WO1998006945A1 - Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide et pompe a piston a cet effet - Google Patents

Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide et pompe a piston a cet effet Download PDF

Info

Publication number
WO1998006945A1
WO1998006945A1 PCT/FR1997/001471 FR9701471W WO9806945A1 WO 1998006945 A1 WO1998006945 A1 WO 1998006945A1 FR 9701471 W FR9701471 W FR 9701471W WO 9806945 A1 WO9806945 A1 WO 9806945A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder
piston
compressor
valve
vacuum
Prior art date
Application number
PCT/FR1997/001471
Other languages
English (en)
Inventor
Marc Bodet
Xavier Lesaffre
Michel Desrues
Jean-Pierre Boisseau
Original Assignee
Wabco France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9610064A external-priority patent/FR2752269B1/fr
Priority claimed from FR9610065A external-priority patent/FR2752310B1/fr
Application filed by Wabco France filed Critical Wabco France
Priority to AU39463/97A priority Critical patent/AU3946397A/en
Publication of WO1998006945A1 publication Critical patent/WO1998006945A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing

Definitions

  • the present invention relates to a method for regulating the fluid pressure of at least one circuit or member for using fluid pressure, in which a pump or compressor with fluid and piston (s), driven in rotation by a motor, is capable of discharging fluid into said circuit or member, or, respectively of sucking the fluid contained in said circuit or member, to modify the pressure of said circuit or member relative to that of the environment of said circuit or organ.
  • the invention also applies to a device for implementing the method, comprising at least one compressor or a piston vacuum pump provided with at least one cylinder in which a piston alternately moves, the lining of which sealing comprises an annular sealing lip and which is mechanically connected to a connecting rod whose head is rotated by a crank pin actuated by a motor.
  • the invention also relates to a compressor or a piston pump using the principles of this device.
  • the present invention aims to further simplify the pressure increase and decrease circuits of the pressure control system, in particular with an air dryer integrated into the system, and therefore to reduce the cost price of such a system increasing its reliability and its lifespan. It also proposes to have additional functions, if necessary, supplemented with the compressed air discharge, such as that of possible coolant of the cylinder head and of the motor-compressor assembly, of means for unclogging the suction filter. and to provide a means of protection against the risks of freezing of the air dryer which is liable to be charged with moisture. It also aims to extend to vacuum circuits or vacuum or mixed (compressed air and vacuum) the simplification of the regulation circuits according to the invention.
  • the process for regulating the fluid pressure is characterized in that the drive motor is turned in the direction known as "direct” causing the discharge (case of the compressor) or respectively the suction (case of the vacuum pump) of the fluid, to modify progressively as a function of time the pressure of said circuit or member, and the motor of the compressor or of the pump is turned in the "reverse” direction in the direct direction to cause the connection of said circuit or organ with fluid pressure with said atmosphere, in order to cause a progressive pressure equalization over time between the pressure of said circuit or organ and the pressure of the atmosphere.
  • a piston pump or compressor (s) is used, the operation of which in the "reverse” direction produced in the cylinder (s) delimited by said piston, with respect to the pressure in the cylinder during operation in the "direct” direction, a version of the pressure with respect to the atmosphere causing the opening of a valve for placing said circuit or member in communication with the atmosphere. It is possible to interpose between the valve for communicating with the atmosphere and the atmosphere, a pressure drop member capable of confirming the opening of said valve for communicating with the atmosphere under the effect of the difference in the pressure with respect to the atmosphere caused by said pressure drop member, and the opening of the discharge valve is stopped by rotating said drive motor in the "direct” direction for a short time. It is thus possible to open said valve for establishing communication with the environment by a running pulse of said motor in the "reverse” direction and to close said valve for establishing communication with a running pulse from said motor in the direct direction.
  • the method of regulating the gas pressure of at least one circuit or member of use in which a piston compressor driven in rotation by a motor, is capable of compressing the gas drawn into the cylinder and then of discharging this gas to through a cylinder head comprising a check or non-return valve to said circuit or member of use, is characterized in that the drive motor is turned in the "direct" direction where the alternating movement of the piston causes a suction of gas in the cylinder, followed by compression and delivery of this gas, to cause the supply of compressed gas to the operating circuit, and the drive motor is turned in the direction " reverse "to ensure a vacuum in the cylinder which acts on a control section closing the bottom of the cylinder of an exhaust valve capable of being actuated by vacuum and causing the exhaust into the atmosphere of the compressed gas d udit circuit or organ.
  • the exhaust valve with vacuum control is provided with a return spring in the closed position, so as to authorize the opening of the exhaust valve only when there is a level of depression in the cylinder capable of overcoming the predetermined return force (setting) of said return spring.
  • the exhaust valve may be provided with a pressure relief valve having a section on which the pressure of said circuit or member acts in the opening direction and which is kept closed by the predetermined restoring force (calibration) of said return spring, so as to automatically discharge an overpressure from said circuit or member or said compressor.
  • the method of regulating the gas vacuum prevailing in at least one circuit or member of use in which a vacuum or vacuum pump with piston driven in rotation by a motor, is capable of driving the aspirated gas into the atmosphere in the cylinder and then to draw gas through a cylinder head comprising a check valve or non-return vacuum from said circuit or member of use, is characterized in that the drive motor is turned in the "direct" direction where the alternating movement of the piston causes the gas in said circuit or member to be sucked into the cylinder, followed by a discharge of this gas into the atmosphere, to ensure the depressurization of said circuit or member, and the 'the drive motor is rotated in the "reverse” direction to cause compression in the cylinder which acts on a control section closing the cylinder bottom of a make-up valve by the atmosphere likely to be re actuated by compression and causing recharging by the atmosphere of said circuit or member.
  • the make-up valve with compression control is provided with a return spring in the closed position, so as not to allow the opening of the make-up valve by the 'atmosphere that when there prevails in the cylinder a level of compression capable of overcoming the predetermined return force (setting) of said return spring.
  • the make-up valve can be fitted with a vacuum relief valve having a section on which the vacuum of said circuit or member acts in the opening direction and which is kept closed by the predetermined restoring force (setting) of said spring. return, so as to automatically reduce excess vacuum from said circuit or member or said vacuum pump.
  • the compressor or pump motor when the compressor or pump motor is an electric motor, power is supplied, in parallel to the motor and under the dependence of a minimum temperature thermostat or d '' a manual control, at least one electrical heating resistor of at least part of the pump compressor, so that this resistor electric heater the compressor or the pump each time the latter is driven by the electric motor.
  • the compressor or the vacuum pump are mounted on a vehicle with a thermal drive motor
  • power is not allowed to the electric motor of the compressor or of the pump, as well as, where applicable, the electrical resistance (s) for heating possibly in operation, only after starting the engine driving the vehicle and / or the electric generator of the vehicle, in such a way that said electric motor and the electric resistance (s) possibly in service are always supplied by the electric generator of the vehicle, and not by the starter battery of said heat engine or of said generator electric.
  • the device for regulating the compressed air pressure is characterized in that, on the one hand, the piston is rigidly secured to the connecting rod and the axis around which the crankpin rotates is offset relative to the axis of the cylinder d 'A distance equal to a fraction of the cylinder stroke, so as to obtain, for the "direct" direction of rotation of the engine corresponding to compressor operation, a strong inclination of the piston during the suction stroke of the compressor, this inclination allowing the annular lip to let make-up gas coming from the atmosphere into the cylinder, and respectively, a slight inclination of the piston during the working stroke, i.e.
  • the cylinder head or the cylinder head of the compressor comprises a valve for retaining the pressure of the gas discharged by the compressor, and in parallel to this check valve, a relief valve biased towards the closed position by a calibrated spring and capable of being biased toward the open position by the possible depression prevailing in the cylinder, and in that the device comprises means for reversing the direction of rotation capable of making drive the compressor in the "opposite" direction to that corresponding to compressor operation, so as to produce, during the downward stroke of the slightly inclined piston, a depression in the cylinder following the displacement of the strongly inclined piston during which the gas discharged cylinder could escape into the environment, said depression producing the opening of the relief valve against the action of the calibrated spring, so that rotation of the compressor in the "direct” direction causes inflation of the compressed air circuit by the compressor, while the rotation of the compressor in the "reverse” direction causes the compressed air circuit to deflate via the valve of discharge.
  • the relief valve has an action section subjected to the pressure of the compressed air circuit at against the spring setting force, this action section being capable of producing the opening of the discharge valve against the spring setting force, when the gas contained in the compressor cylinder does not is not compressed by the piston and when the pressure in the gas circuit exceeds a predetermined limit value.
  • the relief valve has a suction section subjected to the pressure prevailing in the compressor cylinder and capable of being less than the pressure of the environment acting on the relief valve opposite to said suction section, so as to produce the opening of the discharge valve against the setting force of the spring when the gas contained in the compressor cylinder is put under vacuum due to the rotation of the compressor in the "reverse" direction.
  • a pressure drop member such as a throttle is interposed between the discharge valve and the atmosphere (including with the interposition of a filter), so as to cause , at the level of the discharge valve and after opening of the latter, an overpressure with respect to the environment acting on an opening confirmation section, to keep the discharge valve open.
  • Said suction section and / or said confirmation section is provided on a closing piston, movable in a sealed manner in a bore against the calibrated spring and which acts as an at least partial closing cylinder head of the cylinder bore.
  • the diameter of the closing piston is equal to or slightly less than the diameter of the compressor cylinder bore.
  • the closing piston has a delivery passage towards the compressed gas circuit, gas compressed by the compressor piston, passage on which is interposed a non-return or retaining valve opening in the direction of said compressed gas circuit .
  • the seat of the non-return valve is placed near the wall of said piston delimiting the bottom of the cylinder, so as to minimize the participation of said delivery passage in the dead space of the compressor cylinder.
  • the device can include a dryer element with regenerating cartridge, interposed between the discharge outlet of the compressor and the compressed gas circuit, so that when the discharge valve is open, the drying cartridge is traversed by the flow of dry compressed gas escaping from the compressed air circuit, in the direction causing the regeneration of the drying power of said cartridge.
  • the crank pin and the connecting rod being contained in a closed casing connected to the atmosphere by a filter capable of filtering the gas sucked into the cylinder, the device is characterized in that the exhaust of the discharge valve is directed into said closed casing , so as to cause the ventilation of said casing by the exhaust of the gas and the crossing of the filter by this exhaust gas in a direction capable of unclogging the filter.
  • the device for regulating the pressure of a circuit of vacuum gas with respect to the atmosphere comprising at least one vacuum pump with piston provided with at least one cylinder in which a piston alternately moves, the gasket comprising an annular sealing lip and which is mechanically connected to a connecting rod whose head is capable of being rotated by a crank pin actuated by a motor
  • the piston is rigidly secured to the connecting rod and the axis around which the crankpin rotates is offset with respect to the axis of the cylinder by a distance equal to a fraction of the cylinder stroke, so as to obtain, for the "direct" direction of rotation of the motor corresponding to the operation with a vacuum pump, a strong inclination of the piston during the delivery stroke of the vacuum pump, this inclination allowing the lift re annular to let the gas sucked out of the circuit to the outside out of the cylinder, and respectively, a slight inclination of the piston during the working stroke, that is to say
  • the discharge valve has a suction section subjected to the vacuum of the gas circuit against the setting force of the spring, this suction section being able to produce the opening of the discharge valve against the spring setting force, when the gas contained in the cylinder of the vacuum pump is not under vacuum and the vacuum of the gas circuit exceeds a predetermined limit value.
  • the discharge valve may have a compression section subjected to the pressure prevailing in the cylinder of the vacuum pump and capable of being greater than the ambient pressure acting on the relief valve opposite to said compression section, so as to produce the opening of the relief valve against the spring setting force, when the gas contained in the vacuum pump cylinder is overpressure due to the rotation of the vacuum pump in the "reverse" direction.
  • a pressure drop member such as a throttle is interposed between the relief valve and the atmosphere, so as to cause, at the level of the relief valve and after opening of the latter, a depression relative to the atmosphere, this depression acting on an opening confirmation section, to keep the discharge valve open.
  • Said compression section and / or said confirmation section is provided on a closing piston, movable in leaktight manner in a bore against the calibrated spring and which acts as a cylinder head for closing the cylinder bore.
  • the diameter of the closing piston is equal to or slightly less than the diameter of the bore of the vacuum pump cylinder.
  • the closing piston has a suction passage towards the gas circuit in depression of the gas sucked by the piston of the vacuum pump, passage on which is interposed a non-return or check valve opening in the direction of inside the cylinder.
  • the seat of the non-return valve is placed near the wall of said piston delimiting the bottom of the cylinder so as to minimize the participation of said suction passage in the dead space of the vacuum pump cylinder.
  • the device according to the invention when the crank pin and the rod are contained in a closed casing connected to the atmosphere by a filter capable of protecting said casing from external dirt and to let the gas escape discharged by the vacuum pump, is characterized in that the discharge valve is connected to said closed casing, so as to cause the suction through said filter of the gas sucked past the discharge valve and the ventilation of said casing by said aspiration.
  • the seal is made of an elastic material with good rubbing qualities and resistance to abrasion, and has a shape of cup of small height and of larger outside diameter. to the inside diameter of the cylinder, and provided with a circular central passage which, in the mounting position of the seal on the piston, is crossed by the cylindrical base of an attached piston head, fixed to the piston after setting place of said cup, so that a substantially planar annular ring of said cup is trapped and tightened axially between the piston head and the piston, and so that the peripheral edge curved or bent towards the inside of said cup is capable of wrestle with a weak race between either the attached piston head or the piston and the inner wall of the cylinder respectively.
  • the seal may include two small cups mounted in opposite directions by their sealing lip and juxtaposed one against the other by a substantially flat bearing surface surrounding the circular central passage, so that the sealing lips move away from one another, one of the lips ensuring the main sealing in the compressor function and the other lip ensuring the main sealing in the vacuum pump function.
  • the attached piston head has, on the one hand a central fixing passage on the connecting rod providing a countersink for housing the head of a fixing screw, and on the other hand, an outer surface which is substantially flat along a plane slightly inclined by relative to the median longitudinal axis of the connecting rod, so that the dead space between the external faces of the piston head and of the cylinder head is minimal, taking into account the slight inclination of the piston at top dead center caused by the offset of the axis around which the crankpin turns.
  • the connecting rod body may have a shape with increasing asymmetry towards the connecting rod head in the direction suitable for reducing the size of the connecting rod in the direction of the cylinder during the stroke at high inclination of the connecting rod.
  • the drive motor of the compressor or respectively of the vacuum pump is an electric motor, in particular a direct current electric motor excited by permanent magnet (s) ), connected to the battery and the DC electric generator of a motor vehicle, and this electric motor is capable of starting and turning in one direction of rotation and respectively in the other direction of rotation by simple reversal of the directions or polarities of the supply by a change-over switch, such that said change-over switch controls the inflation and deflation of the circuit or of the member, or respectively the setting in depression of the circuit or the elimination of this depression.
  • a change-over switch controls the inflation and deflation of the circuit or of the member, or respectively the setting in depression of the circuit or the elimination of this depression.
  • An electric voltage reduction and / or electric current reduction member may be interposed on the supply circuit of the electric motor of the compressor corresponding to running in the "reverse” direction, so as to reduce the speed of rotation of the engine turning in the "reverse” direction corresponding to the deactivation of the gas circuit.
  • the cylinder and / or the cylinder head and / or the casing of the compressor or of the vacuum pump are placed in contact with a heating device capable of facilitating the starting and / or operation of the pump or compressor, as well as the relief valve or make-up by the atmosphere.
  • the heating element comprises at least one electrical resistance which is capable of being connected to an electrical supply at each phase of regulating the pressure of the fluid circuit when either the local environment or at least part of said compressor or of said vacuum pump is subjected to a temperature below a predetermined limit value.
  • the electrical resistance is preferably arranged in a strip or ring around at least the cylinder head of the compressor or of the vacuum pump according to an arrangement ensuring good thermal conduction towards the cylinder head and relative thermal insulation with respect to -vis the outside of the headband or ring.
  • the electric motor of the compressor or of the vacuum pump, as well as, where appropriate, the heating members or electric resistances possibly in service can be connected to a control and / or power supply (for example a microprocessor) by means of a timer capable of authorizing the electrical supply of the motor and of said possible heating or electrical resistance elements only after the engine has started vehicle drive thermal and / or vehicle electric generator.
  • FIGS. 1a to 1d represent in schematic section, a crankshaft-piston-cylinder-cylinder head assembly of an air compressor according to the invention, in four characteristic positions, namely at the bottom dead center of the piston, at compression mid-stroke, at the top dead center of the piston and at mid-suction stroke, the compressor drive motor rotating in the "direct" direction and two versions of cylinder head being shown: respectively in FIG. 1a, a cylinder head produced using simple and massive molded parts, in particular made of plastic, and in FIG.
  • FIG. 1 b a cylinder head produced using metal parts allowing a more compact and resistant structure
  • FIG. 2 shows, in cross section along the axis of the cylinder and the longitudinal axis of the drive motor, a single-cylinder compressor according to the invention with the schematic representation of the means capable of implementing the method according to the invention , the cylinder head corresponding to that of Figure lb
  • - Figures 2a and 2b show, on the same scale as in Figure 2 and in cross section through the axis of the piston, respectively, the piston lip seal in the free state, and the head of the piston separated from the piston
  • Figure 3 shows, in schematic section similar to Figure 1b but on a reduced scale, the compressor according to the invention rotating in the "reverse" direction, that is to say that causing a vacuum in the cylinder and the discharge of the compressed air circuit
  • - Figures 4a to 4d show, in schematic section, a crankshaft-piston-cylinder-cylinder head assembly of a vacuum pump according to the invention, in four characteristic positions
  • FIG. 6 represents, in diagrammatic section similar to FIG. 4d but on a reduced scale, the vacuum pump according to the invention rotating in the "reverse" direction, that is to say that causing compression in the cylinder and the connection with the atmosphere of the vacuum or vacuum circuit;
  • FIG. 7 shows, in a fragmentary manner, the piston of the vacuum pump of FIG. 5, in a position corresponding to that of FIG. 4b, and seen from the vacuum valve, to show the housing of the suction valve and the "lunule" delivery section:
  • - FIG. 8 represents, on a larger scale and also in a fragmentary manner and in transverse section along the axis of the piston, an alternative embodiment of the piston head, with a seal with two cup-shaped lip seals mounted in opposite directions by their lip.
  • FIG. 10 represents, in transverse section along the axis of the cylinder and the longitudinal axis of the electric drive motor (represented only by its manifold and its output shaft), a single-cylinder air compressor according to the invention
  • FIGS. 1a to 1d correspond to cross-section views from the output shaft 1 of the rotor 2 of the electric drive motor 3 in FIG. 2
  • the shaft 1 rotatably mounted in a rolling bearing 4, drives in rotation about the axis 1a of the rotor of the motor 3 a counterweight 5 which eccentrically carries a crank shaft 6, of axis 6a parallel to the axis of the rotor 2 of the motor
  • a piston rod that is to say a one-piece rod with the piston proper 8 or rigidly attached to the piston 8, has a connecting rod head 9 (the connecting rod being integral with the piston, there is no foot of connecting rod) which is rotatably mounted, that is to say pivotally, by means of a ball bearing 10, on the crank shaft 6.
  • a ball bearing 10 is exaggerated in figures la to ld (where it is supposed to represent a bearing with only one row of balls) compared to figure 2 or it is reduced to represent a bearing with two rows of balls (and could, if necessary, represent a needle bearing).
  • the cylinder 12 of the compressor shown in Figure 2 has an inner cylindrical wall or bore 1 1 and external cooling fins 13 which come in one piece from foundry (preferably foundry of light aluminum alloy and transmitting heat well) , with a body 14 common to the compressor and to the dryer.
  • the body 14 has, before mounting the compressor, several open cavities, among which, in the cylinder head 12a, an upper cavity 15 intended to accommodate a spring 16 for closing a relief valve 17 and onto which the bore opens. 1 1.
  • a lower cavity 18 (hereinafter referred to as the crankshaft cavity) of the block 14, on which the lower part of the bore 11 opens, contains the crankshaft of the compressor, that is to say the connecting rod 7 mounted on the crank shaft 6 with the counterweight 5, and is closed in the service position, respectively, at the bottom according to FIG. 2, by a lower cover 19, laterally by the bearing support 20 of the motor 3, and in high by the piston 8 housed in the bore 1 1.
  • the cover 19 comprises notches or notched connectors 25 for connection to a fluid circuit constituted for example by air suspension cushions of a motor vehicle, each of these cushions being for example isolated by an electrovalve (see the electrovalves 94 and 95 explained below) which opens the communication to the cushion only when it is energized.
  • the cover 19 which is fixed to the body 14 by any suitable means, for example by stapling a flange metallic peripheral 26. as shown in FIG. 2. is applied in a leaktight manner. simultaneously, on the body 14 using an O-ring seal 27, and on a connector extension 28 of the support body 23, using an O-ring seal 29 which insulates the pipes internal ends 25. of the inner cavity 18 forming crankshaft housing.
  • the support 23 which carries the drying cartridge 22 is mounted, in the lateral cavity 21, being isolated from the connecting rod cavity 18 by an O-ring seal 30, while the drying cartridge 22 communicates freely with the bottom of the lateral cavity 21 by openings (not shown) formed in a bottom 1 of an envelope 32.
  • the extension 28 of the support body 23 has two passages which establish a communication between the drying cartridge 22 via passages not shown which pass through a bottom 33 of the casing 32 and the notched end pieces 25.
  • a first passage 34 contains a check valve return 35, for example with flexible lip. which allows the passage of compressed air only from the drying cartridge 22. towards the end pieces 25.
  • a second passage 36, 37 contains a non-return valve 38 which, pushed back onto a seat (at the outlet of passage 37) by a calibrated spring, authorizes the passage of compressed air only from the nozzles 25 to the drying cartridge 22.
  • the outlet of the bore 1 1 is closed by a piston called “closing" 43 which is movable in leaktight manner, by means of an O-ring 44 in a bore 45 formed in an intermediate plate or cylinder head 46 which is mounted tightly between a discharge head proper 47 and the cylinder 12, with the interposition of appropriate cylinder head gaskets, represented in FIG. 1 by O-rings.
  • the bore 45 is shown here with a diameter slightly smaller than that of the bore 1 1 of the cylinder, but it could be equal to that of the bore 1 1 or greater than this bore 1 1.
  • the solution shown presents the advantage of allowing a centering difference between the bores 1 1 and 45 while making it possible to minimize the dead space between the piston 8 and the cylinder bottom wall 48 of the closing piston 43.
  • the closing piston 43 is returned towards the top of FIG. 1 a by the return spring 16 housed in the upper cavity 15 and it has an interior chamber 49 with several stepped bores, one of these bores sealingly guiding a piston.
  • valve holder 50 made for example of plastic and retained in the chamber 49 by an elastic washer or "circlip" 50a.
  • the valve-holder piston 50 has a central delivery passage 51, the outlet of which towards the delivery head 47, is surrounded by an O-ring seal 52 which cooperates with a seat 53 provided at the outlet of a delivery passage 54 in the delivery cylinder head 47.
  • the delivery passages 51 and 54 are substantially aligned with one another and the passage 51 opens onto a valve chamber 55 formed inside the valve carrier piston 50.
  • a helical spring 56 which applies (repels) a valve ball 57 to a seat, preferably consisting of an O-ring 58 made of an elastomeric material resistant to heat well, such as Viton (registered trademark).
  • the seat 58 is placed at the outlet, in the chamber 55, of a passage 59 crossing the bottom of the closing piston 43, so that the seat 58 is placed as close as possible (respecting the requirements of the resistance of the materials ) of the cylinder wall 48.
  • the piston 43 is pushed back onto the cylinder head bottom wall 60 of the delivery cylinder head 47 by the spring 16 and by the discharge pressure prevailing in the interior chamber 1 delimited between the piston 8 and its seal 8a , the inner wall 1 1 of the cylinder and the bottom wall 48 of the closing piston, the chamber l ia being sealed by the seal 44, the lip 74 of the lining 8a and the cylinder head gasket (s) (not shown) ).
  • the upper cavity 15 which contains the piston 43 communicates by a discharge passage 61 with the atmosphere whose pressure is likely to act on the entire section of the piston 43 (with the exception of that included inside the O-ring 52), thanks to passages 62 or to stop lugs 63 (see FIG. 2).
  • the discharge pressure which prevails in the cylinder chamber 1 pushes the ball 57 away from the seat 58 to open an annular discharge passage between the ball and its seat.
  • the relief valve 17 shown in Figure 1b differs from that shown in Figure 1a in a few details which will be explained. It is also recalled that the type of cylinder head and relief valve in FIG. 1b is used for the compressor shown in FIG. 2 which could also use the cylinder head and the relief valve shown in FIG. In FIG. 1b, the piston-cylinder-cylinder head-connecting rod assembly is represented substantially along the axis of the bore 11 of the cylinder 12.
  • the closing piston 43 is here made of metal with an annular cutout 64 which surrounds a central boss 65, the central bore 65a of which contains a relief valve. load 66.
  • the central bore 65a extends towards the bottom wall 48 of the closing piston 43 by a central passage 59 similar to that shown in FIG. 1a and in front of which is placed, in an analogous manner, an O-ring 58 forming a seat valve for a valve ball 57 (see Figure le) pushed back onto its seat by a helical return spring 56.
  • the discharge valve 66 is retained in the central bore 65a by an elastic ring or circlip 67 (see FIG. 2) and thus encloses in the bore 65a the seat 58, the ball 57 and its return spring, guided by a nipple 68 which limits the lifting height of the ball.
