Brevet FR2665741A1 — publié le 19920214

L'invention concerne une soupape, notamment pour compresseur à piston(s), montée sur ou dans une enceinte, notamment sur ou dans une culasse, et serrée contre une surface de celle-ci au moyen d'au moins une vis travaillant en traction, cette soupape étant constituée par un siège avec des canaux d'écoulement, par un obturateur commandant ces canaux, par des moyens élastiques chargeant l'obturateur contre le siège, et par un organe d'arrêt pour arrêter l'obturateur, ainsi qu'éventuellement par un organe d'écartement ou un anneau de guidage entre siège et organe d'arrêt. Les soupapes de ce type de construction sont connues Elles sont rentrées à force dans la culasse ou tête de cylindre, en procédant par le côté cylindre, et, au moyen d'une vis relativement longue travaillant en traction, allant du côté dessus de la culasse Jusqu'au siège de soupape, sont fixées par vissage Ce type de construction ne permet pas, du moins sans configuration particulière de la vis relativement longue, de préassembler les pièces de la soupape chez le fabricant de soupapes. Bien au contraire, les pièces de la soupape doivent être emballées par jeux, pour être livrées au fabricant de compresseurs, lequel, en utilisant des moyens de montage plus ou moins compliqués, les assemble puis les monte en les rentrant à force dans la culasse puis, après enlèvement des moyens de montage, les fixe et les arrête au moyen de la vis traversante, travaillant en traction. En pratique, lors du montage, il arrive constamment, que les pièces de la soupape soient incorrectement assemblées-montées par des monteurs n'ayant aucune formation particulière en matière de soupapes, ou que des pièces individuelles, notamment les anneaux élastiques entre pièces de soupape voisines, par exemple entre un organe d'écartement ou un anneau de guidage et le siège de soupape ou l'organe d'arrêt, soient coincées Lors du montage, les minces pièces de la soupape glissent dans l'interstice entre les parties voisines, sans que les monteurs le remarquent Lors du serrage de la soupape, elles sont bloquées dans cet interstice Il en résulte non seulement un mauvais fonctionnement de la soupape, mais aussi des ruptures inacceptables de pièces de la soupape, des fragments de pièce pouvant même pénétrer dans le cylindre et endommager le compresseur. Pour y remédier, on a tenté, pour un certain type de construction de soupape, d'assembler l'un à l'autre, dès avant le montage-assemblage de la soupape, l'anneau de guidage et la plaque-tampon formant l'organe d'arrêt, c'est-à-dire que l'on a tenté soit de les fabriquer en une seule pièce, soit de les coller l'un à l'autre Ces deux dispositions sont relativement compliquées et n'ont d'ailleurs pas fait leurs preuves en pratique Des ruptures donnant lieu à des réclamations se sont produites. L'invention a pour but de perfectionner les soupapes connues du type indiqué, de manière qu'elle puissent être prassemblées dans les ateliers du fabricant de soupapes et que l'on soit ainsi assuré que les pièces pourront être correctement montées, en position correcte, et que les soupapes pourront être simplement mises en place, en tant que module complet, dans le compresseur ou rapportées sur celui-ci. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'en plus de la ou des vis travaillant en traction, et avant le montage de la soupape au moyen de cette ou ces vis, la soupape présente au moins une douille au moyen de laquelle les pièces de la soupape sont maintenues contre le siège ou contre l'organe d'arrêt, cette douille servant de moyen de transport et d'auxiliaire de montage et ayant une extrémité fixée au siège ou à l'organe d'arrêt, les autres pièces, y compris un éventuel organe d'écartement, étant placées à la position de montage correcte par leur emboîtement sur la douille, et l'autre extrémité de la douille étant dilatée pour retenir les pièces de la soupape On utilise donc une douille façonnable en forme, qui, dans la condition non montée de la soupape, lie les pièces de la soupape au siège ou à l'organe d'arrêt, de sorte que la soupape peut être facilement transportée et mise en place dans le compresseur, sous la forme d'un module complet Il est alors impossible que les pièces de la soupape soient mal positionnées Le fabricant de soupapes peut alors, avant livraison, soumettre la soupape préassemblée à un contrôle de fonctionnement correct, par