FR2766879A1 - Perfectionnement d'un corps de pompe et procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une pompe du type comprenant notamment un corps (1) sensiblement cylindrique en une seule pièce pourvu, dans sa partie inférieure, d'un conduit d'admission (11) du produit et d'un clapet constitué d'une cavité (10) renfermant un élément (2) susceptible de se déplacer entre une butée basse (12b) correspondant à l'obturation dudit conduit d'admission (11) et une butée haute (12a) correspondant à l'ouverture dudit conduit (11),caractérisée en ce que ladite butée haute (12a) est formée d'au moins une saillie interne discontinue (120) dont la dimension transversale (X) mesurée dans la cavité (10) est au moins égale à 20% la plus grande dimension transversale de l'élément mobile (2).

Description

La présente invention concerne une pompe et plus particulièrement un perfectionnement du clapet d'admission de la pompe ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle pompe.
L'invention s'intéresse aux pompes du type comprenant notamment un corps sensiblement cylindrique en seule pièce, pourvu, dans sa partie inférieure, d'un conduit d'admission du produit et d'un clapet. Ce clapet est constitué de manière connue, d'une cavité formant siège et renfermant un élément susceptible de se déplacer entre une butée basse correspondant à une position d'obturation du conduit d'admission et une butée haute correspondant à l'ouverture dudit conduit et au remplissage du corps de pompe par le produit.
La course de l'élément mobile qui est généralement constitué d'une bille, doit être ajustée de façon à obtenir la délivrance régulière par la pompe de doses identiques et constantes.
Par conséquent, les butées haute et basse doivent être positionnées avec précision.
Selon une solution connue, la butée haute est constituée de la spire inférieure d'un ressort hélicoïdal de rappel logé dans le corps de pompe.
Mais, ce ressort crée des problèmes d'encombrement et/ou de compatibilité avec le produit.
Une variante de réalisation de cette butée haute consiste à fixer une pièce rapportée dans la partie inférieure du corps de pompe au-dessus de l'élément mobile.
Cependant, la réalisation de cette pièce et son montage dans la pompe sont des opérations complexes et onéreuses.
En outre, il est nécessaire de réaliser sur le corps de pompe des moyens spécifiques pour la fixation de cette pièce.
Une autre solution passe par la présence de bossages de retenue réalisés directement au moulage du corps de pompe.
Ces bossages font saillie à l'intérieur du corps de pompe et délimitent vers le haut la cavité dans laquelle est logé l'élément mobile.
Toutefois, la dimension transversale de ces bossages mesurée à partir de la paroi interne du corps, reste toujours faible par rapport au diamètre intérieur de la cavité pour permettre le démoulage du corps et l'introduction ultérieure de l'élément mobile dans la cavité. Pour les mêmes raisons, la section de ces bossages de retenue ne comporte ni zone angulaire ni bord franc en contre-dépouille. Pourtant malgré cela, il se produit parfois à l'éjection du moule, un écrasement des bossages en saillie, ce qui compromet considérablement la fiabilité ultérieure de la pompe dans la mesure où l'élément mobile peut alors s'échapper de sa cavité.
Au surplus, le profil non agressif de ces bossages favorise le coincement de l'élément mobile dans le haut de la cavité, ce qui augmente les risques de dysfonctionnement de la pompe.
Tous ces problèmes sont encore plus sensibles lorsque la pompe est une pompe miniature, destinée, par exemple, à des échantillons de parfum ou des distributeurs de faibles doses de médicaments.
La présente invention a pour but de résoudre, de manière satisfaisante, les problèmes techniques posés par l'art antérieur.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'une pompe du type comprenant notamment un corps sensiblement cylindrique en une seule pièce pourvu, dans sa partie inférieure d'un conduit d'admission du produit et d'un clapet constitué d'une cavité renfermant un élément susceptible de se déplacer entre une butée basse correspondant à l'obturation dudit conduit d'admission et une butée haute correspondant à l'ouverture dudit conduit,
caractérisée en ce que ladite butée haute est formée d'au moins une saillie interne discontinue dont la dimension transversale mesurée dans la cavité est au moins égale à 20% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile.
Selon une caractéristique avantageuse, ladite saillie présente un bord intérieur dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe du corpus.
Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit élément mobile est une bille et ladite cavité est cylindroconique.
Selon encore une autre caractéristique, ladite cavité possède un orifice supérieur délimité latéralement par la saillie interne et dont le diamètre est compris entre 50% et 90% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile.
Selon d'autres caractéristiques, la face supérieure de ladite saillie est plus large que sa face inférieure.
