Brevet FR2661726A1 — publié le 19911108

SIEGE RAYE POUR CLAPET OU SOUPAPE HYDRAULIQUS-OU PNEUMATIQUE ET SYSTEME EQUIPE D1UN TEL SIEGE. La présente invention concerne un siège de clapet ou de soupape pouvant équiper des systèmes hydrauliques ou pneumatiques. Habituellement, les clapets et soupapes hydrauliques ou pneumatiques présentent une discontinuité de fonctionnement se traduisant par le fait que la pression nécessaire pour ouvrir le clapet ou la soupape est plus forte que la pression nécessaire pour maintenir le clapet ou la soupape légèrement ouvert. I1 en est de même pour la fermeture du clapet ou de la soupape. Cette discontinuité de fonctionnement peut engendrer des bruits et vibrations indésirables pendant le fonctionnement du système hydraulique ou pneumatique correspondant. On sait que la cause principale des bruits et vibrations est constituée par deux phénomènes ayant lieu au niveau du siège du clapet ou de la soupape : (a) la surface sur laquelle la pression du fluide s'exerce augmente et diminue de façon brutale à l'instant de ltouverture et de la fermeture respectivement; (b) à l'instant de l'ouverture, il se produit un collage hydraulique ou pneumatique entre le clapet ou la soupape et son siège. Pour réduire des effets néfastes dus aux bruits et vibrations, une solution a été proposé consistant à rendre rugueuse la surface de contact entre le clapet ou la soupape et son siège, par exemple par la technique de grenaillage à l'aide des microbilles projetées contre ladite surface. Cette solution ne procure néanmoins pas de résultats satisfaisants, car la surface rugueuse ainsi obtenue ne résiste pas longtemps à lteffet de matage du à 11 ouverture et la fermeture du clapet ou de la soupape. Le résultat bénéfique d'une surface grenaillee est dans ce cas là aléatoire et temporaire. La présente invention a pour objet de fournir une solution simple, efficace et durable pour remédier au problème de bruits et vibrations mentionnés ci-dessus. L'invention a également pour objet un siège rayé pour clapet ou soupape permettant d'équiper notamment des systèmes hydrauliques ou pneumatiques. Le siège de clapet ou de soupape hydraulique ou pneumatique, selon l'invention, comporte une pluralité de rayures le traversant et formant chemins de pénétration du fluide lorsque le clapet ou la soupape est à l'état fermé. La section de chacune desdites rayures doit être suffisamment faible pour ne permettre qu'un écoulement négligeable du fluide à travers le siège. De préférence, les rayures ont une longueur supérieure à la largeur radiale du siège. Elles peuvent présenter une allure tortueuse ou des noeuds pour ralentir l'écoulement du fluide, tels que des chicanes ou des croisements avec au moins une des autres rayures. Selon les caractéristiques physiques du fluide traversant le clapet ou la soupape, la profondeur des rayures peut être comprise entre 0,02 min à 0,2 mm. Grâce aux rayures du siège, le fluide peut s'infiltrer entre le clapet ou la soupape et son siège dès qu'il existe une différence de pression de part et d'autre du clapet ou de la soupape sans toutefois permettre un écoulement appréciable du fluide avant l'ouverture du clapet ou de la soupape. Cela a pour conséquence d'une part de diminuer l'effet du collage et d'autre part de réduire l'effet de changement brusque de la surface de contact sur laquelle s'exerce la pression du fluide. Il en résulte que les bruits et vibrations indésirables dans le fonctionnement du système hydraulique ou pneumatique sont ainsi diminués, voire supprimé. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation de l'invention pris à titre nullement limitatif et illustrés par des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un système hydraulique ou pneumatique équipé d'un siège selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure l; la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'une soupape pourvue d'un siège selon un second mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue partielle en coupe axiale d'un clapet flottant équipé d'un siège selon un troisième mode de réalisation de l'invention; et la figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le clapet 1 sous forme de disque coopère avec son siège 2 constitué par une surface annulaire horizontale à l'extrémité supérieure d'un corps cylindrique 3 formant piston à l'intérieur d'un tube 4. Le piston 3 est pourvu de plusieurs perforations axiales 5 disposées régulièrement autour d'un trou central de montage 6. Le clapet 1 