston oscillant com-

portant -au moins une manchette d'étanchéité qui comprend une partie qui s'étend radialement et est tenue au moins partiellement par la partie piston, ainsi qu'une région de

lèvre qui s'appuie à joint étanche contre la paroi du cy-

lindre. Dans le cas des pompes ou compresseurs de la forme de construction habituelle, le piston plongeur et la bielle qui attaque ce piston forment deux éléments différents qui sont reliés par un axe de piston Un inconvénient réside dans le fait que l'axe de piston et la lubrification par graisse nécessaire pour cet axe se trouvent dans la zone

chaude de la pompe Il en résulte, entre autres des pro-

blèmes concernant la longévité de la graisse utilisée pour la lubrification de l'axe de piston Par ailleurs, dans le cas des pistons plongeurs précités, il se manifeste des forces de guidage latéral entre ces pistons et la paroi du cylindre de sorte que, en général, il est nécessaire de

prévoir des segments de guidage appropriés pour le piston.

Ces segments constituent des éléments d'usure.

Pour éviter les inconvénients précités, on a déjà réa-

lisé des pompes à piston oscillant Dans ces pompes, le piston et la bielle correspondante sont faits d'une seule pièce De cette façon le piston accompagne le mouvement de la bielle En conséquence du mouvement oscillant du piston, il doit se produire des défauts d'étanchéité sur le bord du piston, notamment dans la position centrale de ce piston, dans laquelle le piston oscillant est incliné

sur l'axe longitudinal du cylindre Dans le cas des pis-

tons oscillants de ce genre qui sont déjà connus (voir,

par exemple, le brevet US 3 961 869); on compense cet ef-

fet en prévoyant une manchette d'étanchéité.

Toutefois, les pompes à piston oscillant de ce genre

qui sont déjà connues présentent encore de grands inconvé-

nients La manchette d'étanchéité est découpée dans des plaques élastiques ou déformables, fréquemment des plaques en tétrafluoréthylène Elle possède donc la même épaisseur

de paroi dans la région de lèvre, qui s'appuie à joint é-

tanche contre la paroi du cylindre, et dans leur partie s'étendant radialement, qui est tenue partiellement par la partie piston proprement dit De ce fait, les manchettes

d'étanchéité n'offrent pas une force de résistance suffi-

sante pour donner un appui latéral du piston oscillant; plus précisément, dans le cas de pistons oscillants, les forces des gaz n'engendrent théoriquement aucune force de

guidage latéral puisque les forces des gaz agissent tou-

jours dans une direction parallèle au maneton du vilebre-

quin Toutefois, en pratique, il ne se manifeste que des forces de guidage latéral faibles dans le cas du piston oscillant Ces forces sont engendrées en particulier par le frottement et par les forces d'inertie Le défaut d'appui latéral peut conduire à une usure prématurée de la région de lèvre En outre, en présence d'un amincissement de la région de lèvre résultant de l'usure, on est exposé au risque de voir la partie "inférieure" du piston qui se trouve "au-dessous" de la manchette d'étanchéité entrer en

contact avec la paroi du cylindre et y provoquer des dété-

riorations On entend ici par les expressions "inférieure"

et "au-dessous de " le plus proche du carter de vilebre-

quin. Il se pose donc le problème de réaliser une pompe à

piston oscillant dans laquelle les inconvénients des pom-

pes connues antérieurement soient évités, dans une très

large mesure, à l'aide de moyens simples et avec une dé-

pense minime; on cherche en particulier à obtenir un bon

guidage latéral du piston oscillant.

Selon l'invention, ce problème est résolu en particu-

lier par le fait que, dans une pompe à piston oscillant du genre précité, l'épaisseur de paroi de la partie de la

manchette qui s'étend radialement est plus grande que l'é-

paisseur de paroi de la région de lèvre de la manchette d'étanchéité. Grâce à cette constitution de la pompe à piston oscillant ou de sa manchette d'étanchéité, on obtient,

d'une part, un appui suffisamment fort pour le piston os-

cillant incliné et, d'autre part, on conserve le mode dé-

siré d'application de la région de lèvre, à la façon d'une garniture d'étanchéité à lèvre auto-étanche. On a constaté que l'on peut agrandir l'épaisseur de paroi de la manchette d'étanchéité non pas sur toute son étendue, pour obtenir, par exemple, une plus forte épaisseur

dans la région qui s'étend radialement En effet, un sim-

ple accroissement d'épaisseur de l'ensemble de la manchette

d'étanchéité conduit également à une épaisseur correspon-

dante de la région de lèvre, qui, avec une trop forte épais-

seur, ne s'applique pas bien contre la paroi du cylindre et

ne forme pas un joint étanche.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in-

vention, l'épaisseur maximum de la paroi de la région de

lèvre de la manchette d'étanchéité est d'environ 0,6 mm.