De préférence, ladite saillie est surmontée, à l'extérieur de ladite cavité, d'une découpe au moins partiellement cylindrique dont les génératrices sont parallèles à l'axe du corps.
Selon un mode de réalisation particulier, la butée haute comprend quatre saillies diamétralement opposées deux à deux.
Ces quatre saillies sont séparées, de préférence, par des secteurs libres susceptibles de laisser passer le produit.
Selon une variante spécifique, les secteurs libres ont une longueur angulaire comprise entre 30O et 80 .
Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'une pompe caractérisée en ce qu on réalise le corps de pompe puis on forme au moins une saillie interne discontinue en façonnant la paroi interne dudit corps au moyen d'un poinçon dont le diamètre de la tête est compris entre 110% et 140% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile.
La dimension transversale de la saillie interne, le diamètre de l'orifice supérieur de la cavité ainsi que le diamètre de la tête du poinçon sont des paramètres qui sont choisis en référence à la plus grande dimension transversale de l'élément mobile mais qui dépendent aussi de la profondeur de pénétration du poinçon dans la paroi du corps de la pompe. Cette profondeur est limitée par l'épaisseur disponible de paroi dans la zone destinée au façonnage et a été fixée, pour la détermination des valeurs des paramètres ci-dessus, à 25% de l'épaisseur de paroi du corps de pompe.
Selon une caractéristique avantageuse du procédé, on façonne intérieurement ledit corps en repoussant avec le poinçon, la matière constitutive de la paroi vers le bas et vers l'intérieur de façon à fermer partiellement la cavité.
Selon une autre caractéristique, on façonne intérieurement ledit corps avec un poinçon à quatre lames diamétralement opposées deux à deux.
Selon encore une autre caractéristique du procédé, qu'on introduit l'élément mobile dans la partie inférieure du corpus, préalablement à la formation de ladite saillie interne.
La pompe de l'invention comporte ainsi un clapet d'admission particulièrement fiable et précis. Avec un tel clapet, les risques de coincement ou d'échappement de l'élément mobile sont pratiquement inexistants.
En outre, le procédé de l'invention permet de réaliser des saillies dont la dimension transversale est si importante qu'elles ne seraient pas réalisables par moulage et qui, par ailleurs, ne permettraient pas la mise en place ultérieure de l'élément mobile.
Le procédé de l'invention permet également de réaliser des saillies de dimensions diverses sur un même type de corps de pompe, ce qui autorise l'utilisation d'éléments mobiles de différentes tailles.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins sur lesquels:
- la figure 1 représente une vue en coupe d'un corps de pompe selon l'art antérieur;
- les figures 2a et 2b représentent des vues de détail en coupe d'un mode de réalisation d'un corps de pompe selon l'invention, respectivement en position de fermeture et en position d'ouverture du clapet;
- les figures 3a et 3b représentent des vues partielles de dessus du corps de pompe respectivement avant et après façonnage;
- la figure 4a représente une vue de profil d'un poinçon utilisé par le procédé de l'invention;
- la figure 4b représente une vue de dessous du poinçon de la figure 4a;
- la figure 5 représente une vue en coupe du corps de pompe pendant la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Le corps 1 représenté sur la figure 1 correspond à celui d'une pompe A traditionnelle utilisée, par exemple, pour des pulvérisateurs de liquides tels que des parfums.
Le corps 1 est sensiblement cylindrique et est réalisé en une seule pièce, par exemple, par moulage à injection d'une matière thermoplastique.
Le corps 1 est pourvu dans sa partie inférieure la d'un conduit d'admission 1 1 alimenté en produit à partir d'un réservoir (non représenté) et éventuellement prolongé vers le bas par un tube plongeur.
Le conduit d'admission 11 débouche par un orifice lia sur un clapet constitué d'une cavité 10 renfermant un élément mobile tel qu'une bille 2.
La bille 2 est susceptible de se déplacer axialement entre une butée basse 12b correspondant à l'obturation du conduit 11 et donc à la fermeture du clapet, et une butée haute 12a correspondant à l'ouverture dudit clapet et au passage du produit vers la chambre B de la pompe A.
La butée basse 12b est formée par la paroi tronconique de la cavité 10 contre laquelle la bille 2 vient en appui étanche.
La butée haute 12a est formée ici d'éléments de retenue réalisés directement par moulage, avec l'ensemble du corps de pompe, à la partie supérieure de la cavité 10.
