Brevet FR2598480A1 — publié le 19871113

CONSTRUCTIONS INDUSTRIELLES D'ANJOU Clapet à double effet pour la régulation d'un débit de fluide hydraulique, en particulier dans un amortisseur ou un élément de suspension à fluide pour véhicule automobile. L'invention concerne un clapet à double effet pour la régulation d'un débit de fluide hydraulique dans deux sens opposes de circulation du fluide, destiné en particulier à équiper un amortisseur ou un élément de suspension à fluide pour véhicule automobile, et utilisable également chaque fois qu'il est nécessaire de réguler un débit de fluide hydraulique dans deux sens opposés de circulation du fluide. Ce type de clapet est utilisé de façon courante dans la technique et comprend en général deux pistons travaillant en 15 opposition et associés à des moyens élastiques de rappel, chacun de ces pistons étant actif pour un sens déterminé de circulation de fluide à travers le clapet et permettant de régler le débit de fluide d'une façon qui est déterminée par la surface active du piston, la section de l'orifice de passage du fluide dans le sens correspondant, et les caractéristiques du moyen élastique de rappel associé. Toutefois, ces clapets connus à double effet sont souvent difficiles à monter ou à mettre en place, malgré leur struc25 ture relativement simple, parce qu'ils sont composés d'éléments ou de sousensembles indépendants. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients, en proposant un clapet double effet de structure et de conception uniiaires, qui peut être facilement monté et mis en place. Le clapet selon l'invention, qui comprend deux pistons montés en opposition et associés à des moyens élastiques de rappel les sollicitant vers une position de repos o ils interdisent le passage du fluide, chacun dans un sens déterminé, est caractérisé en ce que les deux pistons sont coaxiaux et montés 10 à coulissement étanche l'un par rapport à l'autre dans un corps à extrémités ouvertes de passage du fluide, un premier de ces pistons étant tubulaire et définissant à partir d'une extrémité du corps un passage de fluide qui communique avec l'autre extrémité du corps par au moins un orifice radial 15 du premier piston, et en ce que le second piston est monté autour du premier piston de façon à obturer cet orifice lorsque les deux pistons sont en position de repos et à l'ouvrir plus ou moins lors de l'apparition d'une pression de fluide à l'une des extrémités du corps, le degré d'ouverture de cet orifice étant fonction de l'importance de cette pression de fluide. Le clapet à double effet selon l'invention se présente donc sous la forme d'un corps cylindrique à l'intérieur duquel 25 sont logés et positionnés tous les composants nécessaires, qui sont constitués uniquement par les deux pistons et leurs moyens élastiques de rappel. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'espace interne du premier piston est ouvert à son extrémité tournée vers l'extrémité précitée du corps et est fermé à son extrémité opposée. Le second piston est monté à coulissement étanche par sa 35 surface périphérique extérieure dans le corps et, dans sa position de repos, chaque piston est en appui étanche par une extrémité axiale sur une butée correspondante du corps. De préférence, le premier piston comprend plusieurs orifices radiaux précités, qui sont dans une même section transversale du piston. Les moyens élastiques de rappel du piston comprennent deux ressorts de compression coaxiaux, dont l'un est monté entre l'extrémité précitée du corps et une extrémité du second piston et dont l'autre est monté entre cette extrémité du second piston et un rebord annulaire périphérique du premier 10 piston, formé à l'extrémité de ce premier piston qui est tournée vers ladite extrémité du corps. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, qui est une vue schématique en 15 coupe axiale d'un clapet à double effet selon l'invention. Ce clapet comprend un corps 10 tubulaire, cylindrique à section transversale circulaire, comprenant deux ouvertures 12 et 14 de passage d'un fluide hydraulique à ses extrémités 20 axiales. A l'intérieur du corps 10 sont montés deux pistons coaxiaux 16 et 18 associés à des ressorts de compression et 22. Le premier piston 16 est tubulaire cylindrique à section 25 transversale circulaire et comprend une extrémité ouverte tournée du côté de l'ouverture 12 du corps 10 et munie d'un rebord annulaire périphérique 24, tandis que son extrémité opposée 26, tournée du côté de l'autre ouverture 14 du corps , est fermée. Ce piston 16 est également formé avec au 30 moins un, et de préférence plusieurs orifices radiaux 28 à travers sa paroi périphérique, ces orifices radiaux 28 se trouvant dans une même section transversale du piston 16 et étant par exemple répartis de façon régulière à la périphérie de cette section transversale. 35 Le second piston 18 est de forme annulaire et est monté à coulissement sensiblement étanche sur le premier piston 16 et dans le corps 10. Un épaulement interne 30 de la surface interne du corps 10 définit une butée sur laquelle le piston - 10 18 est poussé en appui sensiblement étanche par le ressort Àde compression 22 qui, par une extrémité, s'appuie sur l'extrémité du piston 18 opposée à celle venant en butée sur l'épaulement 30 et qui, à son extrémité opposée, s'appuie sur la paroi de fond 11 du corps 10 comportant l'ouverture 12 de passage de fluide. L'autre ressort de compression 20 est monté à l'intérieur du ressort de compression 22 et s'appuie, par une extrémité, sur la même extrémité du piston 18 et, par son autre extrémité, sur le rebord annulaire 24 du premier piston 16. La position de repos du premier piston 16 est définie un appui sensiblement étanche de son rebord annulaire autour de l'ouwerture 12 de passage de fluide, sur la d'e'ctrémité du corps 10. par 24 paroi Les positions axiales des orifices radiaux 28 dans le premier piston 16 et de l'épaulement interne 30 du corps 10 sont 20 définies de telle sorte que, lorsque les deux pistons 16 et 18 sont dans leur position de repos représentée au dessin, les orifices radiaux 28 du premier piston 16 sont obturés par la surface cylindrique interne du second piston 18 et commencent à s'ouvrir dès que l'un des pistons quitte sa 25 position de repos. Ce clapet à double effet fonctionne de la façon suivante: Les deux pistons 16 et 18 sont maintenus dans leur position de repos représentée au dessin tant que la pression de fluide du côté de l'ouverture 12 exerce sur le fond du premier piston 16 une force qui est inférieure à la force exercée sur ce piston par le ressort 20, et tant que la pression de fluide du côté de l'autre ouverture 14 de passage de fluide exerce sur la surface annulaire du piston 18, intérieure à l'épaulement interne 30, une force qui est inférieure à la somme des forces exercées sur le piston 18 par les ressorts 20 et 22. Dans ces conditions, le piston 18 reste dans sa posi- 2D98480 tion d'obturation des orifices radiaux 28 du piston 16 et interdit toute communication entre les ouvertures 12 et 14 de passage du fluide. Si la pression de fluide à l'ouverture 12 augmente et que la force qu'elle exerce sur la surface de fond du piston 16 devient supérieure à la force développée par le ressort , le piston 16 se déplace par rapport au piston 18 en direction de l'autre ouverture 14 de passage de fluide, d'o il 10 résulte une ouverture au moins partielle des orifices radiaux 28, et un débit de fluide s'établit à l'intérieur du corps 10 dans le sens indiqué par les flèches 32, le fluide circulant de l'ouverture 12 à l'ouverture 14 en passant à l'intérieur du piston 16 et par les orifices radiaux 28. 15 Lorsque la pression de fluide à l'ouverture 12 diminue et que la force qu'elle exerce sur le fond du piston 16 devient inférieure à la force développée par le ressort 20, le piston 16 est ramené vers sa position de repos par le ressort 20 20, d'o il résulte une fermeture progressive des orifices radiaux 28 par la surface interne du piston 18. Inversement, lorsque la pression de fluide augmente à l'ouverture de passage 14 et qu'elle exerce sur le piston 18 une 25 force supérieure à la somme des forces développées par les ressorts 20 et 22, le piston 18 se déplace sur le piston 16 en direction de l'ouverture de passage 12, d'o il résulte une ouverture au moins partielle des orifices radiaux 