Avec cette forme de construction, la région de lèvre peut s'adapter constamment à la paroi du cylindre pendant le ydéroulement du travail sur toute la longueur de la course, et on évite ainsi les défauts d'étanchéité Ce dernier avantage est important dans le cas des pistons oscillants, pour que l'auto-étanchéité ne soit pas interrompue et que

la pompe ne soit pas mise hors service.

25 Un perfectionnement particulièrement avantageux de

l'invention consiste en ce que la largeur libre du cylin-

dre de la pompe est légèrement réduite dans la région cen-

trale de sa course C'est dans cette région que le piston oscillant se trouve dans son attitude la plus fortement

inclinée, de sorte que, dans le cas d'un cylindre de pom-

pe qui possède un diamètre libre constant, la distance que

la manchette d'étanchéité doit couvrir entre le piston os-

cillant et la paroi du cylindre est la plus grande La ca-

ractéristique précitée réduit légèrement cette distance.

Dans le cas de pompes à piston oscillant du genre pré-

cité, on a-constaté que ces pompes produisent encore un bruit fort Des expériences ont montré que ceci résulte en particulier du fait que, lors de la course d'aspiration, de l'air passe de la chambre du vilebrequin dans la chambre de refoulement en s'écoulant le long de la région de lèvre de la manchette d'étanchéité Sous cet effet, des parties de la région de lèvre se soulèvent légèrement de la paroi du cylindre et s'appliquent à nouveau plus tard contre

cette paroi, ce qui engendre le bruit mentionné plus haut.

Il se pose donc également le problème d'obtenir par un au-

tre perfectionnement de l'invention un mode de travail

aussi silencieux que possible pour la pompe à piston os-

cillant La solution selon l'invention, consiste en parti-

culier, dans une pompe à piston oscillant du genre pré-

cité, dans le fait que la manchette d'étanchéité se prolon-

ge légèrement en direction de la chambre du vilebrequin au-dessous de la région radiale de cette manchette, par une deuxième région de lèvre ou équivalent Ceci évite dans une large mesure les écoulements d'air de la chambre du vilebrequin vers la chambre de refoulement Les pompes à

piston oscillant de ce genre peuvent donc travailler silen-

cieusement.

Une forme particulièrement avantageuse de réalisation

de l'invention consiste en ce qu'il est prévu, sur le pis-

ton oscillant, une deuxième manchette d'étanchéité dont la

région de lèvre est dirigée vers la chambre du vilebrequin.

On obtient de cette façon une construction très simple de

la pompe à piston oscillant.

Des exemples de réalisation de l'invention seront dé-

crits de façon plus détaillée ci-après, en référence au dessin annexé, tracé à échelle variable et sur lequel Figure 1 est une vue de côté avec coupe partielle d'une pompe à piston oscillant;

Figure 2 est une vue en coupe partielle d'une manchet-

te d'étanchéité, fortement schématisée; Figure 3 représente, par une vue de côté et en coupe,

l'attitude du piston oscillant dans trois positions diffé-

rentes, dans le cas d'un cylindre de pompe dont le diamè-

tre libre est constant sur toute sa longueur axiale; Figure 4 est une représentation analogue à figure 3 dans le cas d'un cylindre de pompe légèrement étranglé dans sa région centrale; Figure 5 est une vue partielle de dessus de la pompe selon figure 4, Figure 6 est un croquis schématique représentant les

relations géométriques qui existent dans le cas o le pis-

ton oscillant est incliné; Figure 7 est une vue partielle de côté, en partie en

coupe, d'un piston de pompe légèrement modifié comparati-

vement à celui de figure; Figure 8 représente un détail de deux régions de lèvres

de manchettes d'étanchéité, par une vue en coupe transver-

sale et à échelle très agrandie; et

Figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'une va-

riante de manchette d'étanchéité, à échelle réduite.