  • the valve 66 has, beyond the stud 68, a central discharge passage 69 which is connected in leaktight manner to the discharge passage 54 formed in the cylinder head 14, using an O-ring 70 housed in a groove in the outlet of the passage 54 on the upper cavity 15.
  • valve 66 is in fact locked axially in the bore 65a by the elastic ring 67 and applied, by the return spring 1 of the closing piston 43 against the O-ring 70 by the intermediate a conical end surface 71, so as to ensure a sealed connection between the discharge passage 54 and the interior of the bore 65a.
  • FIG. 1c which represents the cylinder head in a much more fragmentary manner
  • the piston 8 and its seal 8a (shown here diagrammatically) is in top dead center while the counterweight 5 is in the low position.
  • the flat head 72 of the piston 8 which is slightly inclined relative to the axis 8b of the piston 8 and of the connecting rod 7 (see for example Figures la, le and ld), is then substantially parallel to the bottom wall of the cylinder 48, and in the immediate vicinity of this bottom wall, so as to minimize the dead space of the cylinder formed by the thin gap between the planar faces 72 and 48, by the annular gap 73 (see FIG.
  • the axis la around which the crankshaft crankpin rotates (here the crankshaft 6) is offset with respect to the axis 11b of the cylinder 12 in the plane perpendicular to the axis of rotation of the crankpin. from a distance d (see figure lb) which is a fraction of the piston stroke, this fraction being able to reach and even slightly exceed half of the piston stroke.
  • the direction of the offset is chosen so as to obtain, for the direction of rotation indicated in FIGS. 1a to 1d, a strong inclination of the connecting rod 7 (and therefore of the piston 8) relative to the axis 11b of the cylinder during the reset stroke, that is to say here aspiration, as shown in FIG. 1d, and respectively a slight inclination during the working or compression stroke, as shown in FIG. 1b.
  • the suction section in "lunule” is large enough to allow good filling (see arrow 76 in Figure ld) of the chamber 1a of the cylinder 12 in atmospheric air sucked from the lower cavity or crankshaft 18 through the filter 42 (see FIG. 2), substantially up to the bottom dead center shown in FIG. From the start of the rise of the piston 8, there appears in the interior chamber 1a of the cylinder a slight overpressure which presses the lip 74 into contact with the interior wall 11 of the cylinder 12, the continued compression confirming the tightness up to that the overpressure in the cylinder chamber l ia is sufficient to take off the ball 57 from its seat 58 against the thrust of the spring 56 and discharge compressed air at the discharge passage 54 against of the circuit pressure prevailing in this passage.
  • the single-cylinder compressor with its drying cartridge and its integrated regulation comprises the cylinder head part with the relief valve 17 represented in FIG. 1b, according to a cutting plane passing through the axis 1 lb of the cylinder 12 but perpendicular to the cutting plane of Figure lb.
  • the body 14 common to the compressor and to the dryer is closed by the discharge head proper 47 fixed by screws not shown (pins 77) and by the lower cover 19 already described in detail.
  • the discharge passage 54 provided in the cylinder head 47 connects the discharge of the discharge valve 17 to an inlet passage 78 in the lateral cavity 21 closed by the perforated bottom 31 of the drying cartridge 22.
  • the piston 8 has an attached piston head 75 (designated by the reference 8a in FIGS. 1a to 1b) which sealingly seals the bore 11 of the cylinder 12 and which consists of parts fixed to the piston rod 7, 8.
  • the attached head 75 the flat upper face 72 of which is slightly inclined (for example by 7 degrees) and not perpendicular to the axis of the piston 8, so as to be substantially perpendicular to the axis 1 1b of the cylinder at top dead center (see Figure le), is rigidly fixed to the piston 8 by a screw 79.
  • the attachment of the attached head 75 is made stable and rigid by engagement of the end d '' a cylindrical extension 80 (see Figure 2b) in a corresponding bore (preferably tight fitting) 81 formed in the piston body 8 and by a pin (not shown) or small diameter rod fixed in the piston body 8 and which engages in a bore 82 of the attached head 75 thereby preventing the latter from rotating relative to the piston (which is essential because of the inclination of the upper face 72).
  • the fixing screw 79 passes through an axial bore 83 and its head is entirely housed in a counterbore 84 of the head 75 in order to tighten in position a piston seal 85 with an annular lip 74.
  • the seal 85 shown in cross section at the relaxed stall in FIG. 2a has a central passage 86 which is crossed in an adjusted fashion by the extension 20.
  • the lip 74 has an outer face 74a intended to come into contact with the wall of the bore 1 1 and therefore to wear, an inner wall 74b and an end face 74c substantially perpendicular to the faces 74a, 74b, which are themselves substantially parallel to each other.
  • the internal face 74b of the lip 74 comes partially into contact with the cylindrical or very low conical external face 87 (see FIG. 2b) of the attached head 75 to come place with a small clearance between this outer face 87 and the wall of the bore 1 1, being pressed elastically with a limited force, by the elastic reaction of the material with elastomeric properties of the one-piece joint 85.
  • the seal 85 has substantially flat and annular respective bearing surfaces, 86a and 86b, which are applied respectively on a mating surface 87a of the piston head 75 and on a mating surface 81a formed around the bore 81 of the piston 8.
  • an overpressure prevails in the chamber 11a of the cylinder 12
  • an additional force is exerted on the lip 74 in order to press it more strongly against the conta next to the wall 1 1, in proportion to the pressure difference to be sealed, according to the well-known properties of the lip seals.
  • the seal 85 which must have paradoxical qualities of elasticity, resistance to wear by friction, low friction on a wall 1 1 of aluminum alloy, and resistance to heat because the compressed air inside the cylinder chamber 1a reaches 250 ° C., can be made of an elastomeric material with high heat resistance such as Viton (registered trademark).
  • Viton registered trademark
  • the complete relief valve 17, with its closing piston 43 can be mounted, then fix the delivery cylinder head in place 47 to close the upper part of the body 14. Then, place the spring 24 at the bottom of the cavity 21, then the drying cartridge 22 and its support 23 equipped with non-return valves 35 and 38. To complete the assembly, it remains to carefully position the cover 19 fitted with the filter 42, the end pieces 25 and the electric power cables 40 and 41 connected to the motor 3 in the connecting rod cavity 18, on the body 14, and on the extension 28 of the support 23, then to fix it to the body 14 by the peripheral flange 26, as shown, or by any other suitable means such as screws.
  • the device for producing compressed air and for regulating the compressed air pressure is used, for example, to supply a pneumatic suspension circuit for a vehicle whose expansion cushions are connected to one or the other connections 25, the position of the movable part of these suspension cushions relative to the vehicle body is controlled, for example by an electronic monitoring coil and, in order to be able to operate selectively on the suspension cushions and to keep in the cushions a suspension pressure in the event of a failure of the supply system, each cushion is isolated from the outside by a solenoid valve which opens only to allow correction of the pressure (more or less) prevailing in the cushion .
  • the cables 40 and 41 for supplying the electric motor 3 are connected to the battery (and therefore indirectly to the alternator or other electric generator) of the vehicle, indicated symbolically by the plus and minus signs, by means of a switch.
  • inverter 88 able to isolate the motor 3 from the supply or else to connect this motor to the battery according to a supply polarity or according to the opposite polarity, to rotate the motor 3, mounted by example in an excitation motor separated by permanent magnets in one direction or the other
  • the three positions of the reverse switch 88 are, for example, controlled by a relay 89 which can be connected to a central suspension control computer 97 or which, more simply, is placed under the control of a detector 90 (for example a winding moving in front of a magnet) connects electronically or electronically or, for the simplest systems, mechanically to the suspension cushions (shown here schematically by a stitching on the lines each supplied by a connector 25)
  • Crossed arrows indicate schematically the polarity reversals which the reversing switch 88 can carry out and, on the supply line indicated by the negative direction, is interposed a resistor 91 or an equivalent means which is badly short-circuited or suppressed when the motor 3 is feeds when rotates in the direction of compressor operation, but which is online for reverse or exhaust t, so as to reduce the speed of rotation of the motor 3 which would in any case tend to accelerate due to lack of load, and which can fulfill its exhaust function for a much slower island speed
  • the relay 89 excited by the detector 90 switches the reversing switch 88 in the reverse position , that is to say that causing the compressor to run in the "reverse" direction as indicated by the arrow in FIG. 3.
  • the escape of compressed air through the relief valve 17 generally occurs with a significant decrease in the temperature of this air, which can contribute to cooling the cylinder head of the compressor and also the casing or cavity d 'connecting rod assembly 18 and connecting rod assembly 6, 10 contained in this casing.
  • the properties of good thermal conductivity of the aluminum alloy of the body 14 can contribute to the transfer of part of the heat developed in the cylinder head (cavity 15) and the cylinder 12 towards the drying cartridge 22 which, when '' it is relatively saturated with humidity, can freeze and thus be partially blocked, especially after a long period of air consumption at the connector 25.
  • the method and the pressure regulation device according to the invention thus contribute to reducing the risk of freezing and risks of overheating.
  • the rotation of the motor in the "reverse” direction can advantageously take place at reduced speed, as indicated by the presence of the resistor 91 on the reverse direction operating circuit.
  • the engine continues to run on its momentum for a lower number of revolutions, which reduces the imprecision of stopping the discharge.
  • the rotation speed in the "reverse” direction should not however be too low, because the relatively long duration of the discharge phases (1/3 of a second for example instead of 1/10 of a second) would not allow to benefit from frequent pressure stabilization periods.
  • the motor 3 stops turning in the "reverse" direction for example in the middle of a vacuum phase as shown in FIG.
  • the piston 8 is sucked up (in fact pushed back by the prevailing atmospheric pressure in the crankshaft cavity 18) by the depression and turns “in the compressor direction” a fraction of a turn to "break” the vacuum prevailing in the cylinder chamber 1 1 a and thus allow the return spring
  • the discharge passage 61 in the atmosphere via the connecting rod cavity 18 can be provided with a throttle 96 (shown diagrammatically in FIG. 2 but which can be constituted by the simple loss of load in passage 61).
  • the entire compressed air supply circuit including the suspension cushions and their isolation and / or communication and / or throttling solenoid valves, can be controlled by a computer. central or a specific computer 97 (microprocessor) for suspension management and / or compressed air management (> including that of pneumatic tires)
  • the compressor which has just been described can of course operate with a gas other than air when it is immersed in a special or inert atmosphere, for example argon or CO2.
  • the compressor could also transform into a liquid pump if it was immersed in a liquid then constituting the atmosphere, for example water from an aquarium, sea water, liquid from a tank (of fuel for example).
  • the microprocessor 97 when the compressed air management microprocessor 97 detects the need to purge a capacity of the circuit, for example a suspension cushion relieved of its load, the microprocessor 97 triggers the opening of the solenoid isolation valve of this capacity and, via relay 89. running in the "reverse" direction of the motor 3.
  • the vacuum produced in the cylinder chamber 1 causes suction of the piston 43 downwards. against the return spring 16 and the opening of the valve 70, 71 (or 52, 53).
  • the microprocessor can control the stopping of the motor 3 and the purging of the overpressured cavity (ies), progressively through the throttle 96.
  • the microprocessor 97 triggers the running of the motor 3 in the "direct" direction, which causes, from the first ascent of the piston 8, the closing of the relief valve 17 by raising the piston 43 pushed by the overpressure prevailing in the cylinder chamber ia.
  • a simple pulse of running in the "direct" direction of short duration (1/2 second for example) is enough to stop the purge.
  • This purge mode with an exhaust throttling effect will be preferred whenever it is desired to perform a slow purge and, if necessary, save control energy.
  • the purge control will be used by running the compressor in the opposite direction, with or without means reducing the speed of the electric motor in the opposite direction, such as than resistance 91.
  • the elements of the vacuum pump shown in Figures 4a to 8 have many similarities with the compressor elements shown in Figures 1 a to 3; the vacuum pump elements are assigned the same reference numbers as the similar compressor elements, these numbers however being increased by 100. that is to say with the number 1 before the numbers greater than 9.
  • the structure of the The engine-crankshaft-connecting rod-piston assembly is almost identical to that used for a compressor, this structure will not be described, with the exception of the following.
  • the lip seal 185 can be practically identical (provision may however be made for greater flexibility for the lip 174 which is subjected to significantly smaller pressure differences.
  • the head piston 175 has shapes similar to those of the piston head 75 of the compressor and different shapes. Among the different shapes, note the flat annular surface 187a for supporting the conjugate surface 186b of the seal 185 (around the central passage 186 of the seal), as well as the rigid lip 1 7 on which the rear face 174a of the lip 174. rests to prevent any reversal of the lip 174 of the seal. In FIG. 5b, the bore 182 of the rotation blocking pin 182a (see FIG. 8) of the piston head 175 has been shown.
  • the bore 182 crosses the bearing face 187a, unlike the bore 82 which crossed the front face of the cylindrical extension 80 while the cylindrical pin 182a passes through a cylindrical passage 182b formed in the seal 185 and enters the blind bore 182 in the piston head 175. It is obvious that the solutions concerning the bores 82 and 182 and their release pins are interchangeable. An important difference concerning the respective piston heads 75 and 175 stems from the fact that a recessed housing 159 must be provided in the piston head 175 (see the rectangular shape of this housing in FIG. 7) to receive the valve. slat suction. In FIGS. 4a to 4d where the piston head is shown schematically and in one piece being assigned the reference 108a corresponding to the reference 8a in FIGS.
  • the housing 159 of the strip 157, of its seat 158 and its fixing pins 157a, b must have a height such that at top dead center (shown in FIG. 4c), the flap valve 157 and its fixing pins 157a , b, does not touch the bottom of the housing 159 formed on the piston 8.
  • the flat face 172 of the piston head and the bottom wall 148 of the closing piston 143 are very close (an interval of a few tenths of a millimeter seems technically possible and should be maintained over time) and the dead space is reduced to around 1/40 of the total displacement.
  • the housing 159 may have only a shallow depth just sufficient to avoid any contact between the flap valve 157. 157a, b and the piston 108, but it must have an external contour (shown in the FIG. 7) able to receive the flap valve 157 even in the event of a slight offset in rotation of the piston head 175.
  • FIGS. 1 a to 3 Another important difference with the compressor solutions shown in FIGS. 1 a to 3 lies in the position of the closing piston 143 in the cylinder head 12a and in the cylinder head 147.
  • the forces exerted on the closing piston 143 are in inverse effect to those exerted on the piston 43 according to the embodiment in compressor mode.
  • the spring 1 16 pushes the piston downwards from FIGS. 4a to 6.
  • closure 143 by applying a collar 162 bearing on an annular bearing surface 163 formed in the cylinder head 1 12a.
  • a central boss 165 which has a recess or hollow annular groove 154 ends upwards in FIGS.
  • the central boss 165 has a central passage 151 of large section because the maximum depressions that can be obtained in vacuum pump mode are ten times lower than the pressures in compressor mode (0.7 bar against 7 bar) and, in vacuum pump mode, the flow rates must be ten times greater, at equal power.
  • a seat 158 is formed projecting from the face 148 of the piston 143 around the orifice of the passage 151. The seat 158 having to have the most limited dimensions possible, the central passage 151 develops by flaring in the direction of the connection of vacuum 125 connected to a circuit or to vacuum devices.
  • FIG. 5 On the vacuum pump assembly according to the invention represented in FIG. 5, it can be seen that the electric motor-crankshaft-connecting rod-piston assembly is almost identical to that represented in FIG. 2, the power supply 140, 141 of the motor being capable of being regulated in the manner shown in FIG. 2.
  • An important difference with FIG. 2 lies in the fact that the compressor body 1 14 does not include a dryer, the vacuum connection 125 being connected directly to the cylinder head 147. In vacuum pump mode, a dryer is in fact useless because.
  • the filter 142 only serves in normal service as splash protection because the crankcase 1 18 is slightly overpressure with respect to the environment when the vacuum pump draws air from the connector 125 to discharge it into the chamber of casing 1 18. It is only when it is a question of "breaking" the vacuum at the vacuum connection 125 that the filter 142 is traversed by atmospheric suction air entering the casing 1 18.
  • the vacuum supply and vacuum regulation device is used on a motor vehicle to lift, in a substantially adjustable manner, a wheel protection skirt acting as a mudguard and controlled by several vacuum cylinders which are, for example, preferably chosen from compressed air cylinders for their resistance to humid or muddy environments.
  • the protective skirt is normally in the low position under the effect of gravity, and to carry out a regulated lifting, it suffices that a control circuit places the supply 140, 141 of the motor 103 in the running position in the direction vacuum and the electric motor 103 drives the shaft 101 in the "direct" direction, that is to say the direction corresponding to the vacuum pump operation indicated by the arrow on the counterweight 105 in FIGS. 4a to 4d .
  • a control circuit places the supply 140, 141 of the motor 103 in the running position in the direction vacuum and the electric motor 103 drives the shaft 101 in the "direct" direction, that is to say the direction corresponding to the vacuum pump operation indicated by the arrow on the counterweight 105 in FIGS. 4a to 4d .
  • the piston 108 in the descent position tilts (FIG. 4b) and opens, between the lip 174 and the wall of the bore 1 1 1 of the cylinder 1 12 a passage 98 "in lunule" (see FIG. 7) through which the cylinder chamber 1 1 1 discharges the air sucked in at connection 125, at a pressure slightly higher than atmospheric pressure, into the connecting rod cavity 1 18, as the piston 108 rises.
  • the air discharged into the crankshaft cavity 1 18 is then evacuated to the atmosphere through the filter 142.
  • the embodiment shown for a vacuum control ensures regulation depression below a maximum allowable value. Assuming that the normal actuation vacuum is 0.5 bar and that it is desired that the maximum depression does not exceed 0.7 bar, the reaction force of the spring 11 can be adjusted so that, when '' a vacuum of 0.7 bar is accidentally established at the suction connection 125 (for example because the motor 103 continues to rotate in the "direct" direction), the piston 108 during its phase of ascent to the point dead high (see Figure 4b), causes a slight overpressure in the cylinder chamber 11 1a, added to the vacuum which acts on the entire circular section of the cylindrical surface 171.
  • the particular piston head solution shown in FIG. 8 has two lip seals of the compressed air seal 85 and / or vacuum seal 185 type. These small cup-shaped seals are mounted in opposite directions by their sealing lip 74, 174 and are juxtaposed one against the other by their substantially flat bearing surface 86b, 186b, surrounding the circular central passage 86, 186.
  • the lip 174 which ensures the sealing main to the depression (and which as such could be more flexible than the lip 74) is thus directed towards the crank shaft or crank pin 6, 106, as in the embodiment of FIG. 5, while the lip 74 (which could be more rigid) is directed towards the cylinder head carrying the closing piston 43 or 143.
  • An engine-connecting rod-piston-cylindrical assembly comprising a piston head with two lip seals according to the embodiment shown in FIG. 8 could operate either as a compressor or as a vacuum pump, provided that the cylinder head is fitted corresponding to one or the other mode. It has been proposed to use the piston head of FIG. 8 to produce a compressor in which the compressor function and especially the regulation by running of the motor in the "reverse" direction according to the diagram in FIG. 3. Are provided by large cold (for temperatures between -15 ° C and -30 ° C). It must nevertheless be admitted that such a solution, if it is suitable for very cold weather, is less efficient in flow rate and in yield than the embodiment shown in FIGS.
  • FIG. 2 Another solution for improving operation in extreme cold consists in providing regulated and / or automatic electric heating of the cylinder and / or of the cylinder head of the compressor or of the vacuum pump.
  • a heated cylinder head cover 201 containing an electrical resistance 202.
  • a resistance block in band or in ring 205 arranged in such a way that the electrical resistance wires themselves 206 are relatively thermally insulated vis-à-vis the outside by an insulating layer 207, while the bonding layer with the bottom 204 of the groove is relatively conductive of heat.
  • heating equipment such as the cylinder head heating cover 201 and / or the cylinder head heating strip 205 will be relatively effective in heating the moving parts of the compressor (or of the vacuum pump) in very cold temperatures.
  • the compressor block is generally housed in a sound insulating block (for example a two-piece polystyrene shell) which also constitutes a thermal insulator (relative because it is necessary to be able to evacuate the waste heat from the compressor block).
  • a sound insulating block for example a two-piece polystyrene shell
  • thermal insulator relative because it is necessary to be able to evacuate the waste heat from the compressor block.
  • the regulation of the heating in extreme cold can be carried out by the intermediary of a thermostat which automatically detects the existence of a very local cold (for example a temperature lower than 0 ° C in contact with a selected part of the body metal 14 of compressor or 1 14 of vacuum pump). If the thermostat is activated, each time motor 3 is put into service (in the "direct” or in the "reverse” direction), the heating resistor (s) are supplied.
  • Another “very cold” adjustment solution consists in providing, as for starting diesel engines, a “very cold” button or switch which the driver voluntarily actuates on the dashboard or of the vehicle control. equipped with the compressor unit (or vacuum pump) according to the invention, when it finds that the outside temperature is very low or when it is in a cold period.
  • the electric charge alternator is capable of delivering large electrical powers and. after opening the solenoid valves for isolating the suspension cushions, the engine 3 of the compressor unit starts, in fact driven by the alternator and not by the battery, at the same time as the heating of resistors 202 and 206 is switched on (also on the alternator).
  • the gasket 85 the lip 74 of which has been made almost rigid by the extreme cold, provides insufficient sealing to allow the establishment of a discharge pressure capable of causing the ball 57 to take off. its seat 58.
  • the friction of the lip 74 on the wall of the bore 11 and the air rolling of the leaks cause, at the same time as the heating of the electrical resistances, a progressive heating of the lip 74 and , after a few tens of seconds of operation without air discharge, the discharge seal is established in the cylinder chamber l ia, because the lip 74 becomes more flexible and the compressor begins to discharge compressed air in passing discharge 54 to replenish the suspension cushions.
  • the operation in compression produces a heating of the whole metallic body 14, which maintains the flexibility of the seals, protects the drying cartridge 22 from freezing and prepares a correct functioning of the closing piston 43.
  • the energization of the heating resistors stops as soon as that engine 3 stops.
  • the energization of the heating resistors 202 and 206 ceases as soon as the drive motor 3 or 103 stops and also if the resistance control thermostat is subjected to a sufficient temperature after the compressor or the vacuum pump has operated. , relative heating of the compressor unit (or vacuum pump) according to the invention being maintained for a substantial period even without engine operation thanks to the sound insulation (and relative thermal) in which this group is placed.
  • the heating resistors are energized each time the engine is started .
  • the compressor according to the invention whether or not equipped with electric heating and its control member (microprocessor 97 for example) a delay member 208 which delays (for example from 10 to 60 seconds) the starting of the motor 3 and of the heating for make them coincide with full-rate charging by the vehicle's alternator.
  • heating resistors of high electrical power at least as powerful as the engine 3 and which, because they are always supplied by the vehicle's alternator, do not lower the load or the vehicle battery discharge capacity, already reduced in extreme cold.
  • the electrical supply to the motor 3 is generally protected by an overheating detector (if necessary a single thermostat with maximum and minimum tripping) sensitive to the temperature of the motor and / or of the sensitive parts of the compressor, and which cuts off the power supply in the event of overheating, and which either provides a relatively long time delay before switching back on after cooling, or is coupled to a time delay.
  • the vehicle can be driven by a combustion engine, positive ignition, Diesel or turbine, but also by an electric motor coupled to a battery or an electric generator and, in the latter case. it is not necessary to provide a time delay before the power supply to the compressor motor and / or the heating resistors. In the same way as a diesel engine subjected to preheating in extreme cold, the heating resistors can also be put into service before starting the electric motor of the compressor. .
  • the compressor or the vacuum pump according to the invention could comprise several cylinders driven by a single motor and each of which is individually regulated by its relief valve (17 or 1 17). It could also relate to a vacuum compressor-pump assembly comprising for example a compressor cylinder and a vacuum pump cylinder, in each of which moves a piston, the connecting rod of which is connected to a common crankshaft driven by an electric motor common to both. circuits (compressed air and vacuum).
  • the present invention also applies to a piston compressor or to a vacuum or liquid piston pump usable for implementing the method described at the start, included in the device and comprising at least one cylinder in which it moves alternately a piston mechanically connected to a connecting rod whose head is rotated by a crank pin.
  • air suspensions for passenger vehicles prove to be able to operate without a compressed air supply tank, the inflation of the air cushions being carried out directly by a small compressor in the case where the level of the vehicle or the part of the vehicle supported on an airbag is detected as being too low.
  • Such small compressors are driven in rotation by an electric motor powered by the battery and the alternator of the vehicle's electrical circuit.
  • the invention proposes to simplify the structure and the mode of operation of these small compressors (as well as vacuum pumps used for vehicles), while ensuring their reliability of operation in all cases of operation and superior durability. to that of the equipment currently used.
  • the invention also aims to reduce the size of such compressors and vacuum pumps which often have to be housed in free spaces which are not yet used but, consequently, necessarily restricted.
  • the piston is rigidly secured to the connecting rod and comprises a seal with an annular lip cooperating with the wall of the cylinder and which is able, on the one hand to maintain the piston-cylinder seal.
  • the axis around which the crankpin rotates is offset relative to the axis of the cylinder by a distance equal to a fraction of the stroke of the cylinder, and this offset is oriented by relation to the normal direction of rotation so as to obtain a strong inclination of the piston during the reset stroke (respectively suction for a compressor or pump and delivery for a vacuum pump) and a slight inclination of the piston during the reset stroke work (respective compression for a compressor and vacuum and suction for a vacuum pump).
  • the fraction of the piston stroke can reach half of the piston stroke and even slightly exceed this half.
  • the face of the piston inside the lip seal is substantially planar along a plane slightly inclined relative to the longitudinal central axis of the connecting rod, so that the space dead between the piston and the cylinder head, or minimum at the top dead center of the piston.
  • the annular seal of the piston comprises a segment of a material suitable for dry friction and which is mounted in an annular groove at the exit of the piston from the interior side of the cylinder and said segment pushes the annular lip elastically towards the wall of the cylinder sealing.
  • the segment can project beyond the head of the piston and be housed, in the top dead center position of the piston, in an annular groove formed in the bottom of the cylinder in order to reduce the dead space.
  • the cylinder is formed in a single-piece envelope with the cylinder bottom or cylinder head and open opposite the cylinder bottom on the side of the crankcase (crankpin) by an opening closed by a cover and allowing the machining of the inner wall of the cylinder and, if necessary, of the cylinder bottom by a cantilever boring tool.
  • the compressor check valve (or non-return valve) is mounted in a bore formed laterally from the outside in the cylinder, opening laterally into the cylinder bottom and closed by a stopper support for a non-return valve (by example at ball) and its return spring in the closed position.
  • FIGS. 9a to 9d are seen from the output shaft 1 of the rotor 2 of the electric motor 3. in FIG. 10.
  • the shaft 1 mounted for rotation in a bearing bearing 4, rotates about the axis of the rotor of the motor 3 a counterweight 5 which eccentrically carries a crank shaft 6, of axis 6a parallel to the axis la of the rotor of the motor 3.
  • a connecting rod-piston 7, that is to say a one-piece connecting rod with the piston proper 8, or rigidly secured to the piston 8 has a connecting rod head 9 (the connecting rod being secured to the piston, there is no foot connecting rod) which is rotatably mounted, that is to say pivotally mounted, by means of a dry friction sleeve or a set of needles 10, on the crank shaft 6.
  • a dry friction sleeve or a set of needles 10 on the crank shaft 6.
  • the position of the big end 9 and of the sleeve 10 (which is made integral by force mounting) along the crankshaft 6, is determined by the axis 21 the of the internal bore 1 1 of the cylinder 12 of the compressor.
  • the cylinder 12 is here closed by a bottom wall or cylinder head 21 integral with it while its body coming from the foundry 14 has, at its lower part according to FIG. 10 two openings 215. 216 which are closed in service. respectively by the flange 217 brush holder and motor output bearing support 3, and by a bottom cover 218 carrying the connector or socket 21 of the motor power supply 3.
  • the opening 216 also allows, during beyond the preparation of the cylinder 12 if necessary, to introduce a boring tool at the end or overhang to machine the bore 1 1 which, in other applications, can come from precision casting.
  • FIGS. 9a to 9d a seal 220 in a flexible or elastomeric material which has at its periphery an annular lip 221? like a bicycle pump seal.
  • the lip seal 220 is shown schematically as being placed or glued (or otherwise fixed or retained) on the convex surface 222 of the piston 8.
  • the seal actually used and which is shown in FIG. 10 is more complex. that the schematic packing of FIGS. 9a to 9d.
  • the segment 226 and the lip 221a are made of a material suitable for dry friction and having good elasticity.
  • the segment 226 which is nevertheless split and the lip 221a constitute a monoblock obtained by gluing or welding (for example with ultrasound), their basic plastic material being the same but the lip having, for example, a greater flexibility and of course being continuous over its entire periphery while the segment is split.
  • the segment 226 projects beyond the flat head 228 of the piston 8 and it is housed, in the top dead center position of the piston 8, in an annular groove 229 formed at the bottom of the bore 1 1 in the wall of bottom 213 (the groove 229 is indicated in FIGS. 9a to 9d).
  • This groove 229 shows on the bottom wall or cylinder head 213 a central part in circular boss 230 which has the function of reducing as much as possible the dead space remaining in the top dead center position of the piston 8.
  • the foundry body 14 of the cylinder 12 has laterally two bosses 231 and 232.
  • the axis 231a of the upper boss 231 is located slightly above the inner wall 230a of the central boss 230 and a series of concentric bores are provided along this axis 231a.
  • the innermost 233 of these bores opens into the side wall of the groove 229 formed at the bottom of the cylinder.
  • the orifice at the outlet of the bore 233 on the side opposite the inside of the cylinder, is surrounded by a seal 234 (for example an O-ring made of a heat-resistant elastomeric material) on which comes to bear, under the action of a return spring 235, a non-return valve constituted here by a ball 236.
  • the spring 235 and the ball 236 are guided by a sleeve carried by a plug 237 which seals the bore holes in the boss 231 along the axis 231a.
  • An intermediate bore guiding the sleeve of the plug 237 opens onto a passage 239 allowing the discharge of compressed air beyond the non-return or ball check valve 237. to a connector sleeve provided on the boss 232.
  • the axis la around which the crankpin rotates (here the shaft of the crank 6) is offset with respect to the axis 21a of the cylinder, in the plane perpendicular to the axis rotation of the crankpin, a distance d which is a fraction of the piston stroke, this fraction being able to reach and even slightly exceed half of the piston stroke.
  • This shift is not achieved in any way.
  • the direction of the offset is chosen here, as shown for the case of a compressor in FIGS.
  • the offset d also has the effect of slightly tilting the connecting rod 7 and the piston 8 in the bottom dead center and top dead center position, as shown in FIGS. 9a and 9c respectively.
  • the face 228 of the piston, inside the lip seal 221 is substantially flat but in a plane slightly inclined relative to the longitudinal axis of the connecting rod 7.
  • Figures 9a to 9d correspond to planes of section along the axis 21 1 a of the cylinder perpendicular to the plane of FIG. 10 and therefore perpendicular to the axis 1a of the rotor of the motor 3. The inclination of the upper face 228 is thus not visible in FIG. 10 .
  • FIGS. 9a to 9d we will now explain the operation of the compressor shown diagrammatically in FIGS. 9a to 9d with reference to the overall view in a transverse plane of FIG. 10.
  • the crank axis 6a is in the low position by relative to the crankshaft or engine axis 1a and, consequently, the piston 8 and the seal 220 are in the low position.
  • the rigid piston 8 ment integral with the connecting rod 7 is slightly inclined relative to the axis 21 1a of the cylinder but the annular lip 221 nevertheless provides sealing with the inner wall 1 1 of the cylinder 12.
  • the axis of the connecting rod 7 is placed along the axis 21 1a of the cylinder and the lip 221 provides an excellent seal enabling the compressed air to be discharged by the ball valve 236 at a high pressure which can reach and even exceed 10 bars, if necessary.
  • the piston 8 and the gasket 220 have again come to be placed in a slightly inclined position relative to the axis 21 1a of the cylinder, but the annular lip 221 still provides sealing, all the more so as the displacement speed of the piston is reduced until it becomes almost zero.
  • the inclination of the connecting rod 7 and of the piston 8 increases until it reaches the maximum inclination shown in FIG. 9d or, under the effect of the depression prevailing in the cylinder 12, the lip 221 in its lowest part, folds inward to leave an air passage in the form of a lunula, corresponding to FIG. 9d.
  • the suction section annular or "lunule” is large enough to allow a good filling of the cylinder chamber 1 1 of atmospheric air sucked from the housing chamber 212a through the filter 240 (see Figure 10), substantially up 'at bottom dead center shown in Figure 9a. From the start of the piston rise, there appears in the inner chamber of the cylinder a slight overpressure which presses the lip 221 in contact with the inner wall 11 of the cylinder 12, the continued compression confirming the tightness until the overpressure in the cylinder 1 1 is sufficient to detach the ball 236 from its seat 234 against the thrust of the spring 235 and discharge compressed air to the connector 232.
  • the invention could be applied to a liquid pump in the case where the liquid discharged by the pump is not corrosive with respect to the elements mounted in the casing chamber 212a. More easily, the invention can be applied to a pump vacuum as shown schematically in Figure 1 1 which corresponds substantially to the position of Figure 9b in the case of a compressor
  • a suction valve 241 constitutes for example by a flap valve, that is to say by an elastic blade- recalled by its elasticity clean on a household seat, if necessary, at a slight elevation, around the opening of a cylindrical hou passing through a cover plate 242 of the cylinder head which encloses a suction connection 243 of large section to take account of the low pressure prevailing in s the area to be depressed
  • the connecting rod-valve assembly must rotate in the opposite direction to that shown in FIGS. 9a to 9d, so that the smallest inclination of the axis of the connecting rod In relation to the axis 21 the of the cylinder corresponds to the suction stroke of the piston 8
  • the vacuum pump depiession being at least ten times lower, in differential pressure, than the overpressure in compressor mode, the displacement of a vacuum pump can, at equal power of the electric drive motor, be multiplied by ten by comparison to the displacement in compressor mode
  • the invention decne HERE in reference to a single-cylinder machine can be applied to compresseui s or plus a pump c ⁇ - lindres allowing in general to increase the flow without increasing proportionally the starting torque
  • the pump (compressor or vacuum pump) of the device according to the invention it is possible to produce small single-cylinder compressors which are not lubricated and therefore maintenance-free, driven by an electric motor and which prove to be particularly robust and rustic, space-saving, relatively silent and perfectly suitable for providing compressed air for an air suspension of a passenger vehicle and for the emergency inflation of the pneumatic tires of this vehicle. It is also possible to reheat vacuum pumps driven by an electric motor powered by a vehicle battery and which are capable of ensuring the vacuum necessary for braking a vehicle with a diesel engine and which can be accommodated in any available location by emitting only a low noise in service , while ensuring a high suction flow and, without requiring any maintenance
  • the compressor or the vacuum pump proposed in FIGS. 9 to 11 can be used independently of the device for regulating the pressure of a fluid circuit.
  • a compressor which would be provided, in addition to the non-return valve 236 or 57, 58 as shown in FIGS. 1 to 3, d a vacuum valve such as valve 241 or valve 157, 158 in FIGS. 4 and 5, this vacuum valve is connected by a vacuum connection, such as connection 125 in FIGS. 4 and 5, to a circuit with depression.
  • a piston compressor could thus be used to supply, by turning in one direction, a compressed air circuit such as a pneumatic suspension circuit, and by turning in the other direction, a vacuum circuit such as the assistance of braking of a diesel engine vehicle or a door locking circuit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Le dispositif de régulation de la pression d'un circuit de gaz comprend au moins un dispositif dont le piston est relié mécaniquement à une bielle dont la tête est susceptible d'être entraînée en rotation par un maneton actionné par un moteur. Le piston (8) est rigidement solidaire de la bielle (7) et l'axe (1a) autour duquel tourne le maneton (6) est décalé par rapport à l'axe (11b) du cylindre (12) d'une distance (d) égale à une fraction de la course du cylindre. Application à des compresseurs rustiques à régulation simplifiée.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION DE LA PRESSION D'UN CIRCUIT DE FLUIDE ET POMPE A PISTON A CET EFFET
La présente invention se rapporte à un procédé de régulation de la pression de fluide d'au moins un circuit ou organe d'utilisation de pression de fluide, dans lequel une pompe ou un compresseur à fluide et à piston(s), entraîné en rotation par un moteur, est susceptible de refouler du fluide dans ledit circuit ou organe, ou, respectivement d'aspirer le fluide contenu dans ledit circuit ou organe, pour modifier la pression dudit circuit ou organe par rapport à celle de l'ambiance dudit circuit ou or- gane. L'invention s'applique en outre à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant au moins un compresseur ou une pompe à vide à piston muni d'au moins un cylindre dans lequel se déplace alternativement un piston dont la garniture d'étanchéité comporte une lèvre annulaire d'étanchéité et qui est relié mécaniquement à une bielle dont la tête est entraînée en rotation par un maneton actionné par un moteur. L'invention concerne également un compresseur ou une pompe à piston utilisant les principes de ce dispositif.
De très nombreux procédés et dispositifs de régulation de la pression d'un circuit de fluide sous pression sont connus. La plupart de ceux qui concernent un circuit d'air comprimé procèdent par exemple, en cas de pression insuffisante, par pré- lèvement d'un débit d'air comprimé dans une source d'air comprimé chargée par un compresseur, et en cas de pression excessive, par prélèvement d'air comprimé dans le circuit et décharge de cet air comprimé à l'échappement. Pour les circuits d'air comprimé les plus simplifiés, tels que ceux utilisés actuellement pour la suspension pneumatique des véhicules automobiles de tourisme, on assigne généralement à l'air comprimé d'échappement une fonction supplémentaire, celle de régénérer le sécheur d'air, ce qui complique le circuit d'échappement, tandis que l'on fait fonctionner le système sans réserve d'air comprimé, l'augmentation de la pression du circuit étant obtenue par la mise en marche du compresseur qui est entraîné par un moteur électrique et qui refoule directement sur le circuit. La présente invention vise à simplifier encore plus les circuits d'augmentation et de diminution de pression du système de régulation de pression, notamment avec un sécheur d'air intégré au système, et donc à diminuer le prix de revient d'un tel système tout en augmentant sa fiabilité et sa durée de vie. Elle se propose en outre de faire encore remplir, le cas échéant, des fonctions supplémentaires à l'air comprimé de décharge, telles que celle de réfrigérant éventuel de la culasse et de l'ensemble motocompresseur, de moyen de décolmatage du filtre d'aspiration et de réaliser un moyen de protection contre les risques de gel du sécheur d'air qui est susceptible d'être chargé d'humidité. Elle vise également à étendre aux circuits à dépression ou à vide ou mixtes (air comprimé et vide) la simplification des circuits de régulation selon l'invention.
A cet effet, selon l'invention, le procédé de régulation de la pression de fluide est caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens dé- nommé "direct" provoquant le refoulement (cas du compresseur) ou respectivement l'aspiration (cas de la pompe à vide) du fluide, pour modifier progressivement en fonction du temps la pression dudit circuit ou organe, et l'on fait tourner le moteur du compresseur ou de la pompe dans le sens "inverse" du sens direct pour provoquer la liaison dudit circuit ou organe à pression de fluide avec ladite ambiance, afin de provoquer une égalisation de pression progressive dans le temps entre la pression dudit circuit ou organe et la pression de l'ambiance.
On utilise une pompe ou un compresseur à piston(s) dont la marche dans le sens "inverse" produit dans le ou les cylindre(s) délimité(s) par ledit piston, par rapport à la pression dans le cylindre au cours la marche dans le sens "direct", une in- version de la pression par rapport à l'ambiance provoquant l'ouverture d'une valve de mise en communication dudit circuit ou organe avec l'ambiance. On peut interposer entre la valve de mise en communication avec l'ambiance et l'ambiance, un organe de perte de charge apte à confirmer l'ouverture de ladite valve de mise en communication avec l'ambiance sous l'effet de la différence de la pression par rapport à l'ambiance provoquée par ledit organe de perte de charge, et l'on fait cesser l'ouverture de la valve de décharge en faisant tourner ledit moteur d'entraînement dans le sens "direct" pendant un court instant. On peut ainsi faire ouvrir ladite valve de mise en communication avec l'ambiance par une impulsion de marche dudit moteur dans le sens "inverse" et faire fermer ladite valve de mise en communication par une impulsion de marche dudit moteur dans le sens direct.
Le procédé de régulation de la pression de gaz d'au moins un circuit ou organe d'utilisation, dans lequel un compresseur à piston entraîné en rotation par un moteur, est susceptible de comprimer le gaz aspiré dans le cylindre puis de refouler ce gaz à travers une culasse comportant un clapet de retenue ou anti-retour vers ledit circuit ou organe d'utilisation, est caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "direct" où le déplacement alterné du piston provoque une aspiration de gaz dans le cylindre, suivie d'une compression et d'un refoulement de ce gaz, pour provoquer l'alimentation en gaz comprimé du circuit d'utilisation, et l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "inverse" pour assurer dans le cylindre une dépression qui agit sur une section de commande fermant le fond de cylindre d'une valve d'échappement susceptible d'être actionnée par dépression et provoquant l'échappement dans l'ambiance du gaz comprimé dudit circuit ou organe. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, on munit la valve d'échappement à commande par dépression d'un ressort de rappel en position de fermeture, de manière à n'autoriser l'ouverture de la valve d'échappement que lorsqu'il règne dans le cylindre un niveau de dépression apte à surmonter la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel. On peut munir la valve d'échappement d'un clapet de décharge de surpression présentant une section sur laquelle agit la pression dudit circuit ou organe dans le sens de l'ouverture et qui est maintenu fermé par la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel, de manière à décharger automatiquement une surpression en provenance dudit circuit ou organe ou dudit compresseur.
Le procédé de régulation de la dépression de gaz régnant dans au moins un circuit ou organe d'utilisation, dans lequel une pompe à vide ou à dépression à piston entraînée en rotation par un moteur, est susceptible de refouler dans l'ambiance le gaz aspiré dans le cylindre puis d'aspirer du gaz à travers une culasse comportant un clapet de retenue ou anti-retour de dépression depuis ledit circuit ou organe d'utilisation, est caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "direct" où le déplacement alterné du piston provoque l'aspiration dans le cylindre du gaz dudit circuit ou organe, suivie d'un refoulement de ce gaz dans l'ambiance, pour assurer la mise en dépression dudit circuit ou organe, et l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "inverse" pour provoquer dans le cylindre une compression qui agit sur une section de commande fermant le fond de cylindre d'une valve de réalimentation par l'ambiance susceptible d'être actionnée par compression et provoquant la réalimentation par l'ambiance dudit circuit ou organe. Selon un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on munit la valve de réalimentation à commande par compression d'un ressort de rappel en position de fermeture, de manière à n'autoriser l'ouverture de la valve de réalimentation par l'ambiance que lorsqu'il règne dans le cylindre un niveau de compression apte à surmonter la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel. On peut munir la valve de réalimentation d'un clapet de décharge de dépression présentant une section sur laquelle agit la dépression dudit circuit ou organe dans le sens de l'ouverture et qui est maintenu fermé par la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel, de manière à réduire automatiquement un excès de dépression en provenance dudit circuit ou organe ou de ladite pompe à vide.
Selon encore un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, lorsque le moteur du compresseur ou de la pompe est un moteur électrique, l'on alimente, en parallèle au moteur et sous la dépendance d'un thermostat de température minimale ou d'une commande manuelle, au moins une résistance de chauffage électrique d'au moins une partie du compresseur de la pompe, de telle manière que cette résistance électrique chauffe le compresseur ou la pompe chaque fois que ce dernier est entraînée par le moteur électrique.
Selon un dernier mode de réalisation du procédé de l'invention, dans lequel le compresseur ou la pompe à vide sont montés sur un véhicule à moteur thermique d'entraînement, l'on n'autorise l'alimentation du moteur électrique du compresseur ou de la pompe, ainsi que, le cas échéant, de la (ou des) résistance(s) électrique(s) de chauffage éventuellement en service, qu'après le démarrage du moteur thermique d'entraînement du vhéicule et/ou du générateur électrique du véhicule, de telle manière que ledit moteur électrique et la (ou les) résistance(s) électrique(s) éventuellement en service soient toujours alimentés par le générateur électrique du véhicule, et non pas par la batterie de démarrage dudit moteur thermique ou dudit générateur électrique.
Le dispositif de régulation de la pression d'air comprimé est caractérisé en ce que, d'une part, le piston est rigidement solidaire de la bielle et l'axe autour duquel tourne le maneton est décalé par rapport à l'axe du cylindre d'une distance égale à une fraction de la course du cylindre, de manière à obtenir, pour le sens de rotation "direct" du moteur correspondant à la marche en compresseur, une forte inclinaison du piston pendant la course d'aspiration du compresseur, cette inclinaison permettant à la lèvre annulaire de laisser pénétrer du gaz de réalimentation provenant de l'ambiance dans le cylindre, et respectivement, une faible inclinaison du piston pendant la course de travail, c'est-à-dire de compression et de refoulement du compresseur, en ce que d'autre part, la culasse ou la tête de cylindre du compresseur comporte une valve de retenue de la pression de gaz refoulée par le compresseur, et en parallèle à cette valve de retenue, une valve de décharge sollicitée vers la position de fermeture par un ressort taré et susceptible d'être sollicitée vers la position d'ouverture par la dépression éventuelle régnant dans le cylindre, et en ce que le dispositif comporte des moyens d'inversion du sens de rotation aptes à faire entraîner le compresseur dans le sens "inverse" de celui correspondant à la marche en compresseur, de manière à produire, pendant la course de descente du piston faiblement incliné, une dépression dans le cylindre suivant le déplacement du piston fortement incliné pendant laquelle le gaz refoulé du cylindre a pu s'échapper dans l'ambiance, ladite dépression produisant l'ouverture de la valve de décharge à rencontre de l'action du ressort taré, de telle manière que la rotation du compresseur dans le sens "direct" provoque le gonflage du circuit d'air comprimé par le compresseur, tandis que la rotation du compresseur en sens "inverse" provoque le dégonflage du circuit d'air comprimé via la valve de décharge.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la valve de décharge présente une section d'action soumise à la pression du circuit d'air comprimé à encontre de la force de tarage du ressort, cette section d'action étant apte à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de l'effort de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre du compresseur n'est pas comprimé par le piston et lorsque la pression du circuit de gaz dépasse une valeur limite prédéterminée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la valve de décharge présente une section d'aspiration soumise à la pression régnant dans le cylindre du compresseur et susceptible d'être inférieure à la pression de l'ambiance agissant sur la valve de décharge à l'opposé de ladite section d'aspiration, de manière à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de la force de tarage du ressort lorsque le gaz contenu dans le cylindre du compresseur est mis en dépression du fait de la rotation du compresseur dans le sens "inverse".
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un organe de perte de charge, tel qu'un étranglement est interposé entre la valve de décharge et l'ambiance (y compris avec interposition d'un filtre), de manière à provoquer, au niveau de la valve de décharge et après ouverture de cette dernière, une surpression par rapport à l'ambiance agissant sur une section de confirmation d'ouverture, pour maintenir la valve de décharge ouverte. Ladite section d'aspiration et/ou ladite section de confirmation est prévue sur un piston de fermeture, mobile de façon étanche dans un alé- sage à l'encontre du ressort taré et qui fait fonction de culasse de fermeture au moins partielle de l'alésage du cylindre. Le diamètre du piston de fermeture est égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'alésage du cylindre du compresseur. Le piston de fermeture comporte un passage de refoulement vers le circuit de gaz comprimé, du gaz comprimé par le piston du compresseur, passage sur lequel est interposé un cla- pet anti-retour ou de retenue s'ouvrant en direction dudit circuit de gaz comprimé. Le siège du clapet anti-retour est placé à proximité de la paroi dudit piston délimitant le fond du cylindre, de manière à réduire au minimum la participation dudit passage de refoulement à l'espace mort du cylindre de compresseur.
Le dispositif peut comporter un organe sécheur à cartouche séchante à régéné- ration, interposé entre la sortie de refoulement du compresseur et le circuit de gaz comprimé, de telle manière que lorsque la valve de décharge est ouverte, la cartouche séchante soit parcourue par le débit de gaz comprimé sec s'échappant du circuit d'air comprimé, dans le sens provoquant la régénération du pouvoir séchant de ladite cartouche. Le maneton et la bielle étant contenus dans un carter fermé relié à l'atmosphère par un filtre apte à filtrer le gaz aspiré dans le cylindre, le dispositif est caractérisé en ce que l'échappement de la valve de décharge est dirigé dans ledit carter fermé, de manière à provoquer la ventilation dudit carter par l'échappement du gaz et la traversée du filtre par ce gaz d'échappement dans un sens susceptible de provoque le décolmatage du filtre.
Selon un autre mode de réalisation encore de l'invention, le dispositif de régulation de la pression d'un circuit de gaz en dépression par rapport à l'ambiance com- prenant au moins une pompe à vide à piston munie d'au moins un cylindre dans lequel se déplace alternativement un piston dont la garniture d'étanchéité comporte une lèvre annulaire d'étanchéité et qui est relié mécaniquement à une bielle dont la tête est susceptible d'être entraînée en rotation par un maneton actionné par un moteur, est caractérisé en ce que, d'une part, le piston est rigidement solidaire de la bielle et l'axe autour duquel tourne le maneton est décalé par rapport à l'axe du cylindre d'une distance égale à une fraction de la course du cylindre, de manière à obtenir, pour le sens de rotation "direct" du moteur correspondant à la marche en pompe à vide, une forte inclinaison du piston pendant la course de refoulement de la pompe à vide, cette inclinaison permettant à la lèvre annulaire de laisser refouler le gaz aspiré du circuit vers l'extérieur hors du cylindre, et respectivement, une faible inclinaison du piston pendant la course de travail, c'est-à-dire d'aspiration du gaz, et en ce que d'autre part, la culasse ou la tête de cylindre de la pompe à vide comporte une valve de retenue de la dépression provoquée par la pompe à vide, et en parallèle à cette valve de retenue, une valve de décharge sollicitée vers la position de fermeture par un ressort taré et susceptible d'être sollicitée vers la position d'ouverture par la surpression éventuelle régnant dans le cylindre, et en ce que le dispositif compte des moyens d'inversion du sens de rotation aptes à faire entraîner la pompe à vide dans le sens "inverse" du sens "direct" correspondant à la marche en pompe à vide, de manière à produire, pendant la course de montée du piston faiblement incliné, une surpression dans le cylindre suivant le déplacement du piston fortement incliné pendant lequel le gaz de l'ambiance a pu être aspiré de l'extérieur, ladite surpression produisant l'ouverture du clapet de décharge à l'encontre de l'action du ressort taré, de telle manière que la rotation de la pompe à vide dans le sens "direct" provoque la mise en dépression du circuit de gaz par la pompe à vide, tandis que la rotation de la pompe à vide dans le sens "inverse" provoque la réalimentation du circuit de gaz par l'ambiance via la valve de décharge.
Selon un autre mode de réalisation, la valve de décharge présente une section d'aspiration soumise à la dépression du circuit de gaz à l'encontre de la force de tarage du ressort, cette section d'aspiration étant apte à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de l'effort de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre de la pompe à vide n'est pas en dépression et que la dépression du circuit de gaz dépasse une valeur limite prédéterminée. La valve de décharge peut présenter une section de compression soumise à la pression régnant dans le cylindre de la pompe à vide et susceptible d'être supérieure à la pression de l'ambiance agissant sur la valve de décharge à l'opposé de ladite section de compression, de manière à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de la force de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre de la pompe à vide est mis en surpression du fait de la rotation de la pompe à vide dans le sens "inverse".
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un organe de perte de charge tel qu'un étranglement est interposé entre la valve de décharge et l'ambiance, de manière à provoquer, au niveau de la valve de décharge et après ouverture de cette dernière, une dépression par rapport à l'ambiance, cette dépression agissant sur une section de confirmation d'ouverture, pour maintenir la valve de décharge ouverte. Ladite section de compression et/ou ladite section de confirmation est prévue sur un piston de fermeture, mobile de façon étanche dans un alésage à l'encontre du ressort taré et qui fait fonction de culasse de fermeture de l'alésage du cylindre. Le diamètre de piston de fermeture est égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'alésage du cylindre de pompe à vide. Le piston de fermeture comporte un passage d'aspiration vers le circuit de gaz en dépression du gaz aspiré par le piston de la pompe à vide, passage sur lequel est interposé un clapet anti-retour ou de retenue s'ouvrant en direction de l'intérieur du cylindre. Le siège du clapet anti-retour est placé à proximité de la paroi dudit piston délimitant le fond du cylindre de manière à réduire au minimum la participation dudit passage d'aspiration à l'espace mort du cylindre de pompe à vide.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif selon l'invention, lorsque le maneton et la biellette sont contenus dans un carter fermé relié à l'ambiance par un filtre apte à protéger ledit carter des salissures extérieures et à laisser s'échapper le gaz refoulé par la pompe à vide, est caractérisé en ce que la valve de décharge est reliée audit carter fermé, de manière à provoquer l'aspiration à travers ledit filtre du gaz aspiré au-delà de la valve de décharge et la ventilation dudit carter par ladite aspiration.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, la garniture d'étanchéité est réalisée en un matériau élastique et de bonnes qualités frottantes et de résistance à l'abrasion, et présente une forme de coupelle de faible hauteur et de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du cylindre, et munie d'un passage central circulaire qui, en position de montage de la garniture d'étanchéité sur le piston, est traversé par la base cylindrique d'une tête de piston rapportée, fixée au piston après mise en place de ladite coupelle, de telle manière qu'une couronne annulaire sensiblement plane de ladite coupelle soit emprisonnée et serrée axialement entre la tête de piston et le piston, et que le bord périphérique recourbé ou cambré vers l'intérieur de ladite coupelle soit susceptible de se débattre d'une faible course entre soit la tête de piston rapportée soit respectivement le piston et la paroi intérieure du cylindre.
La garniture d'étanchéité peut comporter deux coupelles de faible hauteur montées dans des sens opposés par leur lèvre d'étanchéité et juxtaposées l'une contre l'autre par une surface d'appui sensiblement plane entourant le passage central circulaire, de telle manière que les lèvres d'étanchéité s'écartent l'une de l'autre, l'une des lèvres assurant l'étanchéité principale en fonction compresseur et l'autre lèvre assurant l'étanchéité principale en fonction pompe à vide.