Ces éléments de retenue sont des bossages qui offrent à la bille 2 des surfaces de contact curvilignes faiblement en saillie, c'est-à-dire que chaque bossage a une dimension transversale d'au plus 20% du rayon R de la bille 2, ce qui est insuffisant pour garantir un fonctionnement parfait du clapet.
Entre ces bossages sont ménagés des passages latéraux pour le produit.
Les figures 2a et 2b représentent des vues partielles en coupe d'un mode de réalisation du corps 1 d'une pompe selon l'invention respectivement en position de fermeture et d'ouverture du clapet.
La butée haute 12a est ici formée d'au moins une saillie interne 120 réalisée sur le pourtour supérieur de la cavité 10 et de façon discontinue en ménageant au moins un passage latéral pour le produit autour de la bille 2.
La dimension transversale X de la saillie 12a mesurée dans la cavité cylindroconique 10 est au moins égale à 20% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile et donc du diamètre de la bille 2 ou à 40% de son rayon R.
La cavité 10 est donc délimitée et fermée partiellement dans sa partie haute par une portion de paroi transversale dont la longueur totale correspond à deux fois la dimension transversale X soit au moins 40% du diamètre de la bille 2 (ou à 80% du rayon R), ce qui garantit un blocage en translation de la bille sans coincement.
L'orifice supérieur 10a de la cavité 10 est donc relativement étroit et son diamètre est compris entre 50% et 90% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile qui correspond ici au diamètre de la bille 2.
La saillie 120 présente un bord intérieur 120c dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe du corps 1.
La saillie 120 est surmontée, à l'extérieur de la cavité 10, d'une découpe 13 au moins partiellement cylindrique dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe du corps 1.
La face supérieure 120a de la saillie 120 qui est tournée vers l'extérieur de la cavité 10, est plus large que la face inférieure 120b qui est représentée ici pour des raisons de simplification, parallèle à la face supérieure 120a et perpendiculaire à la paroi interne de la cavité 10 dans sa partie haute.
Selon une variante, non représentée, la face inférieure 120b de la saillie 120 est inclinée, curviligne ou constituée d'un renflement mais ne présente en aucun cas une zone de contact avec la bille 2 en position de butée haute pour éviter tout guidage ou glissement de la bille hors de la cavité 10.
Dans la position d'ouverture du clapet, représentée sur la figure 2b, la bille est bloquée en translation par la butée haute 12a en venant en appui contre la jonction entre le bord intérieur 120c et la face inférieure 120b de la saillie 120.
Par conséquent, la zone de contact entre la saillie 120 et la bille 2 est matérialisée par une ligne sensiblement circulaire sur laquelle les forces d'appui sont dirigées radialement par rapport à la bille de façon à éviter tout coincement.
Les figures 3a et 3b correspondent à un mode de réalisation avec quatre saillies 120, 121, 122, 123 diamétralement opposées deux à deux sur le pourtour supérieur de la cavité 10. Sur ces figures, la bille 2 n a pas été représentée.
Les découpes 13 sont interrompues au niveau des discontinuités des saillies 120, 121, 122, 123 pour délimiter des secteurs libres 14.
Sur les secteurs 14, le profil de la paroi interne du corps de pompe n'a pas été modifié et est donc lisse et continue, de façon à ne présenter aucun obstacle depuis l'intérieur jusqu'à l'extérieur de la cavité 10 pour permettre le libre passage du produit.
Les saillies 120, 121, 122, 123 sont ici centrées, de part et d'autre, sur deux diamètres perpendiculaires.
Leurs bords intérieurs respectifs 120c, 121c, 122c, 123c possèdent une longueur telle que les secteurs libres 14 intermédiaires correspondent à des portions d'angles a comprises entre 30 et 800.
La pompe A de l'invention, et en particulier, le corps 1 de ladite pompe est réalisé de manière traditionnelle, par exemple, par moulage à injection de matière plastique ou thermoplastique.
On réalise ensuite en façonnant la paroi interne du corps 1, au moins une saillie interne 120 discontinue, et de préférence quatre saillies séparées par des secteurs libres, en façonnant la paroi interne du corps 1.
De préférence, on introduit la bille 2 dans la partie inférieure la du corps 1 préalablement au façonnage, lorsque la paroi interne est encore uniforme.
Toutefois, si la saillie interne 120 est élastiquement déformable et/ou flexible, il est alors possible de procéder à l'introduction de la bille après façonnage, par appui déformant sur ladite saillie.
Cette opération de façonnage ou de matriçage est effectuée au moyen d'un poinçon P tel que celui qui est représenté sur les figures 4a et 4b.
Le poinçon P comprend un mandrin M portant une tête T. Le mandrin M assure le centrage, le guidage et le calage du poinçon dans le corps de pompe pendant le façonnage.