Une pompe à piston oscillant désignée dans son ensem-

ble par la référence ( 1) comprend un cylindre de pompe ( 2) dans lequel coulisse un piston oscillant ( 3) Ce piston est relié, à son extrémité qui est à l'opposé de la chambre de refoulement ( 4), et par l'intermédiaire d'un palier de

bielle ( 5), au maneton ( 6) du vilebrequin La partie pis-

ton proprement dit ( 7) du piston oscillant ( 3) présente

une partie d'appui ( 8) ainsi qu'une partie piston supérieu-

re amovible < 9) La manchette d'étanchéité ( 10) est fixée

entre ces deux parties ( 8, 9) Selon l'invention, la par-

tie manchette ( 11) qui s'étend radialement -rapportée à l'axe longitudinal de la partie piston supérieure ( 9)-,

possède une épaisseur de paroi (d) plus forte que l'épais-

seur de paroi (b) de la région de lèvre ( 12) de la man-

chette d'étanchéité ( 10) On obtient de cette façon une

bonne application de la lèvre annulaire ( 12) qui est main-

tenant suffisamment mince, contre la paroi ( 13) du cylin-

dre ( 2) de la pompe, en même temps qu'un appui latéral suffisamment résistant pour le piston oscillant ( 3), ainsi

qu'on peut bien le voir sur les figures 1 et 2 L'épais-

seur de paroi maximale (b) de la région de lèvre ( 12) de

la manchette d'étanchéité ( 10) représente environ 0,6 mm.

Lorsque cette manchette est faite par exemple, d'une matiè-

re certes flexible mais non pas particulièrement élastique comme, par exemple, le polytétrafluoréthylène, on obtient encore une souplesse suffisante pour la région de lèvre ( 12) avec des épaisseurs de paroi de 0,6 mm ou plus minces de sorte que la manchette d'étanchéité ( 10) peut travailler

à la façon d'une garniture d'étanchéité à lèvre auto-étanche.

A cet effet, on prévoit, entre la partie supérieure ( 9) du piston, de diamètre extérieur (Dl) et la surface intérieure de la région de lèvre ( 12) qui délimite le volume libre de

cette région, une fente annulaire ( 14) Le fluide à refou-

ler sous pression pénètre dans cette fente et y assure l'application de la région de lèvre ( 12) contre la paroi du cylindre dans toutes les positions du piston oscillant ( 3).

La manchette d'étanchéité ( 10) est réalisée d'une seu-

le pièce, et en forme de coupelle, avec une' partie de fond épaissie, cette dernière formant la partie de la manchette ( 11) qui s'étend radialement (figure 2) Dans son état non déformé <figure 2), la région de lèvre peut avantageusement être d'une forme évasée latéralement vers l'extérieur, de

sorte qu'on obtient, dès le départ, des forces de déforma-

tion qui assurent l'application de la région de lèvre ( 12)

contre la paroi ( 13) du cylindre, même en l'absence de tou-

te pression du fluide à refouler La transition entre la partie de la manchette ( 11) qui s'étend radialement vers l'extérieur et la région de lèvre ( 12) est réalisée à la forme d'une charnière et peut s'articuler facilement Ceci est de préférence obtenu par la présence d'une gorge de

raccordement ( 15) entre la partie radiale ( 11) de la man-

chette et la région lèvre ( 12).

La partie supérieure ( 9) du piston est fixée au reste

du piston oscillant ( 3) par une liaison démontable, au mo-

yen d'une vis ( 16) De cette façon, la manchette ( 10) peut être remplacée d'une façon connue en soi en agissant par la chambre de refoulement ( 4) de la pompe La partie d'appui 7. ( 8) qui appartient à la partie piston ( 7), et qui fixe la

position-de la manchette d'étanchéité vers le bas, c' est-

à-dire vers la chambre du vilebrequin, possède un diamètre (D 2) qui est légèrement plus petit que le diamètre (Dl) de la partie supérieure ( 9) du piston On évite de cette façon le risque que cette partie d'appui ( 8) ne touche la paroi

( 13) du cylindre et ne l'endommage lorsque le piston oscil-

lant ( 3) est incliné et que la manchette d'étanchéité ( 10) est déjà un peu usée Cette forme de construction de la partie d'appui ( 8) qui présente un diamètre extérieur (D 2) réduit, est possible parce que la partie radiale ( 11) de la manchette possède une épaisseur de paroi (d) suffisamment forte Cette épaisseur de paroi (d) de la-partie radiale ( 11) de la manchette qui est renforcée comparativement à l'épaisseur de paroi (b) de la région lèvre ( 12) présente encore l'avantage suivant: lorsque la région lèvre ( 12)

s'est déjà usée par endroits, le piston oscillant ( 3) con-

serve encore un guidage suffisant, assuré par la partie

radial-e ( 11) de la manchette, de sorte qu'il ne se produit -

pas de détérioration de la paroi ( 13) du cylindre Toute-

fois, la pompe-n'assure plus sa capacité de refoulement.

Dans une certaine mesure, elle "avertit" que l'on doit rem-

placer sa manchette d'étanchéité ( 10) avant qu'il ne se pro-

duise de détériorations mécaniques, notamment sur la paroi

( 13) du cylindre.

Un perfectionnement particulièrement avantageux de l'invention, consiste en ce que la largeur libre (D 3) du cylindre ( 2) de la pompe est légèrement rétrécie dans sa région centrale ( 17), à savoir, à un diamètre (D 3 ') qui est bien reconnaissable sur la figure 4 Le mode d'action de cette caractéristique est facile à comprendre si l'on compare les-figures 3 et 4 La figure 3 montre,-sous une forme *très schématisée, un cylindre de pompe ( 2) Dans ce cylindre, le piston oscillant ( 3) est représenté dans trois positions différentes Au point mort haut et au point mort bas, l'axe longitudinal ( 18) du piston oscillant ( 3) est pratiquement confondu-avec l'axe longitudinal du cylindre ( 2) de la pompe Avec des diamètres convenablement adaptés (Dl) et (D 2)3 de la partie supérieure ( 9) du piston et de la partie d'appui ( 8) convenablement adaptés au diamètre libre (D 3) du cylindre ( 2) de la pompe, la manchette ( 10) n'a à couvrir qu'une fente radiale relativement petite entre sa zone de fixation sur le piston oscillant ( 3) et la paroi

( 13) du cylindre ( 2) de la pompe Au contraire, cette fen-

te devient relativement grande lorsque, dans sa position centrale, le piston oscillant prend une attitude oblique correspondante et que le cylindre ( 2) de la pompe possède

le même diamètre libre (D 3) sur toute sa longueur axiale.

Cette fente (Sp) ainsi agrandie, qui doit être couverte par la manchette d'étanchéité ( 10), est réduite par le fait que, selon l'invention, dans sa région centrale ( 17), le

cylindre ( 2) de la pompe est rétréci en diabolo, c'est-à-

dire présente un diamètre (D 3 ') qui représente une largeur

libre légèrement réduite Cette réduction de la largeur li-

bre est adaptée à l'attitude oblique du piston oscillant

( 3) Là, le diamètre libre est identique sur toute sa cir-

conférence, c'est-à-dire que la section de l'espace libre

du cylindre de la pompe est circulaire dans toutes les sec-

tions Au contraire, la modification de la fente (Sp) exis-

tant entre le piston oscillant ( 3) et la paroi ( 13) du cy-

lindre ( 2) de la pompe est la plus forte dans le plan d'os-

cillation du piston oscillant, qui, sur les figures 3 et 4,

correspond au plan du dessin Dans le plan médian longitu-

dinal perpendiculaire au plan du dessin, il ne se forme pas de plus grande distance entre le piston-bielle ( 3) et la paroi ( 13) du cylindre ( 2) de la pompe lorsque ce piston

est incliné Sous l'effet du rétrécissement au diamètre li-

bre (D 3 ') plus petit, la région lèvre ( 12) est légèrement repoussée radialement vers l'intérieur dans la zone située perpendiculairement au plan du dessin de la figure 4; de

cette façon, la région de lèvre annulaire ( 12) peut cou-

vrir d'autant plus facilement, dans la région du plan d'os-

cillation (S) du piston oscillant ( 3), la fente légèrement agrandie formée entre le piston oscillant ( 3) et la paroi

( 13) du cylindre de la pompe La réduction du diamètre li-

bre (D 3 ') par rapport à (D 3) a été représentée avec exagé-

ration sur la figure 4 pour la clarté du dessin; cette

réduction sera expliquée avec plus de détails ci-après.

On entend par "région centrale ( 17)", la région du mi-

lieu de la course (H); cette course est représentée forte-

ment exagérée sur le dessin La figure 5 montre le piston oscillant ( 3) dans une position oblique analogue à celle

de la figure 4, par une vue de-dessus, à l'intérieur du cy-

lindre ( 2) de la pompe étranglé en diabolo.

La pompe à piston oscillant selon l'invention n'est pas

seulement capable de couvrir des plages de débits de refou-

lement qui étaient déjà couvertes par les pompes à piston oscillant déjà connues et, qui sont comprises en pratique dans un intervalle allant d'environ 20 1/mn à environ 100 1/mn La pompe à piston oscillant selon l'invention peut couvrir une plage de débits de refoulement beaucoup plus

grande, à peu près de 20 1/mn jusqu'à 200 1/mn et éventuel-

lement jusqu'à environ 500 1/mn Là, la pompe à piston os-

cillant ( 1) peut travailler en particulier en qualité de

pompe à piston sec On entend par cette expression des pom-

pes dans lesquelles le piston circule sans lubrification

le long de la paroi du cylindre Ce mode de travail présen-

te l'avantage de ne pas mettre de lubrifiant en contact avec le fluide à refouler On peut envisager comme fluides

à refouler aussi bien des liquides que des gaz.

Sur les dessins, en particulier sur la figure 1, l'at-

titude oblique du piston oscillant ( 3) a été représentée fortement exagérée pour la clarté de la représentation Il en est de même pour la largeur radiale de la fente (Sp) sur

les figures 3 à 5.

Selon une forme particulière de réalisation de l'in-

vention, le diamètre libre (D 30 <) du cylindre ( 2) de la pom-

pe est modifié sur la longueur de la course (H) du piston de manière qu'à chaque attitude oblique du piston oscillant

( 3) qui correspond à l'angle (o<) du vilebrequin, le péri-

mètre de l'ellipse correspondant à cette attitude oblique corresponde au moins approximativement à la circonférence du cylindre ( 2) de la pompe au point mort haut ou au point mort bas Les relations géométriques sont expliquées de façon plus détaillée dans la suite en regard de la figure 6 Si l'on fait varier le diamètre libre (D 3) sur la lon-

gueur de la course du piston en fonction de l'angle du vi-

lebrequin, conformément à cette condition, on obtient appro-

ximativement ce qui suit: la circonférence (théorique) de la région de lèvre ( 12) de la manchette d'étanchéité ( 10) peut rester identique en tous les points de la course du

piston oscillant ( 3), au moins dans une mesure très appro-

chée L'étranglement en diabolo du cylindre de la pompe est modifié, en fonction de la position correspondante du vilebrequin, c'est-à-dire de l'angle du vilebrequin, de telle manière que la région de lèvre n'ait à se déformer, de la forme circulaire qu'elle possède au point mort haut

et au point mort bas, à des ellipses différentes que sensi-

blement lorsqu'elle parcourt la région centrale de la cour-

se du piston; le périmètre de la région de lèvre n'a pra-

tiquement pas à se modifier En d'autres termes, avec une

variation appropriée du diamètre libre (D 3 d O sur la lon-

gueur de la course en fonction de la position angulaire du vilebrequin, on obtient pour résultat que la région de lèvre ( 12) de la manchette d'étanchéité ( 10) possède, au

point mort haut et au point mort bas, la forme d'une cou-

ronne de cercle possédant une circonférence prédéterminée et qu'en conservant un périmètre constant sur toute la

course du piston, cette région lèvre a simplement à se dé-

former en ellipses variables mais qui ont pratiquement toujours le même périmètre La sollicitation de la région lèvre de la manchette d'étanchéité est donc relativement

faible On peut également utiliser pour la manchette d'é-

tanchéité ( 10) une matière moins souple et, en particulier, il est possible de prévoir de plus grandes courses dans une pompe à piston oscillant sans qu'il ne se produise de trop grandes déformations sur la manchette d'étanchéité

ni pratiquement de défauts d'étanchéité.

Sur la figure 6 et-dans les considérations données ci-

apres qui ont trait au diamètre libre (D 3 a), les symboles utilisés possèdent les significations suivantes: 1 = longueur de la bielle r = excentricité du vilebrequin (= angle du vilebrequin par rapport à la position au point mort haut

= angle d'inclinaison du piston par rapport à sa po-

sition au point mort haut

k = projection de la longueur de la bielle sur la li-

gne la plus courte joignant le centre (M) du pis-

ton à l'axe (A) du vilebrequin K = diamètre théorique de la lèvre d' étanchéité

K est égal au diamètre (D 3) du cylindre ( 2) de la pom-

pe au point mort haut et au point mort bas Dans une atti-

tude oblique du piston oscillant ( 3), la lèvre d'étanchéi-

té prend la forme d'une ellipse de périmètre (UE) On a alors (voir figure 6) U lr(D + d) =lx K (Equation 1) UE

2

sin c = 'a r a = r x sin o (Equation 2) cos = l; ou à par ailleurs k 2 = 12 _ a 2 cos a r x sin;(Equation 3) ou a par ailleurs cos = D 1 d_ 2 r 2) sin 2;(Equation 4) Il ressort de l'équation 1 D + d = 2 k D = 2 k d; ce qui, introduit dans l'équation 4, donne: 2 k d 1

A 12 r 2 sin 2 tç.

d 2 k 1 _w = 1 +

12 2 2

2 k _ 1 + i-

d 2 2

V 1 rsind-.

d 2 k 12 r 2 sin 2 ?=e-

2 k 22 _ 2 si 2 < 1 + 12-r 2 sin 2 ci'

La grandeur "d" citée en dernier, selon la représen-

tation de la figure 6, correspond au petit diamètre de la lèvre d'étanchéité déformée en ellipse dans les conditions choisies plus haut et, à savoir, en fonction de l'angle (ot) du vilebrequin Si l'on fait évoluer le diamètre libre (D 34) du cylindre ( 2) de la pompe sur la longueur de la

course (HY en fonction de l'angle 4) du vilebrequin con-

formément à cette équation, les conditions théoriques sont remplies pour que la lèvre d'étanchéité puisse travailler en conservant pratiquement le même périmètre dans toutes les positions du piston oscillant ( 3) La considération

géométrique précitée donne des valeurs approchées En pra-

tique, selon l'invention, on adaptera l'évolution du dia-

mètre (D 3) de manière à obtenir une possibilité de fabri-

cation aussi simple que possible du cylindre-( 2) de la pompe. Dans la représentation bidimensionnelle de la figure 6, on a encore représenté la région d'étanchéité du piston

( 3) incliné en perspective et en traits mixtes pour faci-

liter la compréhension.

Une autre forme perfectionnée de l'invention est re-

présentée aux figures 7 et 8 La figure 7 représente une

pompe à piston oscillant ( 101) analogue à celle de la fi-

gure 1; toutefois, ici et selon un perfectionnement de l'invention, il est prévu sur la-manchette d'étanchéité ( 10), au-dessous de sa partie radiale ( 11), une deuxième

* région de lèvre qui s'étend vers la chambre ( 19) du vile-

brequin Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 7, ceci est réalisé par le fait qu'on a prévu, sur

le piston oscillant ( 3), en supplément de la première man-

chette d'étanchéité ( 10) déjà prévue dans l'exemple selon la figuré 1, une deuxième manchette d'étanchéité ( 110) qui est orientée avec sa région lèvre ( 112) à l'opposé de la première manchette d'étanchéité ( 10) , c'est-à-dire dirigée

vers la chambre du vilebrequin Dans ce cas, dans la cour-

se d'aspiration du piston-oscillant, il ne peut pratique-

ment plus pénétrer d'air de la chambre ( 19) du vilebrequin dans la chambre de refoulement ( 4), le long de la région lèvre ( 12) Les mouvements indésirables de soulèvement de la région de lèvre ( 12) et les bruits de pompe provoqués

par ces soulèvements peuvent ainsi être largement évités.