exemple à un contrôle d'étanchéité. Une fois la soupape montée, les douilles n'ont aucune fonction particulière à assumer par elles-mêmes Le blocage, donc aussi le positionnement, des pièces de la soupape les unes par rapport aux autres sont alors assumés par la liaison supplémentaire par vissage ou par un autre mode de serrage qui fixe la soupape dans la culasse ou sur celleci, Le surcoût de construction inhérent à une ou plusieurs douilles supplémentaires est négligeable puisqu'en utilisant des outils appropriés l'assemblage des pièces de la soupape est sensiblement facilité, de sorte qu'en fin de compte les coûts de montage sont même réduits alors que la sécurité lors de l'assemblage est accrue Les faibles surcoûts des douilles sont donc ainsi plus que compensés. Par le brevet américain US 3 082 512, on connaît une soupape de compresseur dont les pièces sont assemblées non pas par une ou plusieurs vis travaillant en traction mais par un rivet creux façonnable par formage A une extrémité, celui-ci possède une tête qui le termine et qui est ancrée dans un évidement du siège de soupape La tige du rivet traverse un anneau de soupape flexible et un organe d'arrêt par dessus lequel il est refoulé après chauffage de son extrémité, afin de former une autre tête de rivet Ce rivet creux connu ne constitue donc ni une aide au montage ni un organe de sécurité pour le transport, mais une liaison unique et définitive entre les pièces ou parties de la soupape Le rivet creux n'est pas prévu en plus d'une ou plusieurs vis travaillant en traction, mais au lieu de telles vis qu'il remplace La soupape de compresseur connue est donc fondamentalement différente de la configuration prévue par l'invention. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, lors du montage de la soupape, au moins une douille est traversée par une vis travaillant en traction Il s'agit ici de la plus simple et de la plus utilisée des formes de réalisation possibles de l'invention De préférence, une douille et la vis la traversant sont agencées selon l'axe de la soupape S'écartant de cela, on peut aussi envisager de prévoir, pour chaque soupape, deux ou plusieurs douilles dont le rôle consiste simplement à assembler en un module fonctionnel les pièces de la soupape avant le montage définitif de la soupape dans un compresseur. Dans une autre forme de réalisation simple de l'invention, on prévoit plusieurs douilles qui, par leurs premières extrémités, sont fixées par rentrage-roulage, injection ou collage, dans une rainure annulaire, de préférence conique, ouverte vers l'intérieur, que comporte le siège ou l'organe d'arrêt L'ancrage des douilles n'exige que des rainures ou gorges annulaires réalisables simplement et économiquement par tournage dans la partie supérieure du siège de soupape ou de l'organe d'arrêt, le filetage dans le siège de soupape ou dans l'organe d'arrêt, pour les vis travaillant en traction, n'étant alors absolument pas affecté si la ou les rainures annulaires ont un diamètre légèrement supérieur à celui du filetage. Par leurs extrémités éloignées des extrémités fixées, les douilles se terminent avantageusement à l'intérieur de l'épaisseur des pièces emboîtées sur elles, ou se terminent au maximum en condition d'affleurement avec leur surface extérieure, de sorte que les douilles ne viennent absolument pas empêcher le montage et l'assise de la soupape dans la culasse. Les douilles peuvent être en acier, métal léger ou laiton. Toutefois, selon l'invention, elles peuvent tout aussi bien être avantageusement en matière thermoplastique Elles peuvent alors être fabriquées simplement, par exemple par injection, et être tout aussi bien fixées de manière simple au siège de soupape ou à l'organe d'arrêt. Le type de réalisation prévu par l'invention convient tout aussi bien pour des soupapes de pression dites soupapes de refoulement que pour des soupapes d'aspiration, tout aussi bien que pour des dispositifs ou ensembles constitués de soupapes de ces deux types, par exemple pour des combinaisons-soupapes de type concentrique. Les divers avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus complètement à la lecture de la description suivante d'exemples non limitatifs présentés en se reportant aux dessins annexés, dont les figures représentent: la figure 1, en coupe axiale médiane, une soupape de refoulement selon l'invention, montée dans une culasse ou tête de cylindre; la figure 2, à une plus grande échelle, une coupe axiale de la soupape proprement dite; la figure 3, une vue en plan d'un organe d'écartement réalisé en tant qu'anneau de guidage, l'anneau d'arrêt ou anneau élastique étant indiqué; la figure 4, une coupe axiale d'une soupape d'aspiration selon l'invention; et la figure 5, une combinaison de soupapes concentriques réalisée selon l'invention et montée dans une culasse ou tête de cylindre. la soupape 2 montée dans une culasse ou tête de cylindre 1 d'un compresseur 2 est une soupape de refoulement et est constituée par un siège de soupape 3, par un organe d'écartement 4 réalisé en tant qu'anneau de guidage et par une plaque-tampon formant un organe d'arrêt, entre lesquels sont agencées d'autres pièces de la soupape La soupape 2 avec le siège 3 est placée, de préférence par enfoncement à force, dans un logement de la culasse 1, en procédant par le côté cylindre, et est arrêtée au moyen d'une vis travaillant en traction 6, laquelle traverse la culasse 1 du cylindre par un canal s'étendant suivant l'axe de celui-ci et est vissée dans un trou taraudé 7 du siège de soupape 3 La soupape 2 est ainsi serrée contre une surface d'assise 8 que comporte la culasse 1. Sur la figure 2, la soupape est représentée en condition démontée On peut voir qu'une pièce obturatrice 9 et des moyens élastiques 10 constitués par deux anneaux élastiques sont agencés entre le siège de soupape 3 et l'organe d'arrêt 5 Lesdits moyens élastiques 10 sont guidés avec possibilité de glissement sur des prolongements radiaux 11 de l'organe d'écartement 4 visibles sur la figure 3 Le siège de soupape 3 est muni de canaux d'écoulement 12 commandés par l'obturateur 9, et l'organe d'arrêt 5 présente des fentes de passage 13. En plus des pièces de soupape décrites, on a prévu une douille 14 qui, par une extrémité 15, est fixée au siège de soupape 3 et, par son autre extrémité 16, déborde vers le haut, hors du siège de soupape 3 Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, une rainure annulaire conique 17, ouverte vers l'intérieur, est prévue dans le siège de soupape 3, pour fixer la douille 14 à celui-ci, et l'extrémité 15 de çette douille 14 est rentrée par roulage dans cette gorge ou rainure. Les autres pièces de soupape, à savoir l'organe d'écartement 4, l'organe d'arrêt 5, l'obturateur 9 et les moyens élastiques 10, sont emboîtées sur la douille 14 ainsi fixée au siège de soupape 3 L'extrémité 16 que la douille 14 comporte en son côté éloigné du siège de soupape 3 est ensuite dilatée de manière que les autres parties de la soupape soient fixées et ancrées sur le siège de soupape 3. La figure 3 montre simplement que l'obturateur 9 et les moyens élastiques 10 sont centrés et guidés sur les saillants ou prolongements 11 de l'organe d'écartement 4, comme connu en général dans le domaine de la construction de soupapes Des ouvertures de passage 18, pour le passage du fluide commandé, subsistent entre les saillants radiaux 11. L'exemple de réalisation selon la figure 4 illustre la conception- réalisation conforme à l'invention dans le cas d'une soupape d'aspiration L'organe d'arrêt 5 est réalisé en une seule pièce avec l'anneau de guidage servant d'organe d'écartement 4 Par son extrémité , la douille 14 est fixée à l'organe d'arrêt 5, et la vis travaillant en traction 6 est vissée dans l'organe d'arrêt 5 L'autre extrémité 16 de la douille 14 maintient le siège de soupape 3 et par conséquent aussi les autres pièces de la soupape, à savoir l'obturateur 3 et les moyens élastiques 10. Selon la figure 5, la soupape à éléments concentriques, constituée par une soupape d'aspiration située intérieurement et par une soupape de refroulement située extérieurement, est montée dans une culasse ou tête de cylindre 1 Plusieurs douilles 14, parmi lesquelles deux douilles 14 sont visibles sur la figure 5, sont prévues pour assurer le maintien de la cohésion des pièces de soupape avant le montage dans la culasse 1 Les douilles 14 sont disposées en dehors de l'axe de soupape, dans la zone de séparation entre soupape d'aspiration et soupape de refoulement A chaque douille 14 est conjuguée une vis 6 travaillant en traction, qui est vissée, au travers de la culasse 1, dans la partie inférieure en forme de plaque de la soupape à éléments concentriques, cette partie inférieure formant le siège de soupape 3 de la soupape de refoulement et l'organe d'arrêt 5 de la soupape d'aspiration