La tête T assure le façonnage du corps par translation axiale et forcée du mandrin M comme représenté sur la figure 5.
A cet effet, la tete T comporte au moins une, et ici quatre lames
L destinées à repousser la matière sur la paroi du corps 1 au-dessus et autour de la bille 2, en formant les découpes 13, et les saillies 120, 121, 122, 123 comme représenté sur la figure 5.
Le diamètre d de la tête est compris entre 110% et 140% du diamètre de la bille pour une profondeur de pénétration d'environ 25% de l'épaisseur de la paroi du corps
La géométrie des lames L représentées en vue de dessous sur la figure 4b, détermine la géométrie ultérieure des découpes 13 des saillies 120, 121, 122, 123 et des secteurs libres 14.
La face inférieure C des lames L agit par son bord extérieur à la manière d'un couteau ou d'une dent vis-à-vis de la matière plastique en la faisant fluer vers l'intérieur de la tête.
La largeur et la longueur de la face inférieure C est déterminée au préalable en fonction des dimensions recherchées pour les saillies.
La dimension transversale X des saillies à réaliser dépendra du volume de matière repoussé vers le bas et vers l'intérieur par chacune des lames L sur le pourtour intérieur de la cavité 10. Ce volume correspond donc au volume délimité par les découpes 13. Or, ce volume est lui-même fonction du diamètre de la tête T, de la largeur x de la face inférieure C et de la profondeur de pénétration, de la longueur angulaire y et de la hauteur h des lames L.
La face externe 1 des lames L est droite et parallèle à l'axe du mandrin M tandis que leur face interne 1' est inclinée vers le mandrin M et vers le centre de la tête T avec un angle p voisin de 45" pour ne pas solliciter la bille lors du travail de la tête.
Le mandrin M comporte une face E destinée à venir en butée contre un épaulement lb du corps de pompe (voir figures 2a et 2b) pour limiter l'enfoncement de la tête T.
Par conséquent, la position de la butée haute 12a, et donc, la course de la bille 2, sera déterminée en fonction de la hauteur h des lames L par rapport à la face E du mandrin.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Pompe du type comprenant notamment un corps (1) sensiblement cylindrique en une seule pièce pourvu, dans sa partie inférieure, d'un conduit d'admission (11) du produit et d'un clapet constitué d'une cavité (10) renfermant un élément (2) susceptible de se déplacer entre une butée basse (12b) correspondant à l'obturation dudit conduit d'admission (11) et une butée haute (12a) correspondant à l'ouverture dudit conduit (11),
caractérisée en ce que ladite butée haute (12a) est formée d'au moins une saillie interne discontinue (120) dont la dimension transversale (X) mesurée dans la cavité (10) est au moins égale à 20% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile (2).
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite saillie (120) présente un bord intérieur (120c) dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe du corps (1).
3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit élément mobile est une bille de rayon (R) et ladite cavité (10) est cylindroconique.
4. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite cavité (10) possède un orifice supérieur (10a) délimité latéralement par la saillie interne (120) et dont le diamètre est compris entre 50% et 90% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile (2).
5. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face supérieure (120a) de ladite saillie (120) est plus large que sa face inférieure (120b).
6. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite saillie (120) est surmontée, à l'extérieur de ladite cavité, d'une découpe (13) au moins partiellement cylindrique dont les génératrices sont parallèles à l'axe du corps (1).
7. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la butée haute (12a) comprend quatre saillies (120, 121, 122, 123) diamétralement opposées deux à deux.
8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que les quatre saillies sont séparées, de préférence, par des secteurs libres (14) susceptibles de laisser passer le produit.
9. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que les secteurs libres (14) ont une longueur angulaire comprise entre 30 et 80".
10. Procédé de fabrication d'une pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'on réalise le corps (1) de pompe puis on forme au moins une saillie interne discontinue (120) en façonnant la paroi interne dudit corps au moyen d'un poinçon (P) dont le diamètre de la tête T est compris entre 110% et 140% de la plus grande dimension transversale de l'élément mobile (2).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on façonne intérieurement ledit corps en repoussant avec le poinçon (P), la matière constitutive de la paroi vers le bas et vers l'intérieur de façon à fermer partiellement la cavité (10).
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'on façonne intérieurement ledit corps (1) avec un poinçon (P) à quatre lames (L) diamétralement opposées deux à deux.
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'on introduit l'élément mobile (2) dans la partie inférieure du corps (1), préalablement à la formation de ladite saillie interne (120).
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