Des expériences ont montré qu'une pompe à piston oscillant ( 101) équipée de cette façon travaille de façon extrêmement

silencieuse.

On obtient une fabrication relativement simple et une possibilité simple de remplacement des pièces détachées par le fait que les deux -manchettes d'étanchéité ( 10, 110) possèdent les mêmes dimensions, comme on l'a indiqué sur la figure 7 Là, on peut également utiliser deux manchettes d'étanchéité ( 10, 110) dans lesquelles l'épaisseur (d) de la partie radiale ( 11, 111) de la manchette est calculée en fonction de la largeur (b) de la région-de lèvre ( 12) ou ( 112) respectivement En effet, grâce à l'utilisation de

deux manchettes d'étanchéité ( 10, 110), on obtient égale-

ment un appui radial plus fort, comme on l'a déjà décrit en référence aux figures 1 à 6 En cas de besoin, on peut également réaliser une manchette d'étanchéité munie de deux régions de lèvres ( 12, 112) La deuxième région de lèvre peut éventuellement être également constituée par un bourrelet annulaire en forme de lèvre qui fait saillie dans la chambre ( 12) du vilebrequin, et qui s'adapte bien à la paroi ( 13) du cylindre Comme on l'a indiqué sur la figure 8, il peut éventuellement se former une cavité annulaire

( 20), sensiblement fermée, entre l'ensemble des deux lè-

vres ( 12, 112) et la paroi du cylindre De cette façon, il s'établit, dans une certaine mesure, pendant le travail

de la pompe à piston oscillant, une sorte de joint à laby-

rinthe L'air qui peut circuler, par des fuites, le long

de la lèvre ( 112) dirigée vers la chambre ( 19) du vilebre-

quin, forme de petits tourbillons ( 21), comme ceux que l'on a représentés avec des dimensions fortement exagérées sur la figure 8 pour la clarté de la représentation Il se forme ici, dans une certaine mesure un joint àlabyrinthe

dans la cavité ( 20) qui est sensiblement fermée.

On a constaté avec surprise qu'avec une pompe à piston oscillant qui présente deux lèvres ( 12, 112) (figures 7 et 8), on peut encore obtenir un vide relativement élevé Dans une telle forme de réalisation à un seul étage, on parvient

à un niveau de pression de moins de 100 Torr Une utilisa-

tion particulièrement avantageuse de la pompe à piston os-

cillant ( 101) selon les figures 7 et 8 consiste donc à uti-

liser cette pompe comme pompe à vide.

Sur la figure 9, on a encore représenté à échelle très

réduite comparativement à la figure 7 une manchette d'étan-

chéité en une seule pièce La lèvre ( 112 a) dirigée vers la chambre ( 19) du vilebrequin est raccourcie et réalisée à la façon d'un bourrelet ( 22) A sa jonction avec la partie radiale ( 111) de la manchette, il est prévue une gorge ( 23)

orientée radialement qui facilite l'application du bourre-

let ( 22) contre la paroi ( 13) du cylindre Toutes les ca-

ractéristiques décrites plus haut et indiquées dans les

revendications peuvent être revendiquées comme inventives

aussi bien isolément qu'en toutes combinaisons.

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Claims

REVENDICATIONS -

1 Pompe à piston oscillant comprenant au moins une manchette d'étanchéité qui comporte une partie de manchette s'étendant à peu près radialement et qui est tenue au moins partiellement par la partie piston, ainsi qu'une région de

lèvre qui s'applique à joint étanche contre la paroi du cy-

lindre', caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi (d) de

la partie ( 11) de la manchette qui s'étend à peu près ra-

dialement est plus forte que l'épaisseur de paroi (b) de

la région de lèvre ( 12) de la manchette d'étanchéité ( 10).

2 Pompé à piston oscillant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi maximum (b) de la région de lèvre ( 12) de la manchette d'étanchéité

( 10) représente environ 0,6 mm.

3 Pompe à piston oscillant selon l'une des revendi-

cations 1 et 2, caractérisée en ce que la manchette d'étan-

chéité ( 10) présente à peu près la forme d'une coupelle comportant une partie fond épaissie ainsi qu'une-région de

lèvre < 12) qui est éventuellement évasée latéralement.