La tête de piston rapportée présente, d'une part un passage central de fixation sur la bielle ménageant un lamage pour loger la tête d'une vis de fixation, et d'autre part, une face extérieure sensiblement plane selon un plan légèrement incliné par rapport à l'axe longitudinal médian de la bielle, de telle manière que l'espace mort entre les faces extérieures de la tête de piston et de la culasse soit minimal, compte tenu de la légère inclinaison du piston au point mort haut provoquée par le décalage de l'axe autour duquel tourne le maneton.
Le corps de bielle peut présenter une forme à dissymétrie croissante vers la tête de bielle dans la direction propre à réduire l'encombrement de la bielle en direction du cylindre au cours de la course à forte inclinaison de la bielle.
Selon encore un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le moteur d'entraînement du compresseur ou respectivement de la pompe à vide est un moteur électrique, notamment un moteur électrique à courant continu à excitation par aimant(s) permanent(s), branché sur la batterie et le générateur électrique à courant continu d'un véhicule automobile, et ce moteur électrique est susceptible de démarrer et de tourner dans un sens de rotation et respectivement dans l'autre sens de rotation par simple inversion des sens ou des polarités de l'alimentation par un commutateur-inverseur, de telle manière que ledit commutateur-inverseur contrôle le gonflage et le dégonflage du circuit ou de l'organe, ou respectivement la mise en dépression du circuit ou la suppression de cette dépression. Un organe de réduction de tension électrique et/ou de réduction d'intensité de courant électrique peut être interposé sur le circuit d'alimentation du moteur électrique du compresseur correspondant à la marche dans le sens "inverse", de manière à réduire la vitesse de rotation du moteur tournant dans le sens "inverse" correspondant à la désactivation du circuit de gaz.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, propre à améliorer le fonctionnement et le démarrage du dispositif selon l'invention par grand froid, le cylindre et/ou la culasse et/ou le carter du compresseur ou de la pompe à vide sont placés au contact d'un organe de réchauffage apte à faciliter le démarrage et/ou le fonctionnement de la pompe ou du compresseur, ainsi que de la valve de décharge ou de réalimentation par l'ambiance. L'organe de réchauffage comporte au moins une résistance électrique qui est susceptible d'être reliée à une alimentation électrique à chaque phase de régulation de la pression du circuit de fluide lorsque, soit l'ambiance locale, soit au moins une partie dudit compresseur ou de ladite pompe à vide est soumise à une température inférieure à une valeur limite prédéterminée. La résistance électrique est de préférence disposée en bandeau ou en anneau autour d'au moins la tête de cylindre du compresseur ou de la pompe à vide selon un agencement assurant une bonne conduction thermique vers la tête de cylindre et un relatif isolement thermique vis-à-vis de l'extérieur du bandeau ou de l'anneau. Pour un dispositif selon l'invention et destiné à un véhicule automobile, le moteur électrique du compresseur ou de la pompe à vide, ainsi que, le cas échéant, les organes de chauffage ou résistances électriques éventuellement en service peuvent être reliés à un organe de commande et/ou d'alimentation (par exemple un microprocesseur) par l'intermédiaire d'un organe de temporisation apte à n'autoriser l'alimentation électrique du moteur et desdits organes éventuels de chauffage ou résistances électriques qu'après le démarrage du moteur thermique d'entraînement du véhicule et/ou du générateur électrique du véhicule.
D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel: les figures la à l d représentent en coupe schématique, un ensemble embiellage-piston-cylindre-culasse d'un compresseur d'air selon l'invention, dans quatre positions caractéristiques, à savoir au point mort bas du piston, à mi-course de compression, au point mort haut du piston et à mi-course d'aspiration, le moteur d'entraînement du compresseur tournant dans le sens "direct" et deux versions de culasse étant représentées: respectivement à la figure la, une culasse réalisée à l'aide de pièces simples et massives moulées, notamment en matière plastique, et à la figure 1 b, une culasse réalisée à l'aide de pièces métalliques autorisant une structure plus compacte et résistante; - la figure 2 représente, en coupe transversale selon l'axe du cylindre et l'axe longitudinal du moteur d'entraînement, un compresseur monocylindrique selon l'invention avec la représentation schématique des moyens aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, la culasse du cylindre correspondant à celle de la figure l b; - les figures 2a et 2b représentent, à la même échelle qu'à la figure 2 et en coupe transversale par l'axe du piston, respectivement, la garniture d'étanchéité à lèvre du piston à l'état libre, et la tête du piston séparée du piston; la figure 3 représente, en coupe schématique semblable à la figure l b mais à échelle réduite, le compresseur selon l'invention tournant dans le sens "inverse", c'est-à-dire celui provoquant une dépression dans le cylindre et la décharge du circuit d'air comprimé; - les figures 4a à 4d représentent, en coupe schématique, un ensemble embiellage-piston-cylindre-culasse d'une pompe à vide selon l'invention, dans quatre positions caractéristiques, à savoir au point mort bas du piston, à mi-course de refoulement de l'air aspiré, au point mort haut du piston et à mi-course d'aspiration, le moteur d'entraînement du compresseur tournant dans le sens "direct"; - la figure 5 représente, en coupe transversale selon l'axe du cylindre et l'axe longitudinal du moteur d'entraînement, une pompe à vide monocylindrique selon l'invention, avec la représentation schématique des moyens aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; les figures 5a et 5b représentent, à la même échelle qu'à la figure 5 et en coupe transversale par l'axe du piston, respectivement, la garniture d'étanchéité à lèvre du piston à l'état libre, et la tête du piston séparée de ce dernier; la figure 6 représente, en coupe schématique semblable à la figure 4d mais à échelle réduite, la pompe à vide selon l'invention tournant dans le sens "inverse", c'est-à-dire celui provoquant une compression dans le cylindre et la mise en liaison avec l'atmosphère du circuit sous vide ou en dépression; la figure 7 représente, de façon fragmentaire, le piston de la pompe à vide de la figure 5, dans une position correspondant à celle de la figure 4b, et vue depuis le clapet à dépression, pour montrer le logement du clapet d'aspiration et la section de refoulement "en lunule": et - la figure 8 représente, à plus grande échelle et également de façon fragmentaire et en coupe transversale selon l'axe du piston, une variante de mode de réalisation de la tête de piston, avec une garniture d'étanchéité à deux joints à lèvre en forme de coupelles montées dans des sens opposés par leur lèvre. les figures 9a à 9d représentent en coupe schématique un ensemble maneton-piston-cylindre d'un compresseur d'air selon l'invention, dans quatre positions caractéristiques, à savoir respectivement au point mort bas du piston, à mi- course de compression, au point mort haut du piston et à mi-course d'aspiration; la figure 10 représente, en coupe transversale selon l'axe du cylindre et l'axe longitudinal du moteur électrique d'entraînement (représenté seulement par son collecteur et son arbre de sortie), un compresseur d'air monocylindrique selon l'invention;
- la figure 1 1 représente, en coupe schématique, un ensemble maneton-piston- cylindre d'une pompe à vide selon l'invention. Bien que les proportions piston-cylindre et course du piston ne soient pas rigoureusement respectées, les figures la à ld correspondent à des vues en coupe transversale depuis l'arbre de sortie 1 du rotor 2 du moteur électrique d'entraînement 3 à la figure 2. L'arbre 1 monté à rotation dans un palier à roulement 4, entraîne en rotation autour de l'axe 1 a du rotor du moteur 3 un contrepoids 5 qui porte de façon excentrée un arbre de manivelle 6, d'axe 6a parallèle à l'axe la du rotor 2 du moteur
J .
Une bielle-piston, c'est-à-dire une bielle monobloc avec le piston proprement dit 8 ou rigidement solidaire du piston 8, présente une tête de bielle 9 (la bielle étant solidaire du piston, il n'existe pas de pied de bielle) qui est montée à rotation, c'est-à- dire en fait pivotante, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 10, sur l'arbre de manivelle 6. On remarquera que le diamètre du roulement à billes 10 est exagéré sur les figures l a à ld (où il est censé représenter un roulement à une seule rangée de billes) par rapport à la figure 2 ou il est minoré pour représenter un roulement à deux rangées de billes (et pourrait, le cas échéant, représenter un roulement à aiguilles).
Le cylindre 12 du compresseur représenté sur la figure 2, présente une paroi cylindrique intérieure ou alésage 1 1 et des ailettes de refroidissement extérieures 13 qui viennent monobloc de fonderie (de préférence en fonderie d'alliage d'aluminium légère et transmettant bien la chaleur), avec un corps 14 commun au compresseur et au sécheur. Le corps 14 présente, avant montage du compresseur, plusieurs cavités ouvertes, parmi lesquelles, dans la tête de cylindre 12a, une cavité supérieure 15 destinée à loger un ressort 16 de fermeture d'une valve de décharge 17 et sur laquelle débouche l'alésage 1 1. Une cavité inférieure 18 (dénommée par la suite cavité d'embiellage) du bloc 14, sur laquelle débouche la partie inférieure de l'alésage 1 1 , contient l'embiellage du compresseur, c'est-à-dire la bielle 7 montée sur l'arbre de manivelle 6 avec le contrepoids 5, et est fermée en position de service, respectivement, en bas selon la figure 2, par un couvercle inférieur 19, latéralement par le support de palier 20 du moteur 3, et en haut par le piston 8 logé dans l'alésage 1 1. Sur la cavité 18, débouche une cavité latérale 21 (placée à droite sur la figure 2), dans laquelle vient se loger une cartouche séchante 22 montée sur un corps de support 23 et en appui sur un ressort 24 de fond de cavité.
Le couvercle 19 comporte des embouts ou raccords crantés 25 de raccordement à un circuit de fluide constitué par exemple par des coussins de suspension pneuma- tique d'un véhicule automobile, chacun de ces coussins étant par exemple isolé par une électrovalve (voir les électrovalves 94 et 95 explicitées par la suite) qui n'ouvre la communication vers le coussin que lorsqu'elle est excitée. Le couvercle 19 qui est fixé au corps 14 par tout moyen approprié, par exemple par agrafage d'une bride métallique périphérique 26. comme représenté sur la figure 2. est appliqué de façon étanche. simultanément, sur le corps 14 à l'aide d'un joint torique d'étanchéité 27, et sur un prolongement de raccord 28 du corps de support 23, à l'aide d'un joint torique d'étanchéité 29 qui isole les canalisations internes des embouts 25. de la cavité intérieure 18 formant carter d'embiellage.
Le support 23 qui porte la cartouche séchante 22 est monté, dans la cavité latérale 21 , en étant isolé de la cavité d'embiellage 18 par un joint torique d'étanchéité 30, tandis que la cartouche séchante 22 communique librement avec le fond de la cavité latérale 21 par des ouvertures (non représentées) ménagées dans un fond 1 d'une enveloppe 32.
Le prolongement 28 du corps de support 23 comporte deux passages qui établissent une communication entre la cartouche séchante 22 via des passages non représentés qui traversent un fond 33 de l'enveloppe 32 et les embouts crantés 25. Un premier passage 34 contient un clapet anti-retour 35, par exemple à lèvre flexible. qui n'autorise le passage de l'air comprimé que de la cartouche séchante 22. vers les embouts 25. Un deuxième passage 36, 37 contient un clapet anti-retour 38 qui, repoussé sur un siège (au débouché du passage 37) par un ressort taré, n'autorise le passage de l'air comprimé que des embouts 25 vers la cartouche séchante 22. et à condition que la pression aux embouts 25 dépasse la pression régnant dans la car- touche séchante d'une valeur minimum déterminée par le tarage (l'effort de réaction) du ressort 39 et correspondant par exemple à la pression minimum à maintenir dans des coussins de suspension reliés aux embouts 25. Le couvercle 19 est traversé de façon étanche par des câbles électriques 40 et 41 d'alimentation du moteur électrique 3 et par un filtre 42 interposé ainsi entre la cavité d'embiellage 18 et l'atmosphère. Sur la figure l a, on a représenté un premier mode de réalisation de la culasse du compresseur constituée par la valve de décharge 17 qui vient obturer le débouché supérieur de l'alésage 1 1 du cylindre. En fait, le débouché de l'alésage 1 1 est obturé par un piston dit "de fermeture" 43 qui est mobile de façon étanche, par l'intermédiaire d'un joint torique 44 dans un alésage 45 ménagé dans une plaque in- termédiaire ou de culasse 46 qui est montée serrée entre une culasse de refoulement proprement dite 47 et le cylindre 12, avec interposition de joints de culasse appropriés, représentés sur la figure 1 par des joints toriques. L'alésage 45 est représenté ici avec un diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 1 1 du cylindre, mais il pourrait être égal à celui de l'alésage 1 1 ou supérieur à cet alésage 1 1. La solution représentée présente l'avantage d'autoriser un écart de centrage entre les alésages 1 1 et 45 tout en permettant de réduire au minimum l'espace mort entre le piston 8 et la paroi de fond de cylindre 48 du piston de fermeture 43. Le piston de fermeture 43 est rappelé vers le haut de la figure la par le ressort de rappel 16 logé dans la cavité supérieure 15 et il présente une chambre intérieure 49 à plusieurs alésages étages, l'un de ces alésages guidant de façon étanche un piston porte-clapet 50 réalisé par exemple en matière plastique et retenu dans la chambre 49 par une rondelle élastique ou "circlip" 50a. Le piston porte-clapet 50 présente un passage central de refoulement 51 dont le débouché en direction de la culasse de refoulement 47, est entouré par un joint torique d'étanchéité 52 qui coopère avec un siège 53 ménagé au débouché d'un passage de refoulement 54 dans la culasse de refoulement 47. Les passages de refoulement 51 et 54 sont sensiblement alignés l'un sur l'autre et le passage 51 débouche sur une chambre de clapet 55 ménagée à l'intérieur du piston porte-clapet 50. Dans la chambre 55, est logé un ressort hélicoïdal 56 qui applique (repousse) une bille de clapet 57 sur un siège, de préférence constitué par un joint torique 58 en un matériau élastomère résistant bien à la chaleur, tel que du Viton (marque déposée). Le siège 58 est placé au débouché, dans la chambre 55, d'un passage 59 traversant le fond du piston de fermeture 43, de telle manière que le siège 58 soit placé le plus près possible (en respectant les exigences de la résistance des matériaux) de la paroi 48 de fond de cylindre. Le piston 43 est repoussé sur la paroi de fond de culasse 60 de la culasse de refoulement 47 par le ressort 16 et par la pression de refou- lement régnant dans la chambre intérieure 1 la délimitée entre le piston 8 et sa garniture d'étanchéité 8a, la paroi intérieure 1 1 du cylindre et la paroi de fond 48 du piston de fermeture, la chambre l ia étant étanchée par le joint 44, la lèvre 74 de la garniture 8a et le ou les joint(s) de culasse (non représentés). La cavité supérieure 15 qui contient le piston 43 communique par un passage de décharge 61 avec l'atmosphère dont la pression est susceptible d'agir sur toute la section du piston 43 (à l'exception de celle comprise à l'intérieur du joint torique 52), grâce à des passages 62 ou à des ergots de butée 63 (voir la figure 2). La pression de refoulement qui règne dans la chambre de cylindre 1 la repousse la bille 57 à distance du siège 58 pour ouvrir un passage annulaire de refoulement entre la bille et son siège. La valve de décharge 17 représentée à la figure lb diffère de celle représentée à la figure la par quelques détails que l'on va expliciter. On rappelle également que le type de culasse et de valve de décharge de la figure lb est utilisé pour le compresseur représenté sur la figure 2 qui pourrait également utiliser la culasse et la valve de décharge représentées à la figure la. Sur la figure lb, l'ensemble piston-cylindre- culasse-embiellage est représenté sensiblement selon l'axe de l'alésage 1 1 du cylindre 12.
Le piston de fermeture 43 est ici réalisé en métal avec un ajourage annulaire 64 qui entoure un bossage central 65 dont l'alésage central 65a contient un clapet de dé- charge 66. L'alésage central 65a se prolonge vers la paroi de fond 48 du piston de fermeture 43 par un passage central 59 analogue à celui représenté à la figure l a et devant lequel est placé, de façon analogue, un joint torique 58 formant siège de clapet pour une bille de clapet 57 (voir la figure le) repoussée sur son siège par un ressort hélicoïdal de rappel 56.
Le clapet de décharge 66 est retenu dans l'alésage central 65a par une bague élastique ou circlip 67 (voir la figure 2) et vient ainsi enfermer dans l'alésage 65a le siège 58, la bille 57 et son ressort de rappel, guidé par un téton 68 qui limite la hauteur de levée de la bille. Le clapet 66 présente, au-delà du téton 68, un passage central de décharge 69 qui se raccorde de façon étanche au passage de refoulement 54 ménagé dans la culasse 14, à l'aide d'un joint torique 70 logé dans une rainure au débouché du passage 54 sur la cavité supérieure 15. Le clapet 66 est en fait bloqué axialement dans l'alésage 65a par la bague élastique 67 et appliqué, par le ressort 1 de rappel du piston de fermeture 43 contre le joint torique 70 par l'intermédiaire d'une surface conique d'extrémité 71, de façon à assurer une liaison étanche entre le passage de refoulement 54 et l'intérieur de l'alésage 65a.
Sur la figure le, qui représente la culasse de façon beaucoup plus fragmentaire, on voit que le piston 8 et sa garniture d'étanchéité 8a (représentée ici schématiquement) est au point mort haut tandis que le contrepoids 5 est en position basse. La tête plate 72 du piston 8 qui est légèrement inclinée par rapport à l'axe 8b du piston 8 et de la bielle 7 (voir par exemple les figures la, le et ld), est alors sensiblement parallèle à la paroi de fond de cylindre 48, et à proximité immédiate de cette paroi de fond, de manière à réduire au minimum l'espace mort du cylindre constitué par l'intervalle mince entre les faces planes 72 et 48, par l'intervalle annu- laire 73 (voir la figure ld) entre la lèvre 74 de la garniture d'étanchéité 8a du piston 8 et la tête rapportée 75 (voir la figure 2b) du piston 8 représenté schématiquement sur les figures la à ld, et enfin par le passage 59 du fond de piston de fermeture 43, ce passage 59 étant obturé par la bille 57 en appui sur le siège annulaire (torique) 58. lui-même en appui sur un fond de rainure entourant le débouché du passage 59 dans l'alésage 65a. Sur la figure le, la bille 57 formant clapet anti-retour est représentée légèrement décollée de son siège torique 58 sous l'effet de la pression régnant dans l'espace mort subsistant entre la tête du piston 8 et la face 48.
La poursuite de la rotation de l'arbre de sortie ou d'entraînement 1 fait passer le piston 8 de la position de point mort haut représentée à la figure le à la position d'aspiration représentée à la figure ld.
L'axe la autour duquel tourne le maneton de vilebrequin (ici l'arbre de manivelle 6) est décalé par rapport à l'axe 1 1 b du cylindre 12 dans le plan perpendiculaire à l'axe de rotation du maneton. d'une distance d (voir la figure l b) qui est une fraction de la course du piston, cette fraction pouvant atteindre et même légèrement dépasser la moitié de la course du piston. Le sens du décalage est choisi de manière à obtenir, pour le sens de rotation indiqué sur les figures la à ld, une forte inclinaison de la bielle 7 (et donc du piston 8) par rapport à l'axe 1 1 b du cylindre pendant la course de réarmement, c'est-à-dire ici d'aspiration, comme représenté à la figure ld, et respectivement une faible inclinaison pendant la course de travail ou de compression, comme représenté à la figure lb.
Au cours de la descente d'aspiration du piston entre les figures le et ld, l'inclinaison de la bielle 7 et du piston 8 s'accroît jusqu'à atteindre l'inclinaison maximale représentée à la figure ld ou, sous l'effet de la dépression régnant dans la chambre l ia du cylindre 12, la lèvre 74 dans sa partie la plus basse, se rabat vers l'intérieur pour laisser un passage d'air en forme de lunule, entre le piston 8 et la paroi 1 1 du cylindre (voir la lunule 98 à la figure 7).
La section d'aspiration en "lunule" est suffisamment importante pour permettre un bon remplissage (voir la flèche 76 à la figure ld) de la chambre 1 la du cylindre 12 en air atmosphérique aspiré depuis la cavité inférieure ou d'embiellage 18 à travers le filtre 42 (voir la figure 2), sensiblement jusqu'au point mort bas représenté à la figure la. Dès le début de la remontée du piston 8, apparaît dans la chambre intérieure 1 la du cylindre une légère surpression qui plaque la lèvre 74 au contact de la paroi intérieure 1 1 du cylindre 12, la poursuite de la compression confirmant l'étanchéité jusqu'à ce que la surpression dans la chambre de cylindre l ia soit suffisante pour faire décoller la bille 57 de son siège 58 à l'encontre de la poussée du ressort 56 et refouler de l'air comprimé au passage de refoulement 54 à l'encontre de la pression de circuit régnant dans ce passage. Le compresseur monocylindrique avec sa cartouche séchante et sa régulation intégrée, tel que représenté à la figure 2, comporte la partie de culasse avec la valve de décharge 17 représentée à la figure 1 b, selon un plan de coupe passant par l'axe 1 lb du cylindre 12 mais perpendiculaire au plan de coupe de la figure lb. Le corps 14 commun au compresseur et au sécheur est fermé par la culasse de refoulement proprement dite 47 fixée par des vis non représentées (axes 77) et par le couvercle inférieur 19 déjà décrit en détail. Le passage de refoulement 54 prévu dans la culasse 47 relie le refoulement de la valve de décharge 17 à un passage d'entrée 78 dans la cavité latérale 21 fermée par le fond perforé 31 de la cartouche séchante 22.
Le piston 8 présente une tête de piston rapportée 75 (désignée par la référence 8a sur les figures la à lb) qui obture de façon étanche l'alésage 1 1 du cylindre 12 et qui est constituée de pièces fixées à la bielle-piston 7, 8. La tête rapportée 75 dont la face supérieure plane 72 est légèrement inclinée (par exemple de 7 degrés) et non pas perpendiculaire par rapport à l'axe du piston 8, de manière à être sensiblement perpendiculaire à l'axe 1 1b du cylindre au point mort haut (voir la figure l e ), est fixée rigidement au piston 8 par une vis 79. La fixation de la tête rapportée 75 est rendue stable et rigide par engagement de l'extrémité d'un prolongement cylindrique 80 (voir la figure 2b) dans un alésage correspondant (à montage serré de préférence) 81 ménagé dans le corps de piston 8 et par un pion (non représenté) ou tige de faible diamètre fixé dans le corps de piston 8 et qui s'engage dans un alésage 82 de la tête rapportée 75 en empêchant ainsi cette dernière de tourner par rapport au piston (ce qui est indispensable à cause de l'inclinaison de la face supérieure 72).
La vis de fixation 79 traverse un alésage axial 83 et sa tête se loge entièrement dans un lamage 84 de la tête 75 pour venir serrer en position un joint d'étanchéité de piston 85 à lèvre annulaire 74. Le joint 85 représenté en coupe transversale à l'étal détendu à la figure 2a présente un passage central 86 qui est traversé de façon ajustée par le prolongement 20. Tel que représentée à l'état détendu, la lèvre 74 présente une face extérieure 74a destinée à venir en contact avec la paroi de l'alésage 1 1 et donc à s'user, une paroi intérieure 74b et une face en bout 74c sensiblement perpendiculaire aux faces 74a, 74b, qui sont, elles, sensiblement parallèles entre elles.
Le diamètre extérieur De (hors tout) au-delà de la face en bout 74c du joint 85 à l'état détendu, est légèrement supérieur au diamètre de l'alésage 1 1 , de manière à obtenir un léger serrage élastique de la lèvre 74 sur la paroi de l'alésage 1 1 . Après montage du joint 85, comme représenté sur la figure 2, la face intérieure 74b de la lèvre 74 vient partiellement au contact de la face extérieure cylindrique ou à très faible conicité 87 (voir la figure 2b) de la tête rapportée 75 pour venir se placer avec un faible jeu entre cette face extérieure 87 et la paroi de l'alésage 1 1 , en étant plaquée élastiquement avec un effort limité, par la réaction élastique du matériau à prυ- priétés élastomères du joint monobloc 85. De part et d'autre du passage central cylindre 86. le joint 85 présente des surfaces d'appui sensiblement planes et annulaires respectives, 86a et 86b, qui viennent s'appliquer respectivement sur une surface conjuguée 87a de la tête de piston 75 et sur une surface conjuguée 81 a ménagée autour de l'alésage 81 du piston 8. Lorsqu'une surpression règne dans la chambre l i a du cylindre 12, un effort supplémentaire s'exerce sur la lèvre 74 pour venir la plaquer plus fortement au contact de la paroi 1 1 , de façon proportionnelle à la différence de pression à étan- cher, selon les propriétés bien connues des joints à lèvre. Le joint 85 qui doit présenter des qualités paradoxales d'élasticité, de résistance à l'usure par friction, de faible frottement sur une paroi 1 1 en alliage d'aluminium, et une résistance à la chaleur car l'air comprimé à l'intérieur de la chambre de cylindre 1 la atteint 250°C, peut être réalisé en un matériau élastomère à haute résistance à chaud tel que le Viton (marque déposée). On va maintenant expliquer le fonctionnement en mode compresseur du dispositif selon l'invention et dont la structure a été décrite en détail.
On voit sur la figure 2 que, pour assurer le montage du compresseur, il est possible de mettre en place la bielle 7 et le piston 8 complètement équipés, respective- ment du roulement 10 et de la tête de piston 75 avec son joint 85, dans le cylindre 12, puis de présenter à travers l'ouverture 14a du corps 14 le moteur 3 équipé de son porte-balais et de son porte-palier ainsi que du contrepoids 5 et de l'arbre de manivelle 6, puis de faire pénétrer l'arbre de manivelle 6 dans le roulement 10 de la tête de bielle, et enfin de fixer le corps du moteur 3 au corps 14 à l'aide de vis non repré- sentées. La bielle 7 peut alors coulisser avec son roulement 10 sur l'arbre de manivelle 6 en se centrant sur l'alésage 1 1 du cylindre 12.
Pour continuer le montage, avant de fermer le fond du carter ou de la cavité d'embiellage 18 par le couvercle 19, on peut monter le clapet de décharge complet 17, avec son piston de fermeture 43, puis fixer en place la culasse de refoulement 47 pour fermer la partie supérieure du corps 14. Ensuite, on met en place le ressort 24 au fond de la cavité 21 , puis la cartouche séchante 22 et son support 23 équipé des clapets anti-retour 35 et 38. Pour terminer le montage, il reste à positionner avec soin le couvercle 19 équipé du filtre 42, des embouts 25 et des câbles électriques d'alimentation 40 et 41 raccordés au moteur 3 dans la cavité d'embiellage 18, sur le corps 14, et sur le prolongement 28 du support 23, puis à le fixer au corps 14 par la bride périphérique 26, telle que représentée, ou par tout autre moyen approprié tel que des vis.
Lorsque le dispositif de production d'air comprimé et de régulation de la pression d'air comprimé est utilisé, par exemple, pour alimenter un circuit de suspension pneumatique de véhicule dont les coussins d'expansion sont reliés à l'un ou l'autre des raccords 25, la position de la partie mobile de ces coussins de suspension par rapport à la caisse du véhicule est contrôlée, par exemple par un bobinage de surveillance électronique et, afin de pouvoir opérer sélectivement sur les coussins de suspension et de conserver dans les coussins une pression de suspension en cas de défaillance du système d'alimentation, chaque coussin est isolé de l'extérieur par une électrovalve qui ne s'ouvre que pour autoriser une correction de la pression (en plus ou en moins) régnant dans le coussin. Les câbles 40 et 41 d'alimentation du moteur électrique 3 sont reliés à la batterie (et donc indirectement à l'alternateur ou autre générateur électrique) du véhicule, indiquée symboliquement par les signes plus et moins, par l'intermédiaire d'un commutateur inverseur 88 apte à isoler le moteur 3 de l'alimentation ou bien à relier ce moteur à la batterie selon une polarité d'alimentation ou selon la polarité opposée, pour faire tourner le moteur 3, monté par exemple en moteur à excitation séparée par aimants permanents dans un sens ou dans l'autre
Les trois positions du commutateur inverseui 88 sont, par exemple, contiôlees par un relais 89 qui peut être relie a un ordinateui central de contiôle de suspension 97 ou qui, plus simplement, est placé sous la dépendance d'un détecteui 90 (pai exemple un bobinage se déplaçant devant un aimant) relie pai voie électπquc électronique ou informatique ou, pour les systèmes les plus simples, mécaniquement aux coussins de suspension (représentés ici schématiquement pai un piquage sui les lignes alimentées chacune par un raccord 25) Des flèches croisées indiquent schématiquement les inversions de polarité que peut réaliser le commutateur-inverseur 88 et, sur la ligne d'alimentation indiquée pai le sens moins, est interposée une résistance 91 ou un moyen équivalent qui est noi - malement court-circuité ou supprime lorsque le moteui 3 est alimente poui tourne, dans le sens de marche en compresseur, mais qui est en ligne poui la marche en sens inverse ou en échappement, de manière à réduire la vitesse de rotation du moteui 3 qui aurait de toute façon tendance a accélérer par manque de charge, et qui peut remplir sa fonction d'échappement pour une vitesse de îotation nettement plus réduite
On suppose que le dispositif d'alimentation en air comprime et de régulation de la pression d'air comprime est mis en service sur un véhicule a suspension pneumatique resté en stationnement pendant une longue durée et dont les coussins de suspension ont, par conséquent, perdu la plus grande partie de l'air comprime qu'ils contenaient Le détecteur de niveau de suspension 90 excite immédiatement le îelais 89 qui place le commutateur inverseur 88 sui la position marche en compiesseui et le moteur électrique 3 entraîne l'arbre 1 dans le sens "direct", c'est-a-dire le sens correspondant à la marche en compresseur et indique par la flèche sur le contiepoids 5 aux figures la à ld Comme on l'a déjà expliqué en référence aux figures l a a kl le piston 8 en position de descente s'incline (figure ld) et ouvre entre la lèvre 74 et la paroi de l'alésage 1 1 du cylindre 12 un passage 98 (en lunule) a travers lequel la chambre de cylindre l ia est alimentée en air atmosphérique, aspiré a une piession légèrement inférieure à la pression atmosphérique a travers le filtre 42, dans la cavité d'embiellage 18, au fur et a mesure de la descente du piston 8