présente également un trou central pour pouvoir être assemblé au piston 3 à l'aide d'un moyen d'assemblage 7, de façon à plaquer le clapet 1 contre son siège 2. Le tube 4 est rempli d'un fluide de part et d'autre du piston 3 et séparé par le clapet 1. Lorsque la pression dans le compartiment inférieur 8 du tube 4 est supérieur à la pression dans le compartiment supérieur 9 du tube 4, le fluide a tendance à soulever le clapet I de son siège 2 par l'intermédiaire des perforations axiales 5. Lorsque la différence de pression est suffisamment grande, la partie périphérique du clapet I subit une déformation élastique vers le haut, ce qui se traduit par l'ouverture du clapet 1. Une partie du fluide est transféré alors à travers l'ouverture du clapet 1 depuis le compartiment inférieur 8 jusqu'à dans le compartiment supérieur 9. Lorsque la différence de pression n'est plus suffisante pour maintenir l'ouverture du clapet l, le clapet revient à l'état de fermeture et est plaqué de nouveau contre le siège 2. Sur la figure 2, le siège 2 du clapet présente une pluralité de rayures courbées disposées de façon régulière. Il est important qu'une partie au moins de ces rayures traversent le siège de façon à pouvoir laisser pénétrer le fluide sans toutefois permettre un écoulement important du fluide à travers le siège-lorsque le clapet 1 est fermé. Les rayures peuvent être obtenues par des techniques classiques connues en soi, telles que la frappe par électro-érosion ou le moletage. Il en résulte que l'effet de collage du clapet 1 contre son siège 2 diminue considérablement puisque le fluide s'écoulant à travers les rayures exerce au préalable un effort sur le clapet 1 avant son ouverture. Sur la figure 3 est montrée une soupape 10 plaquée contre son siège il par l'intermédiaire d'une tige centrale 12 et un ressort de rappel 13. Comme pour le premier mode de réalisation, le siège il de la soupape 10 présente des rayures le traversant (figure 4). Des rayures dans cet exemple présentent des formes en zigzag régulièrement réparties sur le siège. Le mode de réalisation illustré par les figures 5 et 6 diffère du premier mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2 uniquement par le fait que le clapet 1 est ici flottant et incorporé dans u piston 3 d'un amortisseur hydraulique. Le siège 2 présente ici des rayures croisées disposées de façon régulière. Le clapet 1 est sous forme annulaire et peut être ouvert aussi bien vers le compartiment supérieur 9 que vers le compartiment inférieur 8 pour le transfert du fluide. Le principe de fonctionnement du clapet est similaire au premier mode de réalisation. D'autres formes de rayures peuvent être pratiquées sur le siège 2, 11, ce qui est important pour l'invention c'est qu'au moins une partie de ces rayures traverse le siège pour pouvoir laisser une très faible quantité de fluide traverser le siège lorsque le clapet l ou la soupape 10 est à l'état fermé. En outre, il faut que la quantité du fluide traversant le siège soit négligeable pour ne pas perturber le fonctionnement du clapet ou de la soupape. C'est pourquoi il faut que la section ou la profondeur des rayures traversantes soit assez faible. L'invention peut être appliquée à tout système hydraulique ou pneumatique et en particulier des dispositifs de suspension pour véhicule tel qu'un amortisseur. REVENDICATIONS l. Siège (2, 11) de clapet (1) ou de soupape 2. Siège de clapet ou de soupape selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins une partie des rayures présentent une longueur supérieure à la largeur radiale du siège (2, 11). 3. Siège de clapet ou de soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les rayures présentent des noeuds pour l'écoulement du fluide, tels que chicanes ou croisements avec des rayures voisines. 4. Siège de clapet ou de soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les rayures pressentent une profondeur comprise entre 0,02mm à 0,2mm. 5. Siège de clapet ou de soupape selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les rayures sont disposées de façon régulière sur le siège. 6. Siège de clapet ou de soupape selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les rayures présentent un dessin géométrique régulier. 7. Siège de clapet ou de soupape selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des rayures ne traversant pas le siège. 8. Système hydraulique ou pneumatique, tel que amortisseur pour véhicule, équipé d'un siège de clapet ou de soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes.