Brevet FR2626045A1 — publié le 19890721

L'invention concerne un jeu de soupapes pour compresseur à piston, comportant une soupape d'aspiration et une soupape de refoulement disposée concentriquement à la soupape d'aspiration, chacune de ces soupapes présentant une plaque de siège dans laquelle sont prévues des perforations et une plaque de soupape étant disposée entre ces deux plaques de siège et associée à chacune des soupapes d'aspiration et de refoulement, chacune des plaques de soupape étant maintenue entre les plaques de siège par au moins un bras de liaison. Un tel jeu de soupapes est connu d'après la figure 2 du document DE-AS 18 12 580. Dans ce jeu de soupapes, les deux plaques de siège sont serrées l'une vers l'autre au moyen d'un assemblage central à écrou et les bras de liaison se rejoignant extérieurement sur chacune des deux plaques de soupape sont maintenus, à leurs extrémités libres, par des goujons qui sont fixés dans les plaques de siège. Il existe, entre les goujons qui maintiennent les bras de liaison de la plaque de soupape intérieure, et au bord intérieur de la plaque de soupape extérieure, un intervalle radial relativement grand, de sorte qu'il faut prévoir aussi dans cette zone une étanchéité entre les deux plaques de siège afin que la soupape d'aspiration soit isolée de façon étanche aux gaz de la soupape de refoulement. Cette forme de réalisation du jeu de soupapes a pour conséquence un diamètre relativement élevé du jeu de soupapes, ce qui est lié à un besoin de place d'autant plus grand sur le compresseur. L'invention a pour objet de perfectionner un jeu de soupapes du type décrit au début, afin d'en diminuer le diamètre et donc le besoin de place. L'objet est réalisé selon l'invention par le fait que le bord intérieur de la plaque de soupape extérieure et le bord extérieur de la plaque de soupape intérieure présentent chacun un anneau fermé, rattaché au bras de liaison associé, et par le fait que les deux plaques de soupape sont fixées de façon étanche sur ces deux anneaux fermés, entre les plaques de siège. Du fait de la présence des anneaux fermés, qui sont voisins l'un de l'autre et qui peuvent avoir des dimensions relativement faibles, il est possible de limiter sur une petite zone annulaire la fixation des deux plaques de soupape entre les plaques de siège, ce qui permet de diminuer de façon importante le diamètre maximal du jeu de soupapes en comparaison avec celui du jeu connu. En outre, on peut éliminer la fixation centrale a vis des plaques de siège, ce qui va également dans le sens d'une diminution du diamètre car la place libérée dans l'axe central du jeu de soupapes est à présent rendue disponible pour la circula- tion gazeuse. La fabrication du jeu de soupapes nouveau est très simple, par le fait que les deux plaques de soupape sont tout d'abord fabriquées d'une seule pièce qui est ensuite séparée pour former les deux plaques de soupape, au moyen d'un procédé de coupe au laser. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une coupe d'un jeu de soupapes suivant la ligne I-I de la figure 2; et - la figure 2 est une vue en plan des deux plaques de soupape assemblées l'une dans l'autre, à une échelle légèrement réduite par rapport à celle de la figure 1. Comme montré sur la figure 1, le jeu de soupapes est constitué essentiellement de deux plaques de siège 1 et 2 disposées l'une sur l'autre et de deux plaques de soupape concentriques 3 et 4 montées entre ces deux plaques de siège. La plaque de siège 1 forme, avec sa partie centrale et la plaque de soupape intérieure 3, une soupape d'aspiration pour un compresseur qui n'est pas représenté plus en détail et dont la chambre 5 de compres- sion s'étend au-dessous de la plaque de siège 2. La partie annulaire extérieure de la plaque de siège 2 et la plaque de soupape 4, de forme annulaire, constituent une soupape de refoulement présentant, en coupe transversale, une forme annulaire. La plaque de siège 1 présente, dans sa partie centrale, des perforations 6 en forme de fente qui s'étendent sur des arcs de cercle concentriques à l'axe médian 7 du jeu de soupapes, sans cependant former un cercle complet. Sur la figure 1, il est prévu, dans la plaque de siège 2, au-dessous de la partie centrale de la plaque de siège 1, des perforations 8 en forme de fentes de même étendue que celle des perforations 6, lesquelles perforations 8 sont cependant décalées vers l'extérieur, sur une moitié radiale, par rapport aux perforations 6. Les perforations 8 s'évasent vers la chambre 5 de compression à la manière de diffuseurs. En outre, une perforation 8', s'évasant à la manière d'un diffuseur, se trouve au centre de la plaque 2 de siège. La plaque 3 de soupape présente des perforations 20 en alignement avec les perforations 8 et 8'. - La plaque 3 de la soupape d'aspiration est repoussée contre la plaque 1 de siège par huit ressorts 9. La répartition des ressorts 9 sur la plaque 3 de soupape est représentée par des cercles tiretés sur la figure 2. Les ressorts 9 sont disposés dans des logements correspon- dants 9' de la plaque 2 de siège. Le gaz à comprimer circule dans la direction de la flèche 10 à travers -la partie centrale de la plaque 1 de siège, ce qui a pour effet de déplacer la plaque 3 de soupape vers le bas, contre la force des ressorts 9, afin que le gaz arrive dans la chambre 5 de compression en passant par les perforations 6, ainsi que 20, 8 et 8'. La soupape annulaire de refoulement du jeu de soupapes entoure concentriquement la soupape d'aspiration. La plaque 4 de soupape est repoussée contre la plaque 2 de siège par quatre ressorts qui ne sont pas visibles sur la figure 1. Ces ressorts correspondent donc aux ressorts 9, mais sont répartis sur l'étendue de la plaque 4 de soupape (cercles tiretés sur la figure 2) et insérés dans la plaque de siège supérieure 1. La plaque de siège 2 présente également des perforations 12 en forme de fentes, cor- respondant aux perforations 6 de la plaque de siège-l, qui s'étendent aussi sur un arc de cercle, mais cependant pas sur toute la circonférence. Des perforations 13 de la plaque de siège 1 sont associées aux perforations 12. La plaque 4 de soupape présente des perforations 21 alignées sur les perforations 13 situées à l'intérieur. Pendant la phase de compression, le gaz comprimé s'écoule - sous l'effet du décollement de la plaque 4 de soupape par rapport à la plaque 2 de siège - dans la direction de la flèche 14. L'arrivée du gaz à comprimer (flèche 10) et la sortie du gaz comprimé (flèche 14) sont séparées par une paroi annulaire fermée qui est représentée par les lignes mixtes 15 sur la figure 1. Comme montré sur la figure 2, les plaques 3 et 4 de soupape sont disposées l'une dans l'autre concentri- quement. La plaque de soupape extérieure 4 est reliée par quatre bras 4' de liaison à un anneau intérieur fermé 4'' de fixation. La plaque 3 de soupape située à l'intérieur est d'une manière analogue reliée par quatre bras ex- térieurs 3' de liaison à un anneau extérieur 3'' de fixation. Comme montré sur la figure 1, les anneaux 3'' et 4'' de fixation, étroitement voisins l'un de l'autre, sont serrés entre les plaques 1 et 2 de siège. La force du serrage est appliquée au moyen de quatre vis 16 dont une seule est visible sur la figure 1 et à l'aide desquelles les plaques 1 et 2 de siège sont serrées l'une vers l'autre. Il est prévu, dans la zone de transition de chacun des bras 4' de liaison dans l'anneau 4'' de fixation, une encoche 17 en forme de demi-cercle (figure 2) pour les vis 16. Les bras 3' et 4' de liaison assurent la mobilité des plaques 3 et 4 de soupape par rapport aux anneaux respec- tifs 3" et 4" de fixation. Les plaques 3 et 4 de soupape, initialement fabriquées d'une seule pièce, sont, & la fin du traitement, divisées en deux plaques par une coupe 22 au laser dans laquelle il est prévu, sur le tracé de la coupe autrement menée suivant un cercle, un demi-cercle 23 plus petit, s'étendant vers l'intérieur, au moyen duquel l'anneau 4" de fixation conserve un mentonnet qui s'emboite dans une rainure en forme de demi-cercle. Les deux plaques 3 et 4 ne peuvent ainsi tourner l'une par rapport à l'autre lors du montage. A la différence de l'exemple de réalisation décrit, les encoches 17 de la figure 2 peuvent être décalées chacune dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre jusqu'à la ligne à 45 , la zone de transition entre les bras de liaison 4' et la.plaque 4 de soupape étant décalée en même temps de façon correspondante ou ramenée à une dimension quelque peu inférieure à celle montrée sur la figure 2. Une forme de réalisation ainsi modifiée présente l'avantage de permettre l'utilisation, par exemple de la plaque 3 de soupape - dans le cas o elle présente des traces de détérioration sur la surface coopérant avec la plaque 1 de siège -, d'une manière telle que la surface, précédemment en contact avec les ressorts 9, coopère alors avec la plaque de siège 1. -REVENDICATIONS 1. Jeu de soupapes pour compresseur a piston, comportant une soupape d'aspiration et une soupape de refoulement disposée concentriquement à cette soupape d'aspiration, chacune de ces soupapes comportant une plaque de siège (1, 2) qui présente des perforations (8; 13) et une plaque de soupape (3, 4) étant disposée entre ces deux plaques de siège et associée à chacune des soupapes d'aspiration et de refoulement, chaque plaque de soupape étant maintenue au moyen d'au moins un bras de liaison (3', 4') entre les plaques de siège, caractérisé en ce que le bord intérieur de la plaque de soupape extérieure (4) et le bord extérieur de la plaque de soupape intérieure (3) présentent chacun un anneau fermé (4", 3") rattaché au bras de liaison associé (4', 3') et en ce que les deux plaques de soupape sont fixées de façon étanche sur ces deux anneaux fermés, entre les plaques de siège.