Les autres parties ou pièces de soupape, notamment l'obturateur 9 ou deux obturateurs séparés et les moyens élastiques 10, sont prises entre les deux pièces en forme de plaque et sont maintenues associées à celles-ci, dans la position de montage correcte, par les douilles 14 avant le montage de la soupape dans la culasse. Les douilles 14 facilitent le montage de la soupape, à savoir tout aussi bien l'assemblage des pièces que la mise en place de la soupape complète dans le compresseur ou dans la culasse de celui-ci, et offrent encore d'autres avantages Lorsque les pièces de soupape sont fournies dissociées au contructeur du compresseur et que ce constructeur ne doit les associer qu'au moment du montage de la soupape 2 dans la culasse 1, il arrive constamment que notamment les moyens élastiques 10 constitués d'anneaux ou de plaques, tout aussi bien que l'obturateur 9, soient coincés entre l'organe d'écartement 4 et l'organe d'arrêt 5 ou le siège de soupape 3 Cela peut être une cause d'endommagement des pièces de soupape Dans de tels cas, le fonctionnement de la soupape est compromis. Non seulement les douilles 14 prévues par l'invention simplifient le montage de la soupape, mais elles fixent aussi les pièces contre le siège de soupape 3 ou contre l'organe d'arrêt 5, en position correcte, de sorte qu'aucun coincement par forçage ou autre défaut de positionnement n'est possible lors du montage de la soupape dans le compresseur L'assemblage de l'ensemble de la soupape peut avantageusement être réalisé dès le stade du fabricant Le transport et le stockage de la soupape sont alors très sensiblement simplifiés grâce à la fixation des pièces et parties de soupape par les douilles 14 En outre, le fabricant peut effectuer un contrôle fonctionnel, par exemple un contrôle d'étanchéité Chez le constructeur du compresseur, la soupape est alors simplement rentrée à force, à l'état assemblé, dans l'évidement prévu dans la culasse, puis est arrêtée à, l'aide d'une ou plusieurs vis 6 qui traversent les douilles 14 et sont vissées dans les trous traraudés 7 du siège de soupape 3 ou de l'organe d'arrêt 5. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS: 1 Soupape, notamment pour compresseur à piston(s), montée sur ou dans une enceinte, notamment sur ou dans une culasse ( 1), et serrée contre une surface de celle-ci au moyen d'au moins une vis travaillant en traction ( 6), cette soupape étant constituée par un siège ( 3) avec des canaux d'écoulement ( 12), par un obturateur ( 9) commandant ces canaux, par des moyens élastiques ( 10) chargeant l'obturateur contre le siège, et par un organe d'arrêt ( 5) pour arrêter l'obturateur, ainsi qu'éventuellement par un organe d'écartement ( 4) ou un anneau de guidage entre siège et organe d'arrêt, caractérisée par le fait qu'en plus de la ou des vis travaillant en traction ( 6), et avant le montage de la soupape au moyen de cette ou ces vis, la soupape présente au moins une douille ( 14) au moyen de laquelle les pièces ( 5, 9, 10) de la soupape sont maintenues contre le siège ( 3) ou contre l'organe d'arrêt ( 5), cette douille ( 14) servant de moyen de transport et d'auxiliaire de montage et ayant une extrémité ( 15) fixée au siège ( 3) ou à l'organe d'arrêt ( 5), les autres pièces ( 5, 9, 10), y compris un éventuel organe d'écartement ( 4), étant placées à la position de montage correcte par leur emboîtement sur la douille ( 14), et l'autre extrémité ( 16) de la douille ( 14) étant dilatée pour retenir les pièces ( 4, 5, 9, 10) de la soupape. 2 Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, lors du montage de la soupape, au moins une douille ( 14) est traversée par une vis travaillant en traction ( 6). 3 Soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs douilles ( 14) qui, par leurs premières extrémités ( 15), sont fixées par rentrage-roulage, injection ou collage, dans une rainure annulaire ( 17), de préférence conique, ouverte vers l'intérieur, que comporte le siège ( 3) ou l'organe d'arrêt ( 5). 4 Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que, par leurs extrémités ( 16) éloignées des extrémités fixées ( 15), les douilles ( 14) se terminent à l'intérieur de l'épaisseur des pièces ( 4, 5, 9, 10) emboîtées sur elles, ou se terminent au maximum en condition d'affleurement avec leur surface extérieure. 5 Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les douilles ( 14) sont en matière thermoplastique.