4 Pompe à piston oscillant selon l'une quelconque

des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la jonc-

tion entre la partie manchette ( 11) qui s'étend radialement

et la région lèvre ( 12) est réalisée sous une forme capa-

ble de s'articuler facilement, de préférence grâce à la présence d'une gorge de raccordement ( 15) entre la région

de lèvre et la partie de la manchette qui s'étend radiale-

ment. Pompe à piston oscillant selon l'une quelconque

des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la man-

chette d'étanchéité ( 10) peut être remplacée d'une façon

connue en agissant par la chambre de pompe ( 4).

6 Pompe à piston oscillant selon l'une quelconque

des revendications 1 à 5, dont le piston oscillant possède

une partie d'appui placée au-dessous de la manchette d'é-

tanchéité, caractérisée en ce que le diamètre (D 2) de la partie d'appui est plus petit que le diamètre (Dl) de la

partie supérieure ( 9) du piston.

7 Pompe à piston oscillant comportant au moins une

manchette d'étanchéité qui comprend une partie de manchet-

te s'étendant radialement, qui est tenue au moins partiel-

lement par la partie piston proprement dite, ainsi qu'une région de lèvre qui forme le joint étanche contre la paroi

du piston, notamment selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisée en ce que la largeur libre (dia-

mètre (D 3) du cylindre ( 2) de la pompe) est réalisée avec

un diamètre (D 3 ') légèrement réduit par rapport au diamè-

tre maximum (D 3) du cylindre dans la région centrale ( 17)

de la course du piston, et de préférence d'une façon adap-

tée au mouvement d'oscillation du piston oscillant.

8 Pompe à piston oscillant selon la revendication

7, caractérisée en ce que le diamètre libre (D 3 Op du cy-

lindre ( 2) de la pompe varie sur la longueur de la course (H) du piston de manière qu'à chaque attitude oblique du piston oscillant ( 3), correspondant à une valeur donnée de

l'angle > 4) du vilebrequin, le périmètre de l'ellipse cor-

respondante à cette attitude oblique corresponde au moins approximativement au périmètre du cylindre de la pompe au

point mort haut ou au point mort bas.

9 Pompe à piston oscillant comportant au moins une manchette d'étanchéité qui comprend une partie de manchette

s'étendant à peu près radialement, qui est au moins partiel-

lement tenue par la partie piston proprement dit, ainsi

qu'une partie lèvre, qui forme le joint étanche sur la pa-

roi du cylindre et qui est dirigée vers la chambre de pom-

pe, notamment selon l'une quelconque des revendications 1

à 8, caractérisée en ce que la manchette d'étanchéité ( 110)

est prolongée, au-dessous de sa partie radiale ( 111), à-

peu près en direction de la chambre ( 19) du vilebrequin,

par une deuxième région de lèvre ( 112) ou équivalent.

Pompe à piston oscillant selon la revendication

9, caractérisée en ce qu'il est prévu, sur le piston os-

cillant ( 3), une deuxième manchette d'étanchéité ( 10) dont la région de lèvre ( 112) est dirigée vers la chambre du vilebrequin. 11 Pompe à piston oscillant selon la revendication

, caractérisée en ce que les deux manchettes d'étanchéi-

té ( 10, 110) ont les mêmes dimensions et sont réalisées

éventuellement avec une épaisseur (d) de la partie radia-

le ( 11, 111) qui correspond à la largeur (b) de la région

de lèvre ( 12, 112).

12 Pompe à piston oscillant selon la revendication 9, caractérisée en ce que la manchette d'étanchéité munie de deux régions de lèvres ( 12, 112) est réalisée en une

seule pièce.

13 Pompe à piston oscillant selon l'une quelconque

des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'il est

prévu entre l'ensemble des deux régions de lèvres ( 12, 112) et la paroi ( 13) du cylindre qui coopère avec ces régions, une cavité annulaire ( 20) sensiblement fermée, analogue à

un joint à labyrinthe.

14 Utilisation de la pompe à piston oscillant ( 101)

selon l'une quelconque des revendications 9 à 13 en tant

que pompe à vide.