Lorsque le piston 8 (avec sa tête de piston 75 et son joint a lèvre 85 selon le mode de réalisation effectif) remonte, il comprime l'air atmosphérique contenu dans la chambre de piston l ia |usqu'à ce que l'action de la pression régnant dans cette chambre 1 la et agissant sur la section de la bille 57 à l'intérieur du joint torique 58 dépasse l'action de la pression régnant dans le passage 54, la chambre 21 et les îac- coids 25 et. de la. les coussins de suspension (dont les electrovalves d'isolement sont alors ouvertes du fait que les bobinages de surveillance des coussins ont détecté une position "trop basse" du coussin de suspension) majorée de la force de tarage ou de réaction du ressort 56 de rappel de la bille 57. La bille 57 se détache alors de son siège 58, comme représenté sur les figures lb et le, et l'air comprimé dans la chambre de cylindre 1 la est refoulé dans les coussins de suspension (ou autre organe d'utilisation pour un autre circuit) jusqu'à la position de point mort haut représentée à la figure le où le clapet anti-retour constitué par la bille 57 appliquée sur le joint torique 58, se referme dès que le piston 8 redescend pour se retrouver dans la situation de la figure 1 d. Au fur et à mesure que les coussins de suspension atteignent leur niveau de service, ils sont isolés par leurs électrovalves d'isolement et lorsque le dernier coussin de suspension en position trop basse atteint son niveau de service, le détecteur 90 alimente le relais 89 qui fait commuter le commutateur-inverseur 88 dans la position d'isolement qui coupe l'alimentation électrique du moteur 3 qui s'arrête alors avec le compresseur. Si l'un ou plusieurs des coussins de suspension se trouve à nouveau en position très basse, leurs électrovalves d'isolement seront à nouveau placées par la commande électronique-électrique de suspension 97, en position ouverte et le moteur 3 sera à nouveau alimenté selon la polarité de marche en compresseur par le commutateur inverseur 88. Si l'un des coussins de suspension vient en position "trop haute" (la position trop haute ou trop basse est établie lorsque l'une pièce de suspension reliée mécaniquement au coussin dépasse d'une valeur prédéterminée, le niveau normal de suspension, ladite valeur prédéterminée ainsi que le niveau normal étant susceptibles d'être modifiés par des moyens électroniques de réglage), le relais 89 excité par le détecteur 90 fait commuter le commutateur inverseur 88 en position inverse, c'est-à- dire celle provoquant la marche du compresseur dans le sens "inverse" tel qu'indiqué par la flèche sur la figure 3.
Au cours de cette marche dans le sens "inverse", le piston 8 descend lorsqu'il est sensiblement dans l'axe de l'alésage 1 1. Aucun passage "en lunule" ne s'ouvre alors entre la lèvre 74 du joint 85 et la paroi 1 1 du cylindre et, en conséquence, la pression dans la chambre de cylindre l ia diminue sans que la pression de l'air atmosphérique contenu dans la cavité d'embiellage 18 ne puisse repousser la lèvre 74 vers l'axe 8b du piston en pressant sur la face 74a, du fait que le diamètre extérieur libre "De" du joint 85 est légèrement supérieur au diamètre de l'alésage 1 1 , ce qui provoque un serrage qui ne pourrait en fait être vaincu que par une différence de pression supérieure à la pression atmosphérique.
La dépression qui règne alors dans la chambre de cylindre 1 la et qui s'exerce sur la section de la face inférieure 48 du piston de fermeture 43 (une dépression comprise entre 1/3 et 1/5 de la pression atmosphérique suffit), permet alors à la pression atmosphérique de la cavité 18 amenée à la chambre 15 par la conduite de décharge 61 , de repousser le piston de décharge 43 dont la face supérieure est isolée par le joint torique 44, à l'encontre du ressort de rappel 16, vers le bas en direction du piston 8, comme indiqué par la flèche 92 à la figure 3. La surface conique d'extrémité 71 du clapet 66 rendu solidaire du piston de décharge 43 par le circlip 50a, se décolle alors du joint torique 70 en ouvrant un passage indiqué par la flèche 93 entre le passage de refoulement 54 et le passage de décharge 61. L'air comprimé en excès contenu dans un ou plusieurs coussins de suspension (le ou les coussins dont les électrovalves de contrôle sont ouvertes), s'échappe alors via le raccord 25. le clapet 38 qui s'ouvre à l'encontre du ressort 39, la cartouche séchante 22 qu'il traverse en la régénérant, c'est-à-dire en se chargeant de l'humidité qu'elle contenait, les passages 78 et 54, et enfin le passage d'échappement 61 , pour venir gonfler la cavité d'embiellage 18 qui se décharge dans l'atmosphère à travers le filtre 42 dont les dépôts extérieurs sont alors expulsés pour provoquer un décolmatage au moins partiel du filtre.
On notera que l'échappement de l'air comprimé à travers le clapet de décharge 17 se produit en général avec une diminution significative de la température de cet air, ce qui peut contribuer à refroidir la culasse du compresseur et aussi le carter ou cavité d'embiellage 18 et l'embiellage 6, 10 contenu dans ce carter. De même, les propriétés de bonne conductibilité thermique de l'alliage d'aluminium du corps 14 peuvent contribuer au transfert d'une partie de la chaleur développée dans la culasse (cavité 15) et le cylindre 12 vers la cartouche séchante 22 qui, lorsqu'elle est relativement saturée d'humidité, peut geler et ainsi s'obturer partiellement, notamment après une longue période de consommation d'air au raccord 25. Le procédé et le dispositif de régulation de pression selon l'invention contribuent ainsi à diminuer le risque de gel et les risques de surchauffe.
Comme on le voit, pour réaliser la décharge du circuit pneumatique, aucune connexion pneumatique nouvelle n'est à établir, il suffit de faire tourner le moteur 3 dans le sens "inverse". De plus, la décharge se produit de façon hachée, car dès que le piston 8 a commencé sa course de montée, il se place dans une position fortement inclinée, comme représenté à la figure ld et un passage "en lunule" s'ouvre entre la lèvre 74 et la paroi de l'alésage 1 1 , ce qui "casse" le vide et supprime la dépression dans la chambre de cylindre l ia. La force de réaction du ressort de rappel 16 n'est plus équilibrée par la dépression et le piston de fermeture 43 est repoussé vers le haut pour obturer le passage de décharge entre le passage de refoulement 64 et le passage de décharge 61. Un fonctionnement équivalent est obtenu entre le joint torique 52 et le siège 53 pour le mode de réalisation de la culasse représenté à la figure l a. La décharge hachée de la pression d'air comprimé aul x) raccord(s) 25. qui est en quelque sorte similaire à la charge hachée à chaque coup de piston, permet un réglage plus fin et fidèle de la décharge. En effet, après chaque phase de décharge pendant la descente du piston 8 tournant dans le sens inverse, il se produit un arrêt de la décharge pendant que le piston 8 remonte et, pendant cet arrêt, les pressions s'égalisent en partie entre les organes d'utilisation tels que les coussins de suspension et le point de mesure de la pression, ce qui permet d'apprécier avec moins d'hystérésis l'instant où le moteur 3 doit s'arrêter de tourner dans le sens inverse pour faire cesser la décharge hachée du circuit d'air comprimé. On notera que la rotation du moteur dans le sens "inverse" peut avantageusement se dérouler à vitesse réduite, comme indiqué par la présence de la résistance 91 sur le circuit de marche en sens inverse. En effet, lorsque l'ordre d'arrêt est donné au circuit de marche en sens inverse, le moteur continue de tourner sur sa lancée pendant un nombre de tours moins élevé, ce qui réduit l'imprécision de l'arrêt de la décharge. La vitesse de rotation dans le sens "inverse" ne doit cependant pas être trop faible, car la durée relativement longue des phases de décharge (1/3 de seconde par exemple au lieu de l/10ème de seconde) ne permettrait pas de bénéficier de périodes de stabilisation de pression fréquentes. Dans le cas le plus défavorable, lorsque le moteur 3 cesse de tourner dans le sens "inverse", par exemple en pleine phase de dépression telle que représenté à la figure 3, le piston 8 est aspiré (en fait repoussé par la pression atmosphérique régnant dans la cavité d'embiellage 18) par la dépression et tourne "dans le sens compresseur" une fraction de tour pour "casser" le vide régnant dans la chambre de cylindre 1 1 a et permettre ainsi au ressort de rappel
16 de rappeler le piston 43a en position de fermeture de la valve de décharge 17. Si une surpression brutale apparaît à un raccord 25, par exemple à la suite de l'écrasement d'un coussin de suspension qui risque d'éclater, alors que le moteur 3 est à l'arrêt, cette surpression se transmet au passage 54 et agit sur la section de faible diamètre située à l'intérieur du joint torique 70 (ou du joint 52 pour la solution de la figure la) avec un effort suffisant pour repousser le piston de fermeture 43 à l'encontre de l'effort de rappel du ressort 16 pour faire ouvrir le clapet de décharge
17 et décharger la surpression, par le passage 61 , à l'atmosphère, via le filtre 42 en décolmatage.
Dans le cas où le piston 8 serait arrêté au point mort haut, comme représenté à la figure le, un léger jeu de quelques dixièmes de millimètres subsiste entre la face inférieure 48 du piston 43 et la face supérieure 72 (voir la figure 2) du piston 8, pour permettre une ouverture partielle du clapet de décharge 17. En fait, l'expérience a montré que l'arrêt au point mort haut ne se produit pratiquement jamais en service car le moteur se trouve alors dans une situation de quasi-absence de couple résistant qui lui permet de continuer à tourner pour ne s'arrêter qu'au delà du point mort haut.
Les coussins de suspension étant isolés par leurs électrovalves individuelles 94. 95. il pourrait arriver que le moteur 3 soit mis en marche par le commutateui - inverseur 88 recevant un ordre erroné du détecteur 90 défaillant, pour tourner dans le sens "direct", c'est-à-dire fonctionner en compresseur. Dans ce cas, à chaque montée du piston 8, la quasi totalité du volume d'air contenu dans la chambre de cylindre 1 la est refoulée dans le volume constitué par les passages 54, 78. 25 et le volume 21 partiellement rempli par la cartouche séchante 22, volume dont la pression était déjà pratiquement égale à la pression de décharge du clapet de décharge 17. Une surpression apparaît donc dans le volume de refoulement instantané, mais dès que le piston 8 descend à nouveau, l'action de la pression relativement élevée (par exemple 15 bars alors que la pression maximale et de décharge à la valve de décharge 17 est fixée à 10 bars) régnant dans le passage 54, fait ouvrir le clapet de décharge 70, 71 ou 52, 53 (selon la figure la) et la bouffée d'air unitaire refoulée par le piston 8 est déchargée à chaque descente du piston 8 par le passage 21 dans la cavité d'embiellage 18. Ainsi, la sécurité du circuit d'alimentation est assurée, même si le moteur 3 était par erreur entraîné en permanence dans le sens compresseur.
Selon une variante de mode de réalisation, le passage 61 de décharge dans l'atmosphère via la cavité d'embiellage 18, peut être muni d'un étranglement 96 (représenté schématiquement sur la figure 2 mais qui peut être constitué par la simple perte de charge dans le passage 61 ). Selon une autre variante, l'ensemble du circuit d'alimentation d'air comprimé, y compris les coussins de suspension et leurs électrovalves d'isolement et/ou de mise en communication et/ou d'étranglement, peut être contrôlé par un ordinateur central ou un ordinateur spécifique 97 (microprocesseur) de gestion de la suspension et/ou de gestion de l'air comprimé (> compris de celui des bandages pneumatiques)
Le compresseur qui vient d'être décrit peut bien entendu fonctionner avec un autre gaz que de l'air lorsqu'il est immergé dans une ambiance spéciale ou inerte, pai exemple d'argon ou de CO2. Le compresseur pourrait également se transformer en pompe à liquide s'il était immergé dans un liquide constituant alors l'ambiance, pai exemple l'eau d'un aquarium, de l'eau de mer, le liquide d'un réservoir (de carburant par exemple).
Dans le cas où l'on utilise l'étranglement 96, lorsque le microprocesseur 97 de gestion de l'air comprimé détecte le besoin de purger une capacité du circuit, pai exemple un coussin de suspension délesté de sa charge, le microprocesseur 97 déclenche l'ouverture de l'électrovalve d'isolement de cette capacité et, via le relais 89. la marche dans le sens "inverse" du moteur 3. La dépression produite dans la chambre de cylindre 1 la provoque l'aspiration du piston 43 vers le bas. à l'encontre du ressort de rappel 16 et l'ouverture du clapet 70, 71 (ou 52, 53). Une surpression règne alors dans la chambre 15 du fait de la présence de l'étranglement 96 et cette surpression maintient la valve de décharge 17 en position ouverte en agissant à l'encontre de la pression atmosphérique (augmentée le cas échéant de la perte de charge à travers le filtre 42 dans le sens du décolmatage) régnant dans la cavité d'embiellage 18 qui communique avec la chambre de cylindre 1 la.
Après l'impulsion d'ouverture, le microprocesseur peut commander l'arrêt du moteur 3 et la purge de la (ou les) cavités(s) en surpression, de façon progressive à travers l'étranglement 96. Lorsque le microprocesseur 97 est informé qu'une pression correcte ou quasi correcte est atteinte à la capacité à purger, il déclenche la marche du moteur 3 dans le sens "direct", ce qui provoque, dès la première remontée du piston 8, la fermeture de la valve de décharge 17 par remontée du piston 43 poussé par la surpression régnant dans la chambre de cylindre l ia. Une simple impulsion de marche dans le sens "direct" de courte durée (1/2 seconde par exemple) suffit pour faire cesser la purge. Ce mode de purge avec un effet d'étranglement à l'échappement sera préféré chaque fois que l'on voudra réaliser une purge lente et, le cas échéant, économiser de l'énergie de commande. Lorsque l'on souhaite une purge à la fois rapide et bien contrôlable parce que saccadée, on utilisera la commande de purge par marche du compresseur dans le sens inverse, avec ou sans moyens réducteurs de la vitesse du moteur électrique dans le sens inverse, tels que la résistance 91.
Les éléments de la pompe à vide représentés sur les figures 4a à 8 présentent de nombreuses similitudes avec les éléments de compresseur représentés sur les figures 1 a à 3; les éléments de pompe à vide sont affectés des mêmes numéros de référence que les éléments de compresseur similaires, ces numéros étant cependant majorés de 100. c'est-à-dire avec le chiffre 1 devant les nombres supérieurs à 9. La structure de l'ensemble moteur-vilebrequin-bielle-piston étant presque identique à celle utilisée pour un compresseur, cette structure ne sera pas décrite, à l'exception de ce qui suit. Pour le fonctionnement en pompe à vide, le joint d'étanchéité à lèvre 185 (voir la figure 5a) peut être pratiquement identique (on peut cependant prévoir une plus grande souplesse pour la lèvre 174 qui est soumise à des différences de pression nettement plus faibles) au joint d'étanchéité à lèvre 85 mais il doit être monté à l'envers, c'est-à-dire avec la lèvre 174 tournée vers le maneton 106. En conséquence de cette position inversée de la lèvre du joint, la tête de piston 175 présente des formes analogues à celles de la tête de piston 75 du compresseur et des formes différentes. Parmi les formes différentes, on remarquera la surface annulaire plane 187a d'appui de la surface conjuguée 186b du joint 185 (autour du passage central 186 du joint), ainsi que la lèvre rigide 1 7 sur laquelle s'appuie la face arrière 174a de la lèvre 174. pour éviter tout retournement de la lèvre 174 du joint. Sur la figure 5b, on a représenté l'alésage 182 du pion de blocage en rotation 182a (voir la figure 8) de la tête de piston 175. L'alésage 182 traverse la face d'appui 187a, à la différence de l'alésage 82 qui traversait la face frontale du prolongement cylindrique 80 tandis que le pion cylindrique 182a traverse un passage cylindrique 182b ménagé dans le joint 185 et pénètre dans l'alésage borgne 182 dans la tête de piston 175. Il est évident que les solutions concernant les alésages 82 et 182 et leurs pions déblocage sont interchangeables. Une différence importante concernant les têtes de piston respectives 75 et 175 provient du fait qu'un logement en creux 159 doit être ménagé dans la tête de piston 175 (voir la forme rectangulaire de ce logement à la figure 7) pour recevoir le clapet d'aspiration à lamelle. Sur les figures 4a à 4d où la tête de piston est représentée de façon schématique et monobloc en étant affectée de la référence 108a correspondant à la référence 8a des figures la à ld et 3, on voit que le logement 159 de la lamelle 157, de son siège 158 et de ses broches de fixation 157a, b (voir les figures l a et 6) doit présenter une hauteur telle qu'au point mort haut (représenté à la figure 4c), le clapet à lamelle 157 et ses broches de fixation 157a, b, ne touche pas le fond du logement 159 ménagé sur le piston 8. Comme le montre la figure 4c, au point mort haut, la face plane 172 de la tête de piston et la paroi de fond 148 du piston de fermeture 143 sont très proches (un intervalle de quelques dixièmes de millimètre paraît techniquement possible et devrait se maintenir dans le temps) et l'espace mort est réduit à environ l /40ème de la cylindrée totale. En conséquence, une dépression importante existe après une course de descente du piston 108 de quelques millimètres et le clapet à lamelle 1 57 s'ouvre, comme représenté sur la figure 4c. Une levée de moins de un millimètre est suffisante et la levée complète telle que représentée à la figure 4d n'est nécessaire qu'à mi-course du piston 8 lorsque celui-ci se déplace à vitesse élevée. En conséquence de ce qui précède, le logement 159 peut ne présenter qu'une faible profondeur juste suffisante pour éviter tout contact entre le clapet à lamelle 157. 157a, b et le piston 108, mais il doit présenter un contour extérieur (représenté à la figure 7) apte à recevoir le clapet à lamelle 157 même en cas de léger décalage en rotation de la tête de piston 175.
Une autre différence importante avec les solutions de compresseur représentées sur les figures la à 3, réside dans la position du piston de fermeture 143 dans la tête de cylindre 1 12a et dans la culasse 147. Les efforts exercés sur le piston de fermeture 143 sont en effet inverses de ceux exercés sur le piston 43 selon la réalisation en mode compresseur. Le ressort 1 16 repousse vers le bas des figures 4a à 6 le piston de fermeture 143 en appliquant une collerette 162 en appui sur une surface annulaire d'appui 163 ménagée dans la tête de cylindre 1 12a. Un bossage central 165 qui présente un décrochement ou rainure annulaire en creux 154 se termine vers le haut des figures 4a à 4c par une surface cylindrique lisse 171 qui coopère avec un joint torique d'étanchéité 170 logé dans une rainure annulaire conjuguée de la culasse 147. Le raccordement entre la surface de la rainure en creux 154 et la surface cylindrique 171 est progressif et arrondi et pour obtenir un fonctionnement correct en dépression, le joint torique 170 est souvent prévu "roulant".
Le bossage central 165 présente un passage central 151 de section importante car les dépressions maximales que l'on peut obtenir en mode pompe à vide sont dix fois plus faibles que les pressions en mode compresseur (0,7 bar contre 7 bars) et, en mode pompe à vide, les débits doivent être dix fois plus importants, à puissance égale. Un siège 158 est ménagé en saillie sur la face 148 du piston 143 autour de l'orifice du passage 151. Le siège 158 devant présenter des dimensions les plus limitées possibles, le passage central 151 se développe en s'évasant en direction du raccord de dépression 125 relié à un circuit ou à des organes à dépression.
Sur l'ensemble de pompe à vide selon l'invention représenté sur la figure 5, on voit que l'ensemble moteur électrique-vilebrequin-bielle-piston est presque identique à celui représenté sur la figure 2, l'alimentation électrique 140, 141 du moteur étant susceptible d'être régulée à la manière de ce qui est représenté sur la figure 2. Une différence importante avec la figure 2 réside dans le fait que le corps de compresseur 1 14 ne comporte pas de sécheur, le raccord de dépression 125 étant relié directement à la culasse 147. En mode pompe à vide, un sécheur est en effet inutile car. lorsqu'on met en dépression un circuit, l'eau qu'il contient s'évapore très rapidement car la tension de vapeur de l'eau est proche ou supérieure du niveau de pression "en dépression"; pour cette raison, les équipements à dépression qui ne souffre pas de problèmes de condensation, sont parfois préférés aux équipements à air comprimé, dans des ambiances très humides et chaudes telles que les ambiances tropicales ou équatoriales. Le filtre 142 ne sert en service normal que de protection anti- éclaboussures car le carter de vilebrequin 1 18 est en légère surpression par rapport à l'ambiance lorsque la pompe à vide aspire de l'air au raccord 125 pour le refouler dans la chambre de carter 1 18. Ce n'est que lorsqu'il s'agit de "casser" le vide au raccord à dépression 125 que le filtre 142 est parcouru par de l'air atmosphérique d'aspiration pénétrant dans le carter 1 18. On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif selon l'invention en mode pompe à vide, en se limitant aux éléments qui se différencient du mode compresseur. Le montage de la pompe à vide est pratiquement identique à celui du compresseur et se termine par la mise en place de la culasse (en engageant avec soin le joint torique 170 au contact de la surface cylindrique 1 71 du piston de fermeture
143) et du couvercle 1 19 (après raccordement du circuit électrique 140, 141 à celui du moteur 103).
On suppose que le dispositif d'alimentation en dépression et de régulation de la dépression est utilisé sur un véhicule automobile pour relever de façon sensiblement réglable une jupe de protection des roues faisant fonction de garde-boue et commandée par plusieurs vérins à dépression qui sont, par exemple, choisis de préférence à des vérins à air comprimé pour leur résistance à des ambiances humides ou boueuses. La jupe de protection est normalement en position basse sous l'effet de la pesanteur, et pour procéder à un relevage régulé, il suffit qu'un circuit de commande place l'alimentation 140, 141 du moteur 103 sur la position marche dans le sens dépression et le moteur électrique 103 entraîne l'arbre 101 dans le sens "direct", c'est-à-dire le sens correspondant à la marche en pompe à vide indiqué par la flèche sur le contre-poids 105 aux figures 4a à 4d. Comme on l'a déjà expliqué en référence aux figures la à ld, le piston 108 en position de descente s'incline (figure 4b) et ouvre, entre la lèvre 174 et la paroi de l'alésage 1 1 1 du cylindre 1 12. un passage 98 "en lunule" (voir la figure 7) à travers lequel la chambre de cylindre 1 1 1 a refoule l'air aspiré au raccord 125, à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, dans la cavité d'embiellage 1 18, au fur et à mesure de la montée du piston 108. L'air refoulé dans la cavité d'embiellage 1 18 est ensuite évacué à l'atmosphère à travers le filtre 142.
Lorsque le piston 108 (avec sa tête de piston 175 et son joint à lèvre 185 selon le mode de réalisation effectif) s'approche du point mort haut, tel que représenté à la figure 4c, la lèvre 174 du joint 185 se replace en contact avec la paroi 1 1 1 du cylindre 1 12. La pression monte alors dans la chambre de cylindre 1 1 1 a en confirmant l'application du clapet à lamelle 157 sur son siège 158 et la surpression créée dans cette chambre s'évacue pour la plus grande part en repliant vers l'intérieur la lèvre 174 relativement souple, jusqu'à l'arrivée au point mort haut représentée à la figure 4c.
La rotation du maneton de vilebrequin 106 continuant, le piston 108 et la tète de piston 175 redescendent, ce qui provoque très rapidement une dépression importante dans la chambre de cylindre 1 1 1a. La lèvre 174 du joint d'étanchéité 1 5 est alors plaquée sur la paroi 1 1 1 de l'alésage du cylindre 1 12 par la pression atmosphérique régnant dans le carter d'embiellage 1 18 et, du fait que la dépression régnant dans la chambre de cylindre 1 1 la est alors supérieure à la dépression régnant au raccord 125, la lamelle 157 se décolle de son siège 158 sur lequel elle était appliquée par un faible effort élastique d'encastrement en porte-à-faux ou cantilever par les broches de fixation 157a, b. Comme on l'imagine aisément, la lamelle 157 ne se décolle franchement qu'après une certaine course de descente du piston 108, comme représenté à la figure 4d et toute poursuite de la descente du piston 108 se traduit par une aspiration d'air (ou de gaz dans le cas où l'on fonctionne dans une ambiance spéciale, par exemple d'argon ou de CO2) au raccord 125, cette aspiration empêchant l'augmentation de la dépression de la chambre de cylindre 111a.
Lorsque le maneton 106 (indiqué par son axe 106a sur les figures 4a à 4d) poursuit sa course, le piston 108 revient au point mort bas puis commence à remonter. La dépression dans la chambre de cylindre 1 1 1a commence alors à diminuer, ce qui permet au clapet à lamelle 157 de venir à nouveau s'appliquer sur son siège 158 et l'on se retrouve dans la structure de compression et de refoulement de l'air contenu dans la chambre de cylindre, représentée à la figure 4b et déjà expliquée. Au fur et à mesure que la dépression s'accroît au raccord 125, les vérins de commande de la jupe de protection (cités à titre d'exemple d'application) sont soumis à une part croissante de la pression atmosphérique qui provoque un relevage croissant de la jupe enveloppant le véhicule. Lorsque le conducteur estime le niveau de relevage suffisant pour les obstacles que va rencontrer son véhicule, il provoque (par des circuits de relais non représentés et présentant des analogies avec ceux représentés sur la figure 2), l'arrêt du moteur 103 et le circuit des vérins à dépression reste en dépression, car le clapet à lamelle 157 est plaqué sur son siège 158, sous l'action de la pression atmosphérique régnant dans la chambre de cylindre 1 1 1a, du fait de l'action de la pression atmosphérique sur les lèvres 174 et sur le piston 108 assurant une fonction de double étanchéité de secours.
Si le conducteur du véhicule estime que le relevage de la jupe est insuffisant ou que la jupe est retombée partiellement (sous l'effet des "fuites" de dépression), il provoque une nouvelle mise en rotation du moteur 103 dans le sens "direct" jusqu'à atteindre le niveau de relevage correct. Si, par contre, le conducteur souhaite abaisser à nouveau (partiellement ou totalement) la jupe du véhicule, il provoque, par des circuits non représentés et analogues à ceux de la figure 2. la marche du moteur dans le sens "inverse" représenté par la flèche sur le contrepoids 105 à la figure 6. Le piston 108 descend alors dans la position de la figure 4b au lieu de monter, et la chambre de cylindre 1 1 1a se remplit d'air prélevé dans le carter d'embiellage 1 18. Lorsque le piston 108 remonte (flèche 192). il se trouve presque aligné sur l'axe 1 1 1b du cylindre 1 12 et le joint d'étanchéité 185 se déplace de façon relativement étanche dans l'alésage 1 1 1 , ce qui provoque une surpression dans la chambre de cylindre 1 1 1 a. Cette surpression confirme la fermeture du clapet à lamelle 157, 158. mais agit sur le piston de fermeture 143 à l'encontie du ressoit 1 16, ce qui tau monter (dans le sens de la figure 6) le piston 143 |iιsqu'à la position de butée sui la surface d'appui 160 de la culasse 147
Dans la position de butée haute du piston de fermeture 143. telle qui. représentée à la figure 6, un passage de liaison 193 s'établit entre le cai tei d'embiellage 1 18 relié à l'atmosphère à travers le filtre 142 et le raccoid de dépression 125, à travers les passages 162 du piston 143 et le passage (aloi dénommé 154) ouvert entre le joint torique 170 et le décrochement ou la ïamuie annulaire en creux 154, après que la surface cylindrique 171 ait quitté le contact avec le joint torique 170 Une liaison avec l'atmosphère venant "casser le vide" ou la dépression régnant au raccord 125 est donc établie pendant toute la phase de remontée du piston 108, comme représenté à la figure 6 Cette liaison s'inteπompt lorsque le piston 8 redescend selon le schéma de la figure 4b (le contrepoids 10> tournant alors dans le sens inverse de celui indique sui cette figure) cai la surpression dans la chambre de cylindre 1 1 1 a s'évacue dans le carter de cylmdie 1 1 X (selon la flèche 176) et se transforme en une légère dépression Sous l'effet du rcssoi l 1 16, le piston de fermeture 143 revient dans sa position basse de service telle que représentée sur les figures la à ld et 5 Le "cassage" du vide régnant au raccoid de dépression 125 s'interrompt alors et reprend à la îemontee suivante du piston I 0X jusqu'à l'obtention du niveau souhaité poui la μipe du véhicule, le conducteui pouvant alors arrêter la rotation du moteur 103 tournant dans le sens "inveise" La réahmentation en air atmosphérique du circuit en dépression s'effectue ainsi de façon saccadée parfaitement contrôlable et à travers le fillie 142 qui évite l'introduction de polluants grossiers tels que des poussières Si l'on souhaite réaliser une réahmentation en air atmosphérique par impulsion de manière analogue à la réalisation de la figure 2, on peut interposer sur le conduit 161 de réahmentation, entre le carter d'embiellage 1 18 et la cavité supeπeuie de cylindre 1 15, un étranglement (non représenté) qui provoquera la montée en position levée du piston de fermeture 143 à l'encontre du ressoit 1 16 sous l'effet de la dépression régnant dans cette cavité 1 15 à l'encontre de la pression atmosphérique ou de l'ambiance agissant sur toute la section du piston de fermeture 143 On noteia a ce sujet qu'avec un équipement à dépression, la section d'étanchéité au vide de la surface cylindrique 171 est importante par rapport à la section du piston de fermetui e (environ 1/4) mais qu'il demeure cependant une section importante du piston de fermeture 143 qui est susceptible d'être soumise à une dépression relative légnant dans la cavité supérieure de cylindre 1 15 Pour faire cesser la réahmentation continue du circuit à dépression au-delà du raccord à dépression 125, il suffit de donner au moteur 103 une impulsion de marche dans le sens "direct", ce qui provoque une mise en dépression de la chambre de cylindre 1 1 1a et permet à la surpression relative (par rapport à la dépression régnant dans la chambre 1 1 1a) aidée par la force de réaction du ressort 1 15, de repousser le piston de fermeture 143 vers le bas (selon les figures) pour refermer la réalimentation après la prise de contact du joint torique 170 avec la surface cylindrique 171.
Dans le cas où les vérins à dépression devraient être actionnés rapidement mais en ne dépassant pas une dépression maximale, par exemple pour limiter les efforts exercés sur la jupe du véhicule, le mode de réalisation représenté pour une commande de dépression permet d'assurer la régulation de la dépression en dessous d'une valeur maximale admissible. En supposant que la dépression normale d'actionnement soit de 0,5 bar et que l'on souhaite que la dépression maximale ne dépasse pas 0,7 bar, on peut régler la force de réaction du ressort 1 16 de telle façon que, lorsqu'une dépression de 0,7 bar s'établit accidentellement au raccord d'aspiration 125 (par exemple parce que le moteur 103 continue de tourner dans le sens "direct"), le piston 108 au cours de sa phase de remontée vers le point mort haut (voir la figure 4b), provoque une légère surpression dans la chambre de cylindre 11 1a, additionnée à la dépression qui agit sur toute la section circulaire de la surface cylindrique 171. Les effets additionnés de la légère surpression et de la dépression sur le piston de fermeture 143 arrivent à vaincre la friction du joint 170 et la force de réaction du ressort 1 16 pour déplacer le piston 143 vers le haut d'une faible course (moindre qu'à la figure 6). Un petit passage annulaire de "fuite de vide" s'établit alors entre le début du décrochement annulaire 154 et le joint torique 170, à chaque phase de fin de remontée du piston 108 vers le point mort haut (surpression dans la chambre 1 1 1a) et persiste pendant les 10 à 20 degrés de rotation au-delà du point mort haut. Une telle fuite de vide est suffisante pour stabiliser le niveau de la dépression au raccord de dépression 125.
La solution particulière de tête de piston représentée à la figure 8 comporte deux joints d'étanchéité à lèvre du type du joint 85 à air comprimé et/ou du joint à vide 185. Ces joints en forme de coupelle de faible hauteur sont montés dans des sens opposés par leur lèvre d'étanchéité 74, 174 et sont juxtaposés l'un contre l'autre par leur surface d'appui sensiblement plane 86b, 186b, entourant le passage central circulaire 86, 186. La lèvre 174 qui assure l'étanchéité principale à la dépression (et qui à ce titre pourrait être plus flexible que la lèvre 74) est ainsi dirigée vers l'arbre de manivelle ou maneton 6, 106, comme dans le mode de réalisation de la figure 5, tandis que la lèvre 74 (qui pourrait être plus rigide) est dirigée vers la tête de cylindre portant le piston de fermeture 43 ou 143. On remarquera qu'il n'est alors pas possible de prévoir une lèvre d'appui rigide pour le joint d'étanchéité à dépression 185, à la manière de la lèvre rigide 187 représentée à la figure 5b mais que la tête de piston spéciale 175a peut comporter un arrondi annulaire d'appui 187a et le piston 8 lui-même un arrondi annulaire d'appui 8b pour la surface intérieure 174b de la lèvre 174. On note également que l'ensemble des éléments de la tête de piston: pièce de tête 175a, joints 85 et 185, piston 8, sont traversés par une broche 182a d'indexation en rotation car les risques de rotation relatifs sont aggravés dans ce mode de réalisation.
Un ensemble moteur-embiellage-piston-cylindrique comportant une tête de- piston à deux joints à lèvre selon le mode de réalisation représenté à la figure 8 pourrait fonctionner indifféremment en compresseur ou en pompe à vide, à condition d'être équipé de la culasse correspondant à l'un ou l'autre mode. On a proposé d'utiliser la tête de piston de la figure 8 pour réaliser un compresseur dans lequel la fonction de compresseur et surtout la régulation par marche du moteur dans le sens "inverse" selon le schéma de la figure 3. sont assurées par grand froid (pour des températures comprises entre -15°C et -30°C). On doit néanmoins admettre qu'une telle solution, si elle convient pour les grands froids, est moins performante en débit et en rendement que le mode de réalisation représenté sur les figures la à 3. car lorsque le piston 8 se trouve au voisinage de la position de point mort bas. la lèvre 174 du joint à dépression 185 interdit la poursuite de la réalimentation de la chambre de cylindre l ia par l'ambiance, du fait de la flexion de la lèvre 74. Seule la réalimentation de la chambre de cylindre 1 la par le passage "en lunule" 98 reste- possible et il existe même un risque de déclenchement de la purge par la valve de décharge 17, au début de la descente du piston 8. En fonctionnement en pompe à vide selon le mode représenté sur les figures 4a à 6. des risques similaires existent et. dans tous les cas, on s'aperçoit que les performances en débit (de refoulement et d'aspiration) sont nettement réduites alors que le rendement mécanique chute du fait de la plus grande friction du double joint à lèvre sur les parois de l'alésage 1 1.
Une autre solution pour améliorer le fonctionnement par grand froid consiste à prévoir un chauffage électrique régulé et/ou automatique du cylindre et/ou de la culasse du compresseur ou de la pompe à vide. On a représenté schématiquement sui la figure 2 un couvercle chauffant de culasse 201 contenant une résistance électrique 202. De manière apparemment plus efficace, on peut prévoir, au niveau de la tête de- cylindre 12a, une rainure en creux 203 dont le fond 204 est relativement proche de la paroi de l'alésage 1 1 du cylindre 12. On peut loger dans cette rainure un bloc de- résistance en bandeau ou en anneau 205 agencé de telle manière que les fils de résistance électriques eux-mêmes 206 soient relativement isolés thermiquement vis- à-vis de l'extérieur par une couche isolante 207, tandis que la couche de liaison avec le fond 204 de la rainure est relativement conductrice de la chaleur. On doit comprendre qu'un équipement de chauffage tel que le couvercle chauffant de culasse 201 et/ou le bandeau chauffant 205 de tête de cylindre sera relativement efficace pour réchauffer les parties mobiles du compresseur (ou de la pompe à vide) par grand froid du fait que le bloc motocompresseur est en général logé dans un bloc isolant phonique (par exemple une coquille de polystyrène en deux pièces) qui constitue également un isolant thermique (relatif car il faut bien pouvoir évacuer les chaleurs perdues du bloc motocompresseur). La régulation du chauffage par grand froid peut s'effectuer par l'intermédiaire d'un thermostat qui détecte automatiquement l'existence d'un grand froid local (par exemple une température inférieure à 0°C au contact d'une partie choisie du corps métallique 14 de compresseur ou 1 14 de pompe à vide). Si le thermostat est activé, à chaque mise en service du moteur 3 (dans le sens "direct" ou dans le sens "inverse"), la ou les résistance(s) de chauffage sont alimentées. Une autre solution de réglage "grand froid", apparemment moins onéreuse, consiste à prévoir, comme pour le démarrage des moteurs Diesel, une touche ou un interrupteur "grand froid" que le conducteur actionne volontairement sur le tableau de bord ou de commande du véhicule équipé du groupe motocompresseur (ou pompe à vide) selon l'invention, lorsqu'il constate que la température extérieure est très basse ou bien lorsqu'il se trouve en période froide. L'équipement de chauffage électrique représenté schématiquement sur la figure
2 peut présenter une grande flexibilité. Il peut être omis pour l'équipement des véhicules destinés aux pays chauds ou très tempérés, tandis qu'il peut être installé pour les véhicules destinés aux pays à hivers froids et même être remplacé par un équipement plus puissant de chauffage "grand froid" pour les pays nordiques ou de montagne.
Lorsqu'un véhicule équipé d'un groupe motocompresseur muni du système de chauffage selon l'invention, est mis en service par grand froid, et que la pression des coussins de suspension est insuffisante, le moteur du véhicule (Diesel ou à essence) est d'abord démarré, les électrovalves d'isolement bloquant toute réalimentation des coussins de suspension avant le démarrage du moteur.
Dès le démarrage du moteur, l'alternateur de charge électrique est capable de débiter des puissances électriques importantes et. après ouverture des électrovalves d'isolement des coussins de suspension, le moteur 3 du groupe motocompresseur démarre, entraîné en fait par l'alternateur et non pas par la batterie, en même temps que le chauffage des résistances 202 et 206 est mis en circuit (sur l'alternateur également). La garniture d'étanchéité 85 dont la lèvre 74 a été rendue presque rigide par le grand froid n'assure qu'une étanchéité insuffisante pour permettre l'établissement d'une pression de refoulement capable de faire décoller la bille 57 de son siège 58. Par contre, le frottement de la lèvre 74 sur la paroi de l'alésage 1 1 et le laminage d'air des fuites provoquent, en même temps que le chauffage des résistances électriques, un échauffement progressif de la lèvre 74 et, après quelques dizaines de secondes de marche sans refoulement d'air, l'étanchéité de refoulement s'établit dans la chambre de cylindre l ia, car la lèvre 74 devient plus souple et le compresseur commence à refouler de l'air comprimé au passage de refoulement 54 pour réalimenter les coussins de suspension. Le fonctionnement en compresseui produit un échauffement de tout le corps métallique 14, ce qui maintient la souplesse des joints, protège la cartouche séchante 22 du gel et prépare un fonctionnement correct du piston de fermeture 43. La mise sous tension des résistances de chauffage cesse dès que le moteur 3 s'arrête.
Dans le cas (rare en fait) où, au moment du démarrage du moteur thermique du véhicule, une surpression serait à évacuer d'un coussin de suspension (par exemple a la suite du délestage d'une charge) alors que le bloc motocompresseur est a température très basse, ce dernier démarre après le démarrage du moteur et du véhicule (et donc l'alimentation électrique par l'alternateur) dans le sens "inverse" en même temps que le chauffage des résistances. Non seulement la dépression s'établit mal dans la chambre de cylindre l ia à cause de la rigidité de la lèvre 74, mais le piston de fermeture 43 risque de rester bloqué dans son alésage de guidage 45 pai suite de la friction exagérée par le grand froid de son joint torique d'étanchéité 44 au contact de l'alésage 45. Néanmoins, après quelques dizaines de secondes de rotation du moteur 3 dans le sens "inverse", la friction du joint à lèvre 74 sur la paroi de l'alésage 1 1 et le chauffage par les résistances 202 et/ou 206 provoque un réchauffage suffisant des parois de l'alésage 45 pour libérer le piston de fermeture 43 qui est alors aspiré par la dépression créée dans la chambre de cylindre l i a, ce qui provoque la mise à l'échappement de la valve de décharge 17.
La mise sous tension des résistances de chauffage 202 et 206 cesse dès l'arrêt du moteur d'entraînement 3 ou 103 et également si le thermostat de contrôle des résistances est soumis à une température suffisante après le fonctionnement du compresseur ou de la pompe à vide, échauffement relatif du groupe motocompresseur (ou pompe à vide) selon l'invention se maintenant pendant une durée substantielle même sans fonctionnement du moteur grâce à l'isolant phonique (et thermique relatif) dans lequel ce groupe est placé.
Dans le cas où, pour des raisons de simplification de régulation, le chauffage des résistances est déclenché par une position "hiver" ou "grand froid", contrôlée pai une commande manuelle, les résistances de chauffage sont mises sous tension a chaque démarrage du moteur. Pour éviter que, par grand froid, le compresseur et son chauffage ne démarrent en même temps que le démarreur électrique du moteur thermique et ne réduise ainsi l'intensité électrique qui traverse le démarreur et qui doit être maximale pour démarrer le moteur froid, on peut interposer entre le compresseur selon l'invention équipé ou non du chauffage électrique et son organe de commande (microprocesseur 97 par exemple) un organe de temporisation 208 qui retarde (par exemple de 10 à 60 secondes) le démarrage du moteur 3 et du chauffage pour les faire coïncider avec la recharge à plein débit par l'alternateur du véhicule.
Il est ainsi possible de prévoir des résistances de chauffage de puissance électrique élevée (au moins aussi puissantes que le moteur 3) et qui, du fait qu'elles sont toujours alimentées par l'alternateur du véhicule, ne viennent pas affaisser la charge ou la capacité de décharge de la batterie du véhicule, déjà réduite par grand froid. De même, l'alimentation électrique du moteur 3 est en général protégée par un détecteur de surchauffe (le cas échéant un seul thermostat à déclenchement de maxima et de minima) sensible à la température du moteur et/ou des parties sensibles du compresseur, et qui coupe l'alimentation électrique en cas de surchauffe, et qui, soit assure une temporisation relativement longue avant la remise sous tension après refroidissement, soit est couplé à une temporisation.
Le véhicule peut être entraîné par un moteur thermique, à allumage commandé, Diesel ou à turbine, mais aussi par un moteur électrique couplé à une batterie ou à un générateur électrique et, dans ce dernier cas. il n'est pas nécessaire de prévoir une temporisation avant l'alimentation électrique du moteur du compresseur et/ou des résistances de chauffage. A la manière d'un moteur Diesel soumis à un préchauffage par grand froid, les résistances de chauffage peuvent également être mises en service avant le démarrage du moteur électrique du compresseur. .
En variante, le compresseur ou la pompe à vide selon l'invention pourrait comporter plusieurs cylindres entraînés par un seul moteur et dont chacun est régulé individuellement par sa valve de décharge (17 ou 1 17). Il pourrait concerner également un ensemble compresseur-pompe à vide comportant par exemple un cylindre de compresseur et un cylindre de pompe à vide, dans chacun desquels se déplace un piston dont la bielle est reliée à un vilebrequin commun entraîné par un moteur électrique commun aux deux circuits (à air comprimé et à dépression). Pour qu'un tel circuit mixte puisse fonctionner correctement, il est nécessaire de prévoir, sur la conduite de refoulement 54 et sur la conduite d'aspiration 125, une valve d'isolement qui n'assure une liaison qu'en cas de besoin, le circuit d'air comprimé ou le circuit à dépression pouvant fonctionner seul alors que l'autre circuit est isolé par la valve d'isolement (avec décharge de la surpression par la valve 17 ou de l'excès de dépression par la valve 1 17), mais en cas de besoin simultané d'air comprimé et de dépression, les deux valves d'isolement peuvent être ouvertes simultanément.
La présente invention s'applique également à un compresseur à piston ou à une pompe à vide ou à liquide à piston utilisable pour la mise en oeuvre du procédé décrit au début, compris dans le dispositif et comportant au moins un cylindre dans lequel se déplace alternativement un piston relié mécaniquement à une bielle dont la tête est entraînée en rotation par un maneton.
De nombreux équipements nécessitent actuellement une source d'air comprimé à pression relativement élevée et à faible débit moyen, les débits soudains d'air com- primé ou de dépression étant alors couverts par une réserve emmagasinée dans un réservoir d'air comprimé ou de dépression. Parmi ces besoins, on peut citer les soufflettes à air comprimé, les pistolets à peinture à air comprimé, les freins des véhicules automobiles, mais aussi les suspensions pneumatiques des véhicules automobiles où, lorsque les coussins de suspension sont pressurisés, les pertes d'air compπ- mées sont principalement dues à la compensation des variations de charge pour garder une assise constante, les coussins de suspension en bon état étant capables de conserver l'air comprimé à la manière d'un bandage pneumatique. Actuellement, les suspensions pneumatiques pour les véhicules de tourisme se révèlent aptes à fonctionner sans réservoir d'air comprimé d'alimentation, le gonflage des coussins pneu- matiques étant réalisé directement par un petit compresseur dans le cas où le niveau du véhicule ou de la partie du véhicule en appui sur un coussin pneumatique est détecté comme étant trop bas. De tels petits compresseurs sont entraînés en rotation par un moteur électrique alimenté depuis la batterie et l'alternateur du circuit électrique du véhicule. . L'invention se propose de simplifier la structure et le mode de fonctionnement de ces petits compresseurs (ainsi que des pompes à vide utilisées pour les véhicules), tout en leur assurant une fiabilité de fonctionnement dans tous les cas d'exploitation et une durabilité supérieure à celle des équipements utilisés actuellement. L'invention vise également à réduire l'encombrement de tels compresseurs et pompes à vide qui doivent souvent être logés dans des espaces libres encore non utilisés mais, en conséquence, nécessairement restreints.
A cet effet, selon l'invention, le piston est rigidement solidaire de la bielle et comporte une garniture d'étanchéité à lèvre annulaire coopérant avec la paroi du cylindre et qui est apte, d'une part à conserver l'étanchéité piston-cylindre lorsque la bielle est inclinée par rapport à l'axe du cylindre, même en l'absence de lubrification, lorsqu'une surpression ou respectivement une dépression règne à l'intérieur du cylindre et d'autre part, à laisser pénétrer de l'air extérieur de réalimentation ou respectivement à laisser s'échapper l'air refoulé du cylindre lorsqu'une dépression ou tes- pectivement une compression règne dans le cylindre par rapport à la piession dans le carter du maneton. L'utilisation d'un joint à lèvre, comme sur les pompes à vélo, permet non seulement d'assurer une fonction de clapet de réalimentation, mais en plus, par un effet de synergie, de conserver l'étanchéité d'un ensemble bielle-piston rigide même en cas de forte inclinaison du piston, et par voie de conséquence, de fonctionner sans lubrification ou à sec pour la liaison piston-cylindre en utilisant un joint à lèvre présentant de bonnes "propriétés frottantes" par rapport au cylindre.
Selon un autre mode de réalisation important de l'invention, l'axe autour duquel tourne le maneton est décalé par rapport à l'axe du cylindre d'une distance égale à une fraction de la course du cylindre, et ce décalage est orienté par rapport au sens de rotation normal de manière à obtenir une forte inclinaison du piston pendant la course de réarmement (respectivement d'aspiration pour un compresseur ou une pompe et de refoulement pour une pompe à vide) et une faible inclinaison du piston pendant la course de travail (respectivememnt de compression pour un compresseur et de dépression et d'aspiration pour une pompe à vide). La fraction de la course du piston peut atteindre la moitié de la course du piston et même dépasser légèrement cette moitié. Ces dispositions permettant d'améliorer nettement la fonction de réalimentation du joint à lèvre qui vient alors se placer "en biais" par rapport à l'axe longitudinal du cylindre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la face du piston à l'intérieur du joint à lèvre est sensiblement plane selon un plan légèrement incliné par rapport à l'axe longitudinal médian de la bielle, de telle manière que l'espace mort entre le piston et la culasse, soit minimal au point mort haut du piston.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention applicable aux com- presseurs. la garniture d'étanchéité annulaire du piston comporte un segment en un matériau apte au frottement à sec et qui est monté dans une rainure annulaire à la sortie du piston du côté intérieur du cylindre et ledit segment repousse élastiquement vers la paroi du cylindre la lèvre annulaire d'étanchéité. Le segment peut faire saillie au-delà de la tête du piston et se loger, en position de point mort haut du piston, dans une rainure annulaire ménagée dans le fond du cylindre afin de réduire l'espace mort. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le cylindre est ménagé dans une enveloppe monobloc avec le fond de cylindre ou culasse et ouverte à l'opposé du fond du cylindre du côté du carter de vilebrequin (maneton) par une ouverture fermée par un couvercle et permettant l'usinage de la paroi intérieure du cylindre et, le cas échéant, du fond de cylindre par un outil d'alésage en porte-à-faux. La valve de retenue (ou clapet anti-retour) du compresseur est montée dans un alésage ménagé latéralement depuis l'extérieur dans le cylindre, débouchant latéralement dans le fond de cylindre et fermé par un bouchon support d'un clapet anti-retour (par exemple à bille) et de son ressort de rappel en position de fermeture. La sortie de l'alésage de la valve de retenue est entourée d'un joint d'étanchéité souple pour le clapet anti-retour et l'alésage débouche à l'opposé dudit joint dans la rainure annulaire du fond de cylindre destinée à loger ledit segment en position de point mort haut du piston. On va décrire divers modes de réalisation du compresseur et de la pompe à vide en relation avec les figures 9 à 1 1. Les éléments de la pompe selon l'invention qui existent déjà sur les figures 1 à 8, sont repris avec les mêmes numéros de référence, tandis que les autres éléments sont affectés, pour éviter toute confusion avec ceux des figures 1 à 8, d'un numéro de référence supérieur à 200 et en fait compris entre 21 1 a et 243.
Bien que les proportions ne soient pas toutes respectées, on supposera que les figures 9a à 9d sont vues depuis l'arbre de sortie 1 du rotor 2 du moteur électrique 3. à la figure 10. L'arbre 1 monté à rotation dans un palier à roulement 4, entraîne à rotation autour de l'axe la du rotor du moteur 3 un contre-poids 5 qui porte de façon excentrée un arbre de manivelle 6, d'axe 6a parallèle à l'axe la du rotor du moteur 3. Une bielle-piston 7, c'est-à-dire une bielle monobloc avec le piston proprement dit 8, ou rigidement solidaire du piston 8 présente une tête de bielle 9 (la bielle étant solidaire du piston, il n'existe pas de pied de bielle) qui est montée à rotation, c'est-à- dire en fait pivotante, par l'intermédiaire d'un manchon de friction à sec ou d'un jeu d'aiguilles 10, sur l'arbre de manivelle 6. On remarquera que le diamètre du manchon de friction 10 est exagéré sur les figures 9a à 9d (où il est censé représenter un roulement à billes) par rapport à la figure 10 où il est minoré (et pourrait, le cas échéant, représenter un roulement à aiguilles).
Comme on peut le constater sur la figure 10, la position de la tête de bielle 9 et du manchon 10 (qui en est rendu solidaire par montage à force) le long de l'arbre de- manivelle 6, est déterminée par l'axe 21 la de l'alésage intérieur 1 1 du cylindre 12 du compresseur. Le cylindre 12 est ici fermé par une paroi de fond ou culasse 21 monobloc avec lui tandis que son corps venu 14 de fonderie présente, à sa partie- basse selon la figure 10 deux ouvertures 215. 216 qui sont obturées en service. respectivement par le flasque 217 porte-balais et de support de palier de sortie du moteur 3, et par un couvercle de fond 218 portant le connecteur ou prise 21 de l'alimentation électrique du moteur 3. L'ouverture 216 permet également, au cours delà préparation du cylindre 12 le cas échéant, d'introduire un outil d'alésage en bout ou en porte-à-faux pour usiner l'alésage 1 1 qui, dans d'autres applications, peut venir brut de fonderie de précision.
Pour mieux faire comprendre le fonctionnement du compresseur selon l'invention, on a représenté sur les figures 9a à 9d une garniture d'étanchéité 220 en un matériau souple ou élastomère qui présente à sa périphérie une lèvre annulaire 221? à la manière d'une garniture d'étanchéité de pompe à vélo. La garniture d'étanchéité à lèvre 220 est représentée schématiquement comme étant posée ou collée (ou autrement fixée ou retenue) sur la surface bombée 222 du piston 8. La garniture d'étanchéité effectivement utilisée et qui est représentée sur la figure 10 est plus complexe que la garniture schématique des figures 9a à 9d. Elle comporte en effet une lèvre annulaire 221a munie d'un talon intérieur en couronne qui est engagé dans une rainure annulaire périphérique 223 ménagée sur la surface extérieure du piston 8 et dans laquelle s'engage également le talon 225 d'un segment 226 qui est retenu par un rebord 227 surplombant la rainure 223. Le segment 226 tend à repousser la lèvre 221a vers l'extérieur et la retient en position lorsque le piston 8 descend au cours de la phase d'aspiration, car il est lui-même retenu par le rebord 227.
Le segment 226 et la lèvre 221a sont réalisés en un matériau apte au frottement à sec et présentant une bonne élasticité. Selon un mode de réalisation avantageux, le segment 226 qui est néanmoins fendu et la lèvre 221a constituent un monobloc obtenu par collage ou soudage (par exemple aux ultrasons), leur matière plastique de base étant la même mais la lèvre présentant, par exemple, une plus grande souplesse et étant bien entendu continue sur toute sa périphérie alors que le segment est fendu.
Le segment 226 fait saillie au-delà de la tête plate 228 du piston 8 et il vient se loger, en position de point mort haut du piston 8, dans une rainure annulaire 229 ménagée au fond de l'alésage 1 1 dans la paroi de fond 213 (la rainure 229 est indiquée sur les figures 9a à 9d). Cette rainure 229 fait apparaître sur la paroi de fond ou culasse 213 une partie centrale en bossage circulaire 230 qui a pour fonction de réduire le plus possible l'espace mort subsistant en position de point mort haut du piston 8.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 10, le corps de fonderie 14 du cylindre 12 présente latéralement deux bossages 231 et 232. L'axe 231a du bossage supérieur 231 est situé légèrement au-dessus de la paroi intérieure 230a du bossage central 230 et une série d'alésages concentriques sont ménagés selon cet axe 231a. Le plus intérieur 233 de ces alésages débouche dans la paroi latérale de la rainure 229 ménagée au fond du cylindre. L'orifice, au débouché de l'alésage 233 du côté opposé à l'intérieur du cylindre, est entouré par une garniture d'étanchéité 234 (par exemple un joint torique en un matériau élastomère résistant à chaud) sur laquelle vient en appui, sous l'action d'un ressort de rappel 235, un clapet anti-retour constitué ici par une bille 236. Le ressort 235 et la bille 236 sont guidés par un manchon porté par un bouchon 237 qui vient fermer de façon étanche les alésages ménagés dans le bossage 231 selon l'axe 231a. Un alésage intermédiaire guidant le manchon du bouchon 237 débouche sur un passage 239 permettant le refoulement de l'air comprimé au-delà du clapet anti-retour ou de retenue à bille 237. vers un manchon de raccord ménagé sur le bossage 232.
On voit, en particulier sur les figures 9b et 9c. que selon une caractéristique importante de l'invention, l'axe l a autour duquel tourne le maneton (ici l'arbre de la manivelle 6) est décalé par rapport à l'axe 21 l a du cylindre, dans le plan perpendiculaire à l'axe de rotation du maneton, d'une distance d qui est une fraction de la course du piston, cette fraction pouvant atteindre et même légèrement dépasser la moitié delà course du piston. Ce décalage n'est pas réalisé de façon quelconque. On voit que le sens du décalage est choisi ici, tel que représenté pour le cas d'un compresseur sur les figures 9a à 9d, de manière à obtenir, pour le sens de rotation indiqué, une forte inclinaison de la bielle 7 par rapport à l'axe 21 la du cylindre pendant la course de réarmement, c'est-à-dire ici d'aspiration (la course de refoulement pour une pompe à vide) comme représenté à la figure 9d, et respectivement une faible inclinaison pendant la course de travail (la course de compression pour un compresseur et la course d'aspiration pour une pompe à vide), comme représenté à la figure 9b.
Le décalage d a en outre pour effet d'incliner faiblement la bielle 7 et le piston 8 en position de point mort bas et de point mort haut, comme représenté respectivement sur les figures 9a et 9c. Dans ces conditions de point mort haut, afin de réduire le plus possible l'espace mort au point mort haut, on voit que la face 228 du piston, à l'intérieur du joint à lèvre 221 (ou à lèvre et à segment 221a, 226) est sensiblement plane mais selon un plan légèrement incliné par rapport à l'axe longitudinal de la bielle 7. Pour assurer la liaison avec le mode de réalisation représenté à la figure 2. on rappelle que les figures 9a à 9d correspondent à des plans de coupe selon l'axe 21 1 a du cylindre perpendiculairement au plan de la figure 10 et donc perpendiculairement à l'axe la du rotor du moteur 3. L'inclinaison de la face supérieure 228 n'est ainsi pas visible sur la figure 10.
La partie inférieure du bloc cylindre 12, qui est fermée de toutes parts lorsque ie compresseur est en service, constitue comme habituellement un carter à chambre intérieure 212a pour l'ensemble bielle-manivelle actionnant le piston 8, mais aussi une chambre d'aspiration pour le compresseur et, à ce titre, elle est reliée à l'atmosphère par un bloc de filtrage 240. La circulation de l'air dans la chambre 212a jusqu'à l'aspiration représentée à la figure 9d constitue un moyen de refroidissement supplémentaire du cylindre 12 et de l'embiellage 6, 10.
On va maintenant expliquer le fonctionnement du compresseur représenté schématiquement sur les figures 9a à 9d en se référant à la vue d'ensemble dans un plan transversal de la figure 10. A la figure 9a, l'axe de manivelle 6a est en position basse par rapport à l'axe de vilebrequin ou de moteur la et, par voie de conséquence, le piston 8 et la garniture d'étanchéité 220 sont en position basse. Le piston 8 rigide- ment solidaire de la bielle 7 est faiblement incliné par rapport à l'axe 21 1a du cylindre mais la lèvre annulaire 221 assure néanmoins l'étanchéité avec la paroi intérieure 1 1 du cylindre 12. Pour passer de la figure 9a à la figure 9b, l'axe de la bielle 7 vient se placer selon l'axe 21 1a du cylindre et la lèvre 221 assure une excellente étanchéité permettant de refouler par le clapet à bille 236 de l'air comprimé à une pression élevée pouvant atteindre et même dépasser 10 bars, en cas de besoin. Dans la position de point mort haut de la figure 9c, le piston 8 et la garniture d'étanchéité 220 sont venus à nouveau se placer en position légèrement inclinée par rapport à l'axe 21 1a du cylindre, mais la lèvre annulaire 221 assure encore l'étanchéité, d'autant plus que la vitesse de déplacement du piston est réduite jusqu'à devenir quasiment nulle. Au cours de la descente d'aspiration du piston entre les figures 9c et 9d, l'inclinaison de la bielle 7 et du piston 8 s'accroît jusqu'à atteindre l'inclinaison maximale représentée à la figure 9d ou, sous l'effet de la dépression régnant dans le cylindre 12, la lèvre 221 dans sa partie la plus basse, se rabat vers l'intérieur pour laisser un passage d'air en forme de lunule, correspondant à la figure 9d.
La section d'aspiration annulaire ou en "lunule" est suffisamment importante pour permettre un bon remplissage de la chambre du cylindre 1 1 en air atmosphérique aspiré depuis la chambre de carter 212a à travers le filtre 240 (voir la figure 10), sensiblement jusqu'au point mort bas représenté à la figure 9a. Dès le début de la remontée du piston, apparaît dans la chambre intérieure du cylindre une légère surpression qui plaque la lèvre 221 au contact de la paroi intérieure 11 du cylindre 12, la poursuite de la compression confirmant l'étanchéité jusqu'à ce que la surpression dans le cylindre 1 1 soit suffisante pour faire décoller la bille 236 de son siège 234 à l'encontre de la poussée du ressort 235 et refouler de l'air comprimé au raccord 232.
On voit sur la figure 10 que, pour assurer le montage du compresseur, il est possible de mettre en place la bielle 7 et le piston 8 complètement équipés, dans le cylindre 12 équipé de son clapet 234, 236, 237 et de son filtre, puis de présenter à travers l'ouverture 215 le moteur 3 équipé de son porte-balais et de son porte-palier ainsi que du contre poids 5 et de l'arbre de manivelle 6, puis de faire pénétrer l'arbre de manivelle 6 dans l'alésage de tête de bielle du manchon 10, et enfin de fixer le corps du moteur 3 au corps du cylindre 12. La bielle 7 peut alors coulisser sur l'arbre de manivelle 6 en se centrant sur l'alésage 1 1 du cylindre 12. Pour finir le montage, il reste à fermer le fond du carter de cylindre 12 par le couvercle 218.
L'invention pourrait s'appliquer à une pompe à liquide dans le cas où le liquide refoulé par la pompe ne serait pas corrosif à l'égard des éléments montés dans la chambre de carter 212a. Plus aisément, l'invention peut s'appliquer à une pompe à vide comme on l'a représente schématiquement sur la figure 1 1 qui correspond sensiblement à la position de la figure 9b dans le cas d'un compresseur
Pour un fonctionnement correct en pompe a vide ou a dépression cei tains éléments existant pour un compresseui sont conserves, tels que l'ensemble mani- velle-bielle-piston 6, 7, 8 et le cylindre 1 1 , ainsi que le moteui Par contre, le |omt a lèvre 221b doit être retourne pour qu'au cours de la phase d'aspiration, la pression atmosphérique agissant à l'encontre de la dépression régnant à l'intérieur du cyhndie 12, tende à plaquer la lèvie 221b sui la paroi cylindrique 1 1 du cylindre 12 De- même, le clapet de retenue doit êtie remplacé par un clapet d'aspiration 241 constitue par exemple par un clapet à lamelle, c'est-a-dire par une lame élastique- rappelée par son élasticité propre sur un siège ménage, le cas échéant, en faible surélévation, autour de l'orifice de débouche d'un hou cylindrique traversant une plaque de feimeture 242 de la culasse qui poitc un raccord d'aspiration 243 de section importante pour tenir compte de la faible pression régnant dans la zone a mettre en dépression
Pour obtenir une efficacité maximale en pompe a vide, l'ensemble bielle-mam- velle doit tourner en sens inverse de celui représente sui les figures 9a a 9d, de telle façon que l'inclinaison la plus faible de l'axe de la bielle pai rapport a l'axe 21 l a du cylindre corresponde à la course d'aspiration du piston 8 De même, la depiession en pompe à vide étant au moins dix fois plus faible, en pression différentielle, que la surpression en mode compresseur, la cylindrée d'une pompe a vide peut, a puissance égale du moteur électrique d'entraînement, être multipliée pai dix par rappoit a la cylindrée en mode compresseur L'invention decnte ICI en référence a une machine monocylindrique peut s'appliquer aux compresseui s ou aux pompes a plusieuis c\ - lindres permettant en gênerai d'augmenter le débit sans majorer en proportion le couple de démarrage
