Brevet FR2026772A1 — publié le 19700918

L'invention concerne une plaque élastique pour soupape à clapet, du type de forme annulaire, courbée sur sa périphérie,de façon constante, dans la direction axiale, avec au moins deux passages concentriques. 5 On connaît des soupapes de ce type destinées avant tout à être montées dans la tête de cylindre de compresseurs à pistons* Dans ce cas, la plaque à ressort est constituée d'anneaux correspondants aux passages concentriques, ces anneaux étant reliés par les nervureà radiales croissantes, et la 10 plaque élastique étant tombée globalement de façon cylindrique. Une telle plaque élastique s'appuie uniquement sur le clapet de soupape correspondant, le long d'un diamètre. On ainsi un transfert ponctuel de la force d'usure sur le clapet de la soupape. De cette façon, ce clapet de soupape est dans un équilibre instable au cours 15 de son soulèfement, ce qui entraîne un mouvement incertain du clapet de soupape,de sorte qu'on est en présence de charges mécaniques dynamiques ayant des valeurs de pointe, défavorables, au bord du clapet, au cours du fonctionnement. C'ost pour cette raison que les soupapes munies de telles plaques élastiques ne peuvent être réali-20 sées seulement avec un faible diamètre et utilisées uniquement dans des machines à piston, à nombre de tours faible. Dans un autre mode de réalisation connu, muni de plaques élastiques à plusieurs anneaux reliés, 1' ensemble est bombé en forme de tronc de cône. De cette façon, on 25 évite certes les inconvénients mentionnés ci-dessus, cependant de telles plaques élastiques sont assez rigides et ne permettent que des soulèvements faibles. Pour obtenir la souplesse nécessaire , on a muni de telles plaques élastiques d'encoches radiales,ce qui réduit cependant leur résistance et augmente les risques de rupture, 30 Dans le cas de soupapes à clapet de compresseur, avec seulement un anneau élastique pour uniquement un passage concentrique sous l'anneau de soupape correspondant, il est connu de courber préalablement l'anneau élastique en forme d'onde, sur sa périphérie. Un tel anneau élastique est pourtant 35 assez rigide,vu l'épaisseur de matière nécessaire pour éviter les ruptures fréquentes. Rapporté à la largeur radiale du passage de soupape, concentrique,un tel anneau présente un frottement de guidage important dans le corps de soupape. Cela constitue un inconvénient» 40 Dans une autre soupape à clapet connue, munie de plaques élastiques dont les anneaux concentriques 69 43565 2. 2026772 sont reliées par des nervures radiales, on a fendu ces anneaux entre les nervures radiales et les segments d'anneaux en forme de bras ainsi obtenus ont été recourbés hors du plan du clapet, de façon à constituer des bras élastiques permanents. Au cours du mouvement 5 de soulèvement par l'intermédiaire de ces bras élastiques, il se orée un couple qui s'exerce sur le clapet de soupape soumis à l'action de ses ressorts. Les extrémités des bras élastiques usent ainsi le clapet de soupape et entraînent une usure trop importante des organes de guidage, notamment dans le cas de soupapes sans grais-10 sage, comme c'est le cas dans le compresseur d'une machine frigorifique. La présente invention a pour but de créer un clapet élastique de forme annulaire, courbé préala-15 blement sur sa périphérie, de façon constante, dans la direction axiale, cette plaque élastique étant destinée à une soupape à clapet munie au moins de deux passages concentriques, remédiant aux inconvénients des réalisations connues, c'est-à-dire permettant notamment d'obtenir un transfert régulier sans risque de basculement et une 20 répartition de la charge du ressort sur l'organe de frottement, avec toutefois un frottement de guidage réduit dans le corps de la soupape élastique, cette plaque élastique ne produisant pas d?usure du clapet de soupape pour une élasticité et une hauteur de soulèvement importantes • 25 A cet effet, la présente invention concerne une plaque élastique caractérisée en ce que ses anneaux corn centriques, correspondant aux passages, comportent des nervures radiales croissantes reliées par leur périphérie et courbées de façon ondulée. 30 De cette façon, on obtient un transfert symétrique de la chargedu ressort, en plusieurs endroits de la périphérie du clapet de soupape, et parce que les anneaux des plaques élastiques sont reliés sur leur périphérie, leurs bombements, qui transmettent la force de ressort vers le clapet de soupape, ne 35 peuvent pas user cette plaque lors du soulèvement. Malgré cela, pour de la, matière de plaque élastique, durable, solide on obtient une grande élasticité et une grande hauteur de soulèvement, car la plaque élastique ne recouvre pas tout le clapet de soupape, mais est introduite entre les anneaux élastiques et les nervures de liaison. 40 Tous les anneaux élastiques ne nécessitent qu'un seul guidage longitudinal, ce qui réduit la part de frottement de chaque anneau élastique ou de chaque passage de soupape, de façon correspondante. 69 43565 3. 2026772 De plus, une soupape munie de la plaque élastique selon l'invention peut travailler de façon très calme dans des compresseurs à pistons à rotation élevée, car la, partie principale de la masse de l'anneau élastique est montée flottante 5 comme organe d'amortissement entre le clapet de soupape et le récepteur, La plaque élastique selon l'invention peut coopérer aussi bien avec un clapet de soupape à plusieurs anneaux reliés qu'avec des anneaux de soupape séparés, con-10 centriques, cette dernière combinaison améliorant notablement les conditions de fonctionnement, et en particulier cette combinaison augmente la durée de vie , réduit les bruits de fonctionnement et augmente la fréquence propre possible de la soupape. XL est avantageux que les cour-15 bures préalables soient symétriques par rapport au plan de la plaque, et que notamment,des anneaux de plaques élastiques voisins dans le sens de la longueur ou des groupes d'anneaux soient en opposition de phase, ce qui produit un transfert multiple plus régulier de la charge de ressort sur le clapet de soupape. 20 Divers modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe de la soupape selon l'invention, 25 - les figures 2 et 3 représen tent des vuesde dessus d'un ressort annulaire ondulé, - la figure 4 représente également aine vue de dessus d'un ressort annulaire ondulé, - la figure 5 représente une 30 vue de côté de la courbure de deux anneaux extérieurs ainsi que de deux anneaux intérieurs, - la figure 6 représente un décalage de la moitié d'une longueur d'onde pour divers anneaux, - la figure 7 est un montage 35 possible des nervures de liaison et du ressort annulaire ondulé, - la figure 8 représente un autre mode de réalisation d'un ressort annulaire ondulé, - la figure 9 représente trois anneaux élastiques reliés entre eux. La figure 1 représente une vue 69 43565 4 2026772 en coupe de la soupape selon l'invention» Cette soupape est constituée de la combinaison d'une soupape d'aspiration et d'une soupape de pression. Le siège de la soupape d'aspiration et le récepteur de la soupape de pression 1 sont reliés avec le siège de la soupape de 5 pression oule récepteur de la soupape d'aspiration 2 par une vis 3 et un écrou 4. Entre le siège et l'organe récepteur, on a monté le clapet de la soupape d'aspiration 5 ,(dans ce cas quatre aniieaux séparés), la soupape-de pression 6 (dans ce cas deux anneaux séparés) ainsi que les ressorts correspondants 7 pour la soupape d'aspiration 10 et le ressort 8 pour la soupape de pression. ' Ajjssi bien les quatre anneaux séparés 5 de la soupape d'aspiration que les deux anneaux séparés 6 de la soupape de pression ne sont soumis qu'à un ressort annulaire ondulé tel que représenté en vue de dessus dans les figures 3 et 2. 15 four améliorer la représentation, on a dessiné les sommets des ondes et les vallées de ces ondes par des lignes de hauteur, étroites. On remarque dans cela que le ressort d'aspiration selon la figure 3 comporte quatre ondes pour les deux anneaux extérieurs et deux lignes d'ondes pour les deux anneaux intérieurs. La courbure d'ondes 20 des deux anneaux extérieurs,ainsi que celle des deux anneaux intérieurs, s 'effectue parallèlement9comme cela est représenté dans la vue de côté de la figure 5. Pour la moitié du nombre d'ondes dans les deux anneaux intérieurs, les deux sommets d'ondes se recouvrent. Le ressort de compression 8 25 selon la figure 2 comporte deux anneaux élastiques reliés qui sont chaque fois réalisés avec quatre lignes d'ondes décalées l'une par rapport à l'autre d'une demi-longueur d'onde, en décalage de phase. Cette forme correspond à la vue de côté de la figure 6. Le plan du ressort est caractérisé par le nombre de rangs de lignes de hauteur. 30 La figure 4 représente un res sort annulaire ondulé en vue de dessus. Ce ressort peut être utilisé aussi bien pour un que pour deux anneaux de soupape. La courbure des diverses ondes s'effectuetd'une parttparallèlementtcomme cela est représenté dans la vue de côté selon la figure 5»et»d'autre 35 part,cette courbure des ondes peut être décalée de la moitié de longueur d'ondes pour les divers anneaux,comme cela est représenté dans la figure 6. La figure 7 est un montage possible et avantageux de la nervure de liaison de deux ressorts annu-40 laires ondulés, concentriques, reliés. Pour des raisons de rigidité, 69 43565 5 2026772 et vu la force de ressort qu'il est nécessaire d'avoir,le nombre des nervures augmente en direction du centre, le nombre des lignes d' ondes augmente de façon correspondante;, ces lignes pouvant toutefois ôtre réalisées en un nombre quelconque. 5 Un autre mode de réalisation est représenté en vue de dessus dans la figure 8 montrant un ressort annulaire ondulé. Le nombre des anneaux élastiques est de quatre dans ce cas, comme le représente également la figure 3. Dans ce cas, on a toutefois conservé identique le nombre de nervures de 10 liaison d'anneau à anneau, à savoir quatre. La vue de dessus d'un ressort annulaire ondulé selon la figure 9 montre trois anneaux élastiques reliés entre-eux, ces anneaux étant reliés dans ce cas par un nombre différent de nervures. 15 L'invention n'est pas limitée à une soupape réalisée avec des anneaux séparés ,comme représenté dans la figure 1. Bien au contraire, on peut utiliser des clapets de soupape d'une forme quelconque tel que des clapets de soupape ou plaques élastiques avec un guidage de direction. De plus, on 20 peut utiliser plusieurs plaques élastiques dans un montage quelconque, dans une soupape ou une partie de soupape. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres 25 formes de réalisation,sans pour cela sortir du cadre de l'invention 69 43565 6 2026772 REVENDICATIONS 1°ô Plaque élastique pour soupape à clapet, du type à courbure annulaire sur la périphérie, constante dans la direction axiale, et comportant au moins deux passages concentriques, plaque paractérisée en ce que ses anneaux con-5 centriques, correspondant aux passages, comportent des nervures radiales croissantes reliées par leur périphérie et courbées de façon ondulée. 2°) Plaque élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les courbures préalables 10 sont dirigées symétriquement des deux côtés du plan du clapet. 3°) Plaque élastique selon les revendications 1 ou 2 prises isolément^caractérisée en ce que les courbures préalables sont dirigées le long d'anneaux voisins ou en opposition de phase par grbupes d'anneaux.