28. Dans ces conditions, le fluide peut circuler à travers le corps 10 de l'ouverture 14 à l'ouverture 12, dans le sens indiqué par les flèches 34, en passant par les orifices radiaux 28 et à l'intérieur du premier piston 16. Si la pression de fluide diminue à l'ouverture de passage 14, le piston 18 est ramené vers sa position de repos par les ressorts 35 20 et 22, d'o il résulte une fermeture progressive des orifices radiaux 28. Le clapet à double effet selon l'invention permet donc de : : C f::::: : 0 "0; u :. :! :: : " " 10 :::: ' . : 0 :: - 0 :: , g : -: : : D:0:: : f , : :0 D^ f : 0 f, 2 - réguler, de façon déterminée, le débit de fluide à travers le corps 10, dans un sens et dans l'autre, grâce à la perte de charge créée à la traversée des orifices radiaux 28, dont le degré d'ouverture dépend de la valeur de la pression de fluide en amont, des sections efficaces des pistons 16 et 18 et des forces développées par les ressorts 20 et 22. I1 est donc possible, par un choix approprié de ces sections efficaces et des caractéristiques des ressorts, d'obtenir les caractéristiques désirées de fonctionnement du clapet selon l'invention. Revendications. 1. Clapet à double effet pour la régulation d'un débit de fluide hydraulique dans deux sens opposés de circulation du fluide, en particulier dans un amortisseur ou un élément de suspension à fluide pour véhicule automobile,comprenant deux pistons (16, 18) montés en opposition et associés à des moyens élastiques de rappel (20, 22) les sollicitant vers une position de repos o ils interdisent le passage 10 du fluide, chacun dans un sens déterminé, caractérisé en ce que les deux pistons (16, 18) sont coaxiaux et montés à coulissement étanche l'un par rapport à l'autre dans un corps (10) à extrémités ouvertes (12, 14) de passage du fluide, un premier (16) de ces pistons étant tubulaire et défi15 nissant à partir d'une extrémité du corps (10) un passage de fluide qui communique avec l'autre extrémité du corps par au moins un orifice radial (28) du premier piston (16), et en ce que le second piston (18) est monté autour du premier piston (16) de façon à obturer cet orifice (28) lorsque 20 les deux pistons sont en position de repos et à l'ouvrir plus ou moins lors de l'apparition d'une pression de fluide à l'une des extrémités du corps, le degré d'ouverture de l'orifice (28) étant fonction de l'importance de cette pression de fluide. 2. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace interne du premier piston (16) est ouvert à son extrémité tournée vers ladite extrémité (12) du corps et fermé. à son extrémité opposée (26). 30 3. Clapet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second piston (18) est monté à coulissement étanche par sa surface périphérique extérieure dans le corps (10). 4. Clapet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les positions de repos des deux pistons (16, 18) sont définies par des butées (11, 30) présentées par le corps (10). 5. Clapet selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans sa position de repos, chaque piston (16, 18) est en. appui étanche par une extrémité axiale sur la butée correspondante du corps (10). 6. Clapet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans sa position de repos, le premier piston (16) vient en appui par une extrémité axiale sur une paroi d'extrémité du corps (10), cette paroi comprenant l'ou10 verture (12) de passage de fluide formée dans le corps (10) et qui débouche à l'intérieur du premier piston (16). 7. Clapet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier piston (16) comprend plusieurs 15 orifices radiaux (28) précités, qui sont dans une même section transversale du piston. 8. Clapet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens élastiques de rappel des pistons 20 comprennent deux ressorts de compression (20, 22) coaxiaux, dont l'un (22) est monté entre l'extrémité précitée du corps (10) et une extrémité du second piston (18) et dont l'autre (20) est montée entre cette extrémité du second piston (18) et un rebord annulaire périphérique (24) du premier piston 25 (16), formé à l'extrémité du premier piston qui est tournée vers ladite extrémité du corps.