Grâce à la structure et à l'agencement de la pompe (compresseur ou pompe a vide) du dispositif selon l'invention, il est possible de réaliser des petits compresseui s monocylindriques non lubrifies et donc sans entietien, entraînes par un moteui électrique et qui se révèlent particulièrement robustes et rustiques, peu encombrants relativement silencieux et parfaitement aptes a fouinn l'air comprimé poui une suspension pneumatique de véhicule de tourisme et pour le gonflage de secours des bandages pneumatiques de ce véhicule II est également possible de réahseï des pompes à vide entraînées par un moteui électrique alimente par une batteπe de véhicule et qui sont aptes a assurer la dépression necessaue pour le freinage d'un véhicule a moteur Diesel et qui peuvent êtie logées en tout emplacement disponible en n'émettant en service qu'un bruit faible, tout en assurant un débit d'aspnation eleve et, sans nécessiter aucun entretien Le compresseur ou la pompe à vide proposée sur les figures 9 à 1 1 peut être utilisé indépendamment du dispositif de régulation de la pression d'un circuit de fluide.
Selon un mode de réalisation qui n'a pas été représenté sur les dessins, il est également possible de réaliser un compresseur qui serait doté, en plus du clapet antiretour de refoulement 236 ou 57, 58 comme représenté sur les figures 1 à 3, d'un clapet à dépression tel que le clapet 241 ou le clapet 157, 158 sur les figures 4 et 5, ce clapet à dépression é&nt relié par un raccord à dépression, tel que le raccord 125 sur les figures 4 et 5, à un circuit à dépression. Un tel compresseur à piston pourrait ainsi servir à alimenter, en tournant dans un sens, un circuit à air comprimé tel qu'un circuit de suspension pneumatique, et en tournant dans l'autre sens, un circuit à dépression tel que l'assistance de freinage d'un véhicule à moteur Diesel ou un circuit de verrouillage de portes. On pourra bien entendu utiliser avantageusement pour un tel appareil unique compresseur-pompe à vide la tête de piston à deux joints à lèvre opposés, telle que représentée à la figure 8. En service compresseur, le clapet d'aspiration à lamelle restera pratiquement inactif car il ne sera soumis à une dépression supérieure à celle du circuit en dépression tandis qu'en service pompe à vide, le clapet de refoulement et anti-retour à bille restera fermé car la pression dans le cylindre ne dépassera que de peu la pression atmosphérique. Un inconvénient d'une telle "pompe mixte" compresseur-pompe à vide pourrait résider dans son faible débit d'aspiration, mais dans les applications envisagées, le débit d'aspiration à fournir reste faible, et ce problème n'est pas gênant.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Procédé de régulation de la pression de fluide d'au moins un circuit ou organe d'utilisation de pression de fluide, dans lequel une pompe ou un compresseur à fluide et à piston(s), entraîné en rotation par un moteur, est susceptible de refouler du fluide dans ledit circuit ou organe, ou, respectivement d'aspirer le fluide contenu dans ledit circuit ou organe, pour modifier la pression dudit circuit ou organe par rapport à celle de l'ambiance dudit circuit ou organe, caractérisé en ce que l'on fait tourner ledit moteur du compresseur ou de la pompe dans le sens dénommé "direct" provoquant le refoulement (cas du compresseur) ou respectivement l'aspiration (cas de la pompe à vide) du fluide, pour modifier progressivement en fonction du temps la pression dudit circuit ou organe, et l'on fait tourner le moteur du compresseur ou de la pompe dans le sens "inverse" du sens direct pour provoquer la liaison dudit circuit ou organe à pression de fluide avec ladite ambiance, afin de provoquer une éga- lisation de pression progressive dans le temps entre la pression dudit circuit ou organe et la pression de l'ambiance.
2.- Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on utilise une pompe ou un compresseur à piston(s) dont la marche dans le sens "inverse" produit dans le ou les cylindre(s) délimité(s) par ledit piston, par rapport à la pression dans le cylindre au cours la marche dans le sens "direct", une inversion de la pression par rapport à l'ambiance provoquant l'ouverture d'une valve de mise en communication dudit circuit ou organe avec l'ambiance.
3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on interpose entre la valve de mise en communication avec l'ambiance et l'ambiance, un organe de perte de charge apte à confirmer l'ouverture de ladite valve de mise en communication avec l'ambiance sous l'effet de la différence de la pression par rapport à l'ambiance provoquée par ledit organe de perte de charge, et en ce que l'on fait cesser l'ouverture de la valve de décharge en faisant tourner ledit moteur d'entraînement dans le sens "direct" pendant un court instant.
4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on fait ouvrir ladite valve de mise en communication avec l'ambiance par une impulsion de marche dudit moteur dans le sens "inverse" et l'on fait fermer ladite valve de mise en communication par une impulsion de marche dudit moteur dans le sens direct.
5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. de régulation de la pression de gaz d'au moins un circuit ou organe d'utilisation, dans lequel un compresseur à piston entraîné en rotation par un moteur, est susceptible de comprimer le gaz aspiré dans le cylindre puis de refouler ce gaz à travers une culasse comportant un clapet de retenue ou anti-retour vers ledit circuit ou organe d'utilisation, caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "direct" où le déplacement alterné du piston provoque une aspiration de gaz dans le cylindre, suivie d'une compression et d'un refoulement de ce gaz, pour provoquer l'alimentation en gaz comprimé du circuit d'utilisation, et l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "inverse" pour assurer dans le cylindre une dépression qui agit sur une section de commande fermant le fond de cylindre d'une valve d'échappement susceptible d'être actionnée par dépression et provoquant l'échappement dans l'ambiance du gaz comprimé dudit circuit ou organe.
6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on munit la valve d'échappement à commande par dépression d'un ressort de rappel en position de fermeture, de manière à n'autoriser l'ouverture de la valve d'échappement que lorsqu'il règne dans le cylindre un niveau de dépression apte à surmonter la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel.
7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on munit la valve d'échappement d'un clapet de décharge de surpression présentant une section sur laquelle agit la pression dudit circuit ou organe dans le sens de l'ouverture et qui est maintenu fermé par la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel, de manière à décharger automatiquement une surpression en provenance dudit circuit ou organe ou dudit compresseur.
8.- Procédé selon la revendication 1 ou 2 de régulation de la dépression de gaz régnant dans au moins un circuit ou organe d'utilisation, dans lequel une pompe à vide ou à dépression à piston entraînée en rotation par un moteur, est susceptible de refouler dans l'ambiance le gaz aspiré dans le cylindre puis d'aspirer du gaz à travers une culasse comportant un clapet de retenue ou anti-retour de dépression depuis ledit circuit ou organe d'utilisation, caractérisé en ce que l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "direct" où le déplacement alterné du piston provoque l'aspiration dans le cylindre du gaz dudit circuit ou organe, suivie d'un refoulement de ce gaz dans l'ambiance, pour assurer la mise en dépression dudit circuit ou organe, et l'on fait tourner le moteur d'entraînement dans le sens "inverse" pour provoquer dans le cylindre une compression qui agit sur une section de commande fermant le fond de cylindre d'une valve de réalimentation par l'ambiance susceptible d'être actionnée par compression et provoquant la réalimentation par l'ambiance dudit circuit ou organe.
9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on munit la valve de réalimentation à commande par compression d'un ressort de rappel en position de fermeture, de manière à n'autoriser l'ouverture de la valve de réalimentation par l'ambiance que lorsqu'il règne dans le cylindre un niveau de compression apte à surmonter la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel.
10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on munit la valve de réalimentation d'un clapet de décharge de dépression présentant une section sur laquelle agit la dépression dudit circuit ou organe dans le sens de l'ouverture et qui est maintenu fermé par la force de rappel prédéterminée (tarage) dudit ressort de rappel, de manière à réduire automatiquement un excès de dépression en provenance dudit circuit ou organe ou de ladite pompe à vide.
1 1.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le moteur du compresseur ou de la pompe est un moteur électrique, caractérisé en ce que l'on alimente, en parallèle au moteur et sous la dépendance d'un thermostat de température minimale ou d'une commande manuelle, au moins une résistance de chauffage électrique d'au moins une partie du compresseur ou de la pompe, de telle manière que cette résistance électrique chauffe le compresseur ou la pompe chaque fois que ce dernier est entraîné par le moteur électrique.
12.- Procédé selon la revendication 1 1 , dans lequel le compresseur ou la pompe à vide sont montés sur un véhicule à moteur thermique d'entraînement, caractérisé en ce que l'on n'autorise l'alimentation du moteur électrique du compresseur ou de la pompe, ainsi que, le cas échéant, de la (ou des) résistance(s) électrique(s) de chauffage éventuellement en service, qu'après le démarrage du moteur thermique d'entraînement du véhicule et/ou du générateur électrique du véhicule, de telle manière que ledit moteur électrique et la (ou les) résistance(s) électrique(s) éventuellement en service soient toujours alimentés par le générateur électrique du véhicule, et non pas par la batterie de démarrage dudit moteur thermique ou dudit générateur électrique.
13.- Dispositif de régulation de la pression d'un circuit de gaz. comprenant au moins un compresseur à piston muni d'au moins un cylindre (12) dans lequel se dé- place alternativement un piston (8) dont la garniture d'étanchéité (85) comporte une lèvre annulaire d'étanchéité (74) et qui est relié mécaniquement à une bielle (7) dont la tête (9) est susceptible d'être entraînée en rotation par un maneton (6) actionné par un moteur (3), caractérisé en ce que, d'une part, le piston (8) est rigidement solidaire de la bielle (7) et l'axe (la) autour duquel tourne le maneton (6) est décalé par rapport à l'axe (1 lb) du cylindre (12) d'une distance (d) égale à une fraction de la course du cylindre, de manière à obtenir, pour le sens de rotation "direct" du moteur (3) correspondant à la marche en compresseur, une forte inclinaison du piston (8) pendant la course d'aspiration du compresseur, cette inclinaison permettant à la lèvre an- nulaire (74) de laisser pénétrer du gaz de réalimentation provenant de l'ambiance dans le cylindre (12), et respectivement, une faible inclinaison du piston pendant la course de travail, c'est-à-dire de compression et de refoulement du compresseur, et en ce que d'autre part, la culasse (47) ou la tête de cylindre (12a) du compresseur comporte une valve (57, 58) de retenue de la pression de gaz refoulée par le compresseur, et en parallèle à cette valve de retenue, une valve de décharge (17) sollicitée vers la position de fermeture par un ressort taré (16) et susceptible d'être sollicitée vers la position d'ouverture par la dépression éventuelle régnant dans le cylindre, et en ce que le dispositif compte des moyens (88) d'inversion du sens de rotation aptes à faire entraîner le compresseur dans le sens "inverse" de celui correspondant à la marche en compresseur, de manière à produire, pendant la course de descente du piston faiblement incliné, une dépression dans le cylindre suivant le déplacement du piston fortement incliné pendant lequel le gaz refoulé du cylindre a pu s'échapper dans l'ambiance, ladite dépression produisant l'ouverture de la valve de décharge ( 17) à l'encontre de l'action du ressort taré (16). de telle manière que la rotation du compresseur dans le sens "direct" provoque le gonflage du circuit de gaz comprimé (54) par le compresseur, tandis que la rotation du compresseur dans le sens "inverse" provoque le dégonflage du circuit de gaz comprimé via la valve de décharge (17).
14.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la valve de décharge (17) présente une section d'action soumise à la pression du circuit de gaz comprimé à l'encontre de la force de tarage du ressort (16), cette section d'action étant apte à produire l'ouverture de la valve de décharge ( 17) à l'encontre de l'effort de tarage du ressort, lorsque le gaz contenu dans le cylindre du compresseur n'est pas comprimé par le piston (8) et lorsque la pression du circuit de gaz (54, 25) dépasse une valeur limite prédéterminée.
15.- Dispositif selon la revendication 13 ou 14. caractérisé en ce que la valve de décharge (17) présente une section d'aspiration soumise à la pression régnant dans le cylindre (22) du compresseur et susceptible d'être inférieure à la pression de l'ambiance agissant sur la valve de décharge à l'opposé de ladite section d'aspiration. de manière à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de la force de- tarage du ressort (16), lorsque le gaz contenu dans le cylindre du compresseur est mis en dépression du fait de la rotation du compresseur dans le sens "inverse".
16.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'un organe de perte de charge, tel qu'un étranglement (96) est interposé entre la valve de décharge et l'ambiance (y compris avec interposition d'un filtre), de manière à provoquer, au niveau de la valve de décharge et après ouverture de cette dernière, une surpression par rapport à l'ambiance (cavité 18) agissant sur une section de- confirmation d'ouverture, pour maintenir la valve de décharge ( 17) ouverte.
17.- Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite section d'aspiration et/ou ladite section de confirmation, est prévue sur un piston de fermeture (43) mobile de façon étanche dans un alésage (45) à l'encontre du ressort taré (16) et qui fait fonction de culasse de fermeture au moins partielle de l'alésage (1 1 ) du cylindre (12).
18.- Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le diamètre de piston de fermeture (43) est égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'alésage ( 1 1 ) du cylindre (12) du compresseur.
19.- Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que le piston de fermeture (43) comporte un passage (59) de refoulement, vers le circuit de gaz comprimé, du gaz comprimé par le piston (8) du compresseur, passage sur lequel est interposé un clapet anti-retour ou de retenue (57) s'ouvrant en direction du circuit de gaz comprimé.
20.- Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le siège (58) du clapet anti-retour (57) est placé à proximité de la paroi (48) dudit piston (43) délimitant le fond du cylindre (12), de manière à réduire au minimum la participation dudit passage de refoulement (59) à l'espace mort du cylindre (12) de compresseur.
21.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 20. caractérisé en ce qu'il comporte un organe sécheur à cartouche séchante (22) à régénération. interposé entre la sortie de refoulement (54) du compresseur et le circuit de gaz comprimé (25), de telle manière que lorsque la valve de décharge (17) est ouverte, la cartouche séchante (22) soit parcourue par le débit de gaz comprimé sec s'échappant du circuit de gaz comprimé (25), dans le sens provoquant la régénération du pouvoir séchant de ladite cartouche (22).
22.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 21, le maneton et la bielle étant contenus dans un carter fermé (18) relié à l'atmosphère par un filtre (42) apte à filtrer le gaz aspiré dans le cylindre (12), caractérisé en ce que l'échappement de la valve de décharge (17) est dirigé dans ledit carter fermé (18), de manière à provoquer la ventilation dudit carter par l'échappement du gaz et la traversée du filtre (42) par ce gaz d'échappement dans un sens susceptible de provoquer le décolmatage du filtre.
23.- Dispositif de régulation de la pression d'un circuit de gaz en dépression par rapport à l'ambiance comprenant au moins une pompe à vide à piston munie d'au moins un cylindre (1 12) dans lequel se déplace alternativement un piston (108) dont la garniture d'étanchéité (185) comporte une lèvre annulaire d'étanchéité (174) et qui est relié mécaniquement à une bielle (107) dont la tête (109) est susceptible d'être entraînée en rotation par un maneton (106) actionné par un moteur (103), caractérisé en ce que, d'une part, le piston (108) est rigidement solidaire de la bielle (107) et l'axe ( 101a) autour duquel tourne le maneton (106) est décalé par rapport à l'axe du cylindre ( 12) d'une distance (d) égale à une fraction de la course du cylindre, de manière à obtenir, pour le sens de rotation "direct" du moteur (103) correspondant à la marche en pompe à vide, une forte inclinaison du piston (108) pendant la course de refoulement de la pompe à vide, cette inclinaison permettant à la lèvre annulaire (174) de laisser refouler le gaz aspiré du circuit vers l'extérieur hors du cylindre (1 12), et respectivement, une faible inclinaison du piston (108) pendant la course de travail, c'est-à-dire d'aspiration du gaz, et en ce que d'autre part, la culasse (147) ou la tête de cylindre ( 1 12a) de la pompe à vide comporte une valve (157, 158) de retenue de la dépression provoquée par la pompe à vide, et en parallèle à cette valve de retenue, une valve de décharge (117) sollicitée vers la position de fermeture par un ressort taré (116) et susceptible d'être sollicitée vers la position d'ouverture par la surpression éventuelle régnant dans le cylindre, et en ce que le dispositif compte des moyens (88) d'inversion du sens de rotation aptes à faire entraîner la pompe à vide dans le sens "inverse" du sens "direct" correspondant à la marche en pompe à vide, de manière à produire, pendant la course de montée du piston faiblement incliné, une surpression dans le cylindre suivant le déplacement du piston fortement incliné pendant lequel le gaz de l'ambiance a pu être aspiré de l'extérieur, ladite surpression produisant l'ouverture du clapet de décharge (1 17) à l'encontre de l'action du ressort taré (1 16), de telle manière que la rotation de la pompe à vide dans le sens "direct" provoque la mise en dépression du circuit de gaz ( 125) par la pompe à vide, tandis que la rotation de la pompe à vide dans le sens "inverse" provoque la réalimentation du circuit de gaz (125) par l'ambiance via la valve de décharge ( 1 17).
24.- Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que la valve de décharge (1 17) présente une section d'aspiration soumise à la dépression du circuit de gaz à l'encontre de la force de tarage du ressort ( 1 16), cette section d'aspiration étant apte à produire l'ouverture de la valve de décharge (1 17) à l'encontre de l'effort de- tarage du ressort (1 16), lorsque le gaz contenu dans le cylindre de la pompe à vide n'est pas en dépression et que la dépression du circuit de gaz dépasse une valeur limite prédéterminée.
25.- Dispositif selon la revendication 23 ou 24, caractérisé en ce que la valve de décharge (1 17) présente une section de compression soumise à la pression régnant dans le cylindre de la pompe à vide et susceptible d'être supérieure à la pression de l'ambiance agissant sur la valve de décharge ( 1 17) à l'opposé de ladite section de compression, de manière à produire l'ouverture de la valve de décharge à l'encontre de la force de tarage du ressort (1 16), lorsque le gaz contenu dans le cylindre de la pompe à vide est mis en surpression du fait de la rotation de la pompe à vide dans le sens "inverse".
26.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 25. caractérisé en ce qu'un organe de perte de charge tel qu'un étranglement est interposé entre la valve de décharge (1 17) et l'ambiance (1 18), de manière à provoquer, au niveau de la valve de décharge et après ouverture de cette dernière, une dépression par rapport à l'ambiance, cette dépression agissant sur une section de confirmation d'ouverture. pour maintenir la valve de décharge ouverte.
27.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 ou 26. caractérisé en ce que ladite section de compression et/ou ladite section de confirmation est prévue sur un piston de fermeture (143), mobile de façon étanche dans un alésage à l'encontre du ressort taré (1 16) et qui fait fonction de culasse de fermeture de l'alésage (1 1 1 ) du cylindre (1 12).
28.- Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que le diamètre de piston de fermeture ( 143) est égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'alésage ( 1 1 1 ) du cylindre ( 1 12) de pompe à vide.
29.- Dispositif selon la revendication 27 ou 28, caractérisé en ce que le piston de fermeture (143) comporte un passage (151) d'aspiration vers le circuit de gaz en dépression ( 125) du gaz aspiré par le piston (108) de la pompe à vide, passage sur lequel est interposé un clapet anti-retour ou de retenue ( 157, 158) s'ouvrant en direction de l'intérieur ( 1 1 la) du cylindre.
30.- Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que le siège (158) du clapet anti-retour est placé à proximité de la paroi (148) dudit piston (143) délimitant le fond du cylindre, de manière à réduire au minimum la participation dudit passage d'aspiration à l'espace mort du cylindre de pompe à vide.
31.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 30, le maneton et la biellette étant contenus dans un carter fermé (118) relié à l'ambiance par un filtre ( 142) apte à protéger ledit carter des salissures extérieures et à laisser s'échapper le gaz refoulé par la pompe à vide, caractérisé en ce que la valve de décharge ( 1 17) est reliée audit carter fermé (1 18), de manière à provoquer l'aspiration à travers ledit filtre (142) du gaz aspiré au-delà de la valve de décharge ( 1 17) et la ventilation dudit carter par ladite aspiration.
32.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 31, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (85, 185) est réalisée en un matériau élastique et présentant de bonnes qualités frottantes et de résistance à l'abrasion et présente une forme de coupelle de faible hauteur et de diamètre extérieur (De) supérieur au diamètre intérieur (alésage 11, 1 1 1) du cylindre, et munie d'un passage central (86, 186) circulaire qui, en position de montage de la garniture d'étanchéité sur le piston, est traversé par la base cylindrique (80, 180) d'une tête de piston rapportée (75, 175), fixée au piston (8, 108) après mise en place de ladite coupelle, de telle manière qu'une couronne annulaire sensiblement plane de ladite coupelle soit emprisonnée et serrée axialement entre la tête de piston (75, 175) et le piston (8, 108), et que le bord périphérique (arête frontale 74c, 174c) recourbé ou cambré vers l'intérieur de ladite coupelle soit susceptible de se débattre d'une faible course entre soit la tête de piston rapportée (75) soit respectivement le piston (108) et la paroi intérieure ( 1 1, 1 1 1) du cylindre.
33.- Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité comporte deux coupelles de faible hauteur (85, 185) montées dans des sens opposés par leur lèvre d'étanchéité (74, 174) et juxtaposées l'une contre l'autre par une surface d'appui sensiblement plane (86b, 186b) entourant le passage central circulaire (86, 186), de telle manière que les lèvres d'étanchéité (74, 174) s'écartent l'une de l'autre, l'une des lèvres (74) assurant l'étanchéité principale en fonction compresseur et l'autre lèvre (174) assurant l'étanchéité principale en fonction pompe à vide.
34.- Dispositif selon la revendication 32 ou 33, caractérisé en ce que la tête de- piston rapportée (75, 175) présente, d'une part, un passage central (83, 183) de- fixation sur la bielle (7, 107) et ménageant un lainage (84, 184) pour loger la tête d'une vis de fixation (79, 179), et d'autre part, une face extérieure sensiblement plane (72, 172) selon un plan légèrement incliné (angle i) par rapport à l'axe longitudinal médian de la bielle, de telle manière que l'espace mort entre les faces extérieures de la tête de piston (72, 172) et de la culasse (48, 148) soit minimal, compte tenu de la légère inclinaison du piston (8, 108) au point mort haut provoquée par le décalage de l'axe (la, 101a) autour duquel tourne le maneton (6, 106).
35.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 34, caractérisé en ce que le corps de bielle (7, 107) présente une forme à dissymétrie croissante vers la tête de bielle, dans la direction propre à réduire l'encombrement de la bielle en direction du cylindre (12, 1 12) au cours de la course à forte inclinaison de la bielle.
36.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 35, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement du compresseur ou respectivement de la pompe à vide est un moteur électrique (3, 103), notamment un moteur électrique à courant continu à excitation par aimant(s) permanent(s), branché sur la batterie et le générateur électrique à courant continu d'un véhicule automobile, en ce que ce moteur électrique est susceptible de démarrer et de tourner dans un sens de rotation et respectivement dans l'autre sens de rotation, par simple inversion des sens ou des polarités de l'alimentation par un commutateur-inverseur (88). de telle manière que ledit commutateur- inverseur contrôle le gonflage et le dégonflage du circuit ou de l'organe, ou respectivement la mise en dépression du circuit ou la suppression de la dépression du circuit.
37.- Dispositif selon la revendication 36, caractérisé en ce qu'un organe ( 1 ) de réduction de tension et/ou de réduction d'intensité de courant électrique est interposé sur le circuit d'alimentation du moteur électrique (3. 103) correspondant à la marche dans le sens "inverse", de manière à réduire la vitesse de rotation du moteur tournant dans le sens "inverse" correspondant à la désactivation du circuit de gaz.
38.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 37, caractérisé en ce que le cylindre (12, 1 12) et/ou la culasse (47, 147) et/ou le carter (14, 114) du compresseur ou de la pompe à vide sont placés au contact d'un organe de réchauffage (201 , 205) apte à faciliter le démarrage et/ou le fonctionnement du compresseur ou de la pompe à vide ainsi que de la valve de décharge (17) ou de réalimentation (1 17) par l'ambiance.
39.- Dispositif selon la revendication 38, caractérisé en ce que l'organe de réchauffage (201 , 205) comporte au moins une résistance électrique (202, 206) qui est susceptible d'être reliée à une alimentation électrique à chaque phase de régulation de la pression du circuit de fluide (25, 125) lorsque, soit l'ambiance locale, soit au moins une partie du compresseur ou de la pompe à vide, est soumise à une température inférieure à une valeur limite prédéterminée.
40.- Dispositif selon la revendication 39, caractérisé en ce que ladite résistance électrique (202, 206) est disposée en bandeau ou en anneau autour d'au moins la tête de cylindre (12a, 1 12a) du compresseur ou de la pompe à vide selon un agencement assurant une bonne conduction thermique vers la tête de cylindre et un relatif isolement thermique (couche isolante 207) vis-à-vis de l'extérieur du bandeau ou de l'anneau.
4L- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 36 à 40 et destiné à un véhicule automobile, caractérisé en ce que le moteur électrique (3, 103) du compresseur ou de la pompe à vide, ainsi que, le cas échéant, les organes de chauffage ou résistances électriques (201, 206) éventuellement en service sont reliés à un organe de commande et/ou d'alimentation (par exemple un microprocesseur 97) par l'intermédiaire d'un organe de temporisation (208) apte à n'autoriser l'alimentation électrique du moteur (3, 103) et desdits organes éventuels de chauffage ou résistances électriques (208) qu'après le démarrage du moteur thermique d'entraînement du véhicule et/ou du générateur électrique du véhicule.
42.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 41 , comprenant un compresseur à piston ou une pompe à vide ou à liquide à piston présentant au moins un cylindre dans lequel se déplace alternativement un piston relié mécaniquement à une bielle dont la tête est entraînée en rotation par un maneton, caractérisé en ce que le piston (8) est rigidement solidaire de la bielle (7) et comporte une garniture d'étanchéité (220) à lèvre annulaire (221) coopérant avec la paroi (1 1 ) du cylindre (12) et qui est apte, d'une part à conserver l'étanchéité piston-cylindre lorsque la bielle (7) est inclinée par rapport à l'axe (21 1a) du cylindre, même en l'absence de lubrification, lorsqu'une surpression ou respectivement une dépression règne à l'intérieur du cylindre et d'autre part, à laisser pénétrer de l'air extérieur de réalimentation ou respectivement à laisser s'échapper l'air refoulé du cylindre lorsqu'une dépression ou respectivement une compression règne dans le cylindre, par rapport à la pression dans le carter du maneton.
43.- Dispositif selon la revendication 42, caractérisé en ce que l'axe ( la) autour duquel tourne le maneton (6) est décalé par rapport à l'axe (211a) du cylindre (12) d'une distance (d) égale à une fraction de la course du cylindre, et en ce que ce décalage est orienté par rapport au sens de rotation normal de manière à obtenir une forte inclinaison du piston (8) pendant la course de réarmement (respectivement d'aspiration pour un compresseur ou une pompe et de refoulement pour une pompe à vide) et une faible inclinaison du piston (8) pendant la course de travail (respectivement de compression et de refoulement pour un compresseur et de dépression et d'aspiration pour une pompe à vide).
44.- Dispositif selon la revendication 43, caractérisé en ce que la distance (d) de décalage est sensiblement égale à la moitié de la course du piston (8).
45.- Dispositif selon la revendication 43 ou 44, caractérisé en ce que la face
(228) du piston (8) à l'intérieur du joint à lèvre (221) est sensiblement plane selon un plan légèrement incliné par rapport à l'axe longitudinal médian de la bielle (7), de telle manière que l'espace mort entre le piston (8) et la culasse (230), soit minimal au point mort haut du piston.
46.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 42 à 45, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité annulaire du piston comporte un segment (226) en un matériau apte au frottement à sec et qui est monté dans une rainure annulaire (223) à la sortie du piston (8) du côté intérieur du cylindre et en ce que ledit segment (226) repousse élastiquement vers la paroi (1 1) du cylindre (12) la lèvre annulaire d'étanchéité (221a).
47.- Dispositif selon la revendication 46, caractérisé en ce que ledit segment (226) fait saillie au-delà de la tête du piston (8) et vient se loger, en position de point mort haut du piston, dans une rainure annulaire (229) ménagée dans le fond du cylindre, afin de réduire l'espace mort.
48.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 42 à 47, caractérisé en ce que le cylindre (12) est ménagé dans une enveloppe monobloc avec le fond de cylindre ou culasse (213) et ouverte à l'opposé du fond du cylindre du côté du carter de vilebrequin (212a) (maneton) par une ouverture (216) fermée par un couvercle (218) et permettant l'usinage de la paroi intérieure (1 1) du cylindre (12), et le cas échéant du fond de cylindre par un outil d'alésage en porte-à-faux.
49.- Dispositif selon la revendication 48, caractérisé en ce que la valve de retenue ou clapet anti-retour (234, 236) du dispositif est montée dans un alésage mé- nagé latéralement depuis l'extérieur dans le cylindre (12), débouchant latéralement dans le fond de cylindre et fermé par un bouchon (237) support d'un clapet antiretour ou valve de retenue (par exemple à bille (236)) et de son ressort de rappel (235) en position de fermeture.
50.- Dispositif selon la revendication 49, caractérisé en ce que la sortie de l'alésage (233) de la valve de retenue est entourée d'un joint d'étanchéité souple (234) pour le clapet anti-retour (236) et en ce que l'alésage (233) débouche, à l'opposé dudit joint (234), dans la rainure annulaire (229) du fond de cylindre (230) destinée à loger ledit segment (226) en position de point mort haut du piston.
PCT/FR1997/001471 1996-08-09 1997-08-08 Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide et pompe a piston a cet effet WO1998006945A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU39463/97A AU3946397A (en) 1996-08-09 1997-08-08 Method and device for adjusting pressure in a fluid circuit and piston pump used

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR96/10065 1996-08-09
FR9610064A FR2752269B1 (fr) 1996-08-09 1996-08-09 Compresseur ou pompe volumetrique a piston
FR96/10064 1996-08-09
FR9610065A FR2752310B1 (fr) 1996-08-09 1996-08-09 Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998006945A1 true WO1998006945A1 (fr) 1998-02-19

Family

ID=26232913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1997/001471 WO1998006945A1 (fr) 1996-08-09 1997-08-08 Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide et pompe a piston a cet effet

Country Status (2)

Country Link
AU (1) AU3946397A (fr)
WO (1) WO1998006945A1 (fr)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1039131A3 (fr) * 1999-03-22 2001-01-17 DeVilbiss Air Power Company Système d'étanchéité pour un compresseur sans huile
WO2001038735A1 (fr) * 1999-11-19 2001-05-31 Leybold Vakuum Gmbh Pompe a vide a piston
WO2010066448A1 (fr) * 2008-12-11 2010-06-17 Doukas Ag Dispositif pour le transport d'un gaz
DE102005009445B4 (de) * 2005-03-02 2015-12-24 Wabco Gmbh Kompressoraggregat
CN109707590A (zh) * 2019-01-30 2019-05-03 广东吉宝电器科技有限公司 一种水泵
WO2022014153A1 (fr) * 2020-07-17 2022-01-20 株式会社日立産機システム Mécanisme de va-et-vient et appareil pourvu d'un mécanisme de va-et-vient
US20220074399A1 (en) * 2019-10-01 2022-03-10 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Compressor
CN115467803A (zh) * 2022-08-24 2022-12-13 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2023466A (en) * 1933-02-18 1935-12-10 Blake F Hopkins Pump
US4721438A (en) * 1986-04-24 1988-01-26 Matsushita Electric Works, Ltd. Motor-driven fluid pump
EP0269784A2 (fr) * 1986-12-03 1988-06-08 VDO Adolf Schindling AG Commande de moteur électrique réversible, pour pompe pour système de verrouillage central pneumatique pour véhicules
US4808078A (en) * 1987-10-05 1989-02-28 Phoenix Park Systems Pump control system for instantly reversing the drive motor
US4848213A (en) * 1988-01-11 1989-07-18 The Devilbiss Company Reciprocating piston compressor with offset cylinder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2023466A (en) * 1933-02-18 1935-12-10 Blake F Hopkins Pump
US4721438A (en) * 1986-04-24 1988-01-26 Matsushita Electric Works, Ltd. Motor-driven fluid pump
EP0269784A2 (fr) * 1986-12-03 1988-06-08 VDO Adolf Schindling AG Commande de moteur électrique réversible, pour pompe pour système de verrouillage central pneumatique pour véhicules
US4808078A (en) * 1987-10-05 1989-02-28 Phoenix Park Systems Pump control system for instantly reversing the drive motor
US4848213A (en) * 1988-01-11 1989-07-18 The Devilbiss Company Reciprocating piston compressor with offset cylinder

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1039131A3 (fr) * 1999-03-22 2001-01-17 DeVilbiss Air Power Company Système d'étanchéité pour un compresseur sans huile
WO2001038735A1 (fr) * 1999-11-19 2001-05-31 Leybold Vakuum Gmbh Pompe a vide a piston
DE102005009445B4 (de) * 2005-03-02 2015-12-24 Wabco Gmbh Kompressoraggregat
WO2010066448A1 (fr) * 2008-12-11 2010-06-17 Doukas Ag Dispositif pour le transport d'un gaz
CN109707590A (zh) * 2019-01-30 2019-05-03 广东吉宝电器科技有限公司 一种水泵
CN109707590B (zh) * 2019-01-30 2024-02-09 广东吉宝电器科技有限公司 一种水泵
US20220074399A1 (en) * 2019-10-01 2022-03-10 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Compressor
WO2022014153A1 (fr) * 2020-07-17 2022-01-20 株式会社日立産機システム Mécanisme de va-et-vient et appareil pourvu d'un mécanisme de va-et-vient
CN115467803A (zh) * 2022-08-24 2022-12-13 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机设备
CN115467803B (zh) * 2022-08-24 2023-09-29 江苏毅合捷汽车科技股份有限公司 一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机设备

Also Published As

Publication number Publication date
AU3946397A (en) 1998-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2703409A1 (fr) Pompe centrifuge bi-directionnelle.
EP1154170B1 (fr) Système de freinage d'un rotor par rapport à un stator
EP0628723B1 (fr) Pompe liquide cryogénique intégrée amovible et autorefroidie
WO1998006945A1 (fr) Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide et pompe a piston a cet effet
FR2910254A1 (fr) Systeme de pulverisation piezoelectrique et recharge correspondante
FR2807808A1 (fr) Dispositif d'actionnement pour embrayage a friction,son jeu de composants et train d'entrainement de vehicule incluant ce dispositif.
FR2644211A1 (fr) Pompe a gaz cryogenique, utilisable notamment dans des vehicules
FR2702010A1 (fr) Soupape de décharge pour compresseur à volutes.
FR2787211A1 (fr) Dispositif de montage pour des organes de commande a pedale
FR2752310A1 (fr) Procede et dispositif de regulation de la pression d'un circuit de fluide
FR2891320A1 (fr) Demarreur de moteur equipe d'un element d'etancheite.
EP0430789A1 (fr) Machine rotative à piston roulant
EP3638887A1 (fr) Machine de detente et procedes d'utilisation d'une telle machine
CA2269458A1 (fr) Moteur a explosions, a plat et a cylindres opposes
FR2551139A1 (fr) Demarreur a commande par air comprime, notamment pour moteurs a combustion interne
WO2012080610A2 (fr) Compresseur frigorifique à spirales
FR2908823A1 (fr) Moteur thermique de vehicule automobile comportant un conduit de degazage de pompe a eau
EP0358655B1 (fr) Procede et dispositif d'amenagement d'un moteur a deux temps a post-remplissage
FR2752269A1 (fr) Compresseur ou pompe volumetrique a piston
FR2711736A1 (fr) Dispositif d'injection de combustible liquide pour moteur Diesel.
FR2746455A1 (fr) Structure de soupape dans un compresseur
EP2098728B1 (fr) Compresseur à piston
FR2873761A1 (fr) Moteur de vehicule automobile offrant des couples resistants au demarrage reduits, et methode de demarrage associee
FR2475139A1 (fr) Ensemble d'alimentation en carburant
FR2844014A1 (fr) Compresseur frigorifique a cylindree variable depourvu d'embrayage

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE GH HU IL IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH KE LS MW SD SZ UG ZW AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1998509453

Format of ref document f/p: F

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

122 Ep: pct application non-entry in european phase