Brevet FR2730293A1 — publié le 19960809

" Clapet antiretour chargé par un ressort, comportant un organe d'obturation poussé par un élément à ressort contre un siège de clapet dans un corps de clapet " Etat de la technique L'invention concerne un clapet antiretour char- gé par un ressort, comportant un organe d'obturation poussé par un élément à ressort contre un siège de clapet dans un corps de clapet. Un tel clapet antiretour constitue la soupape O10 d'entrée d'un piston de refoulement d'une pompe à piston. Selon le document US-A 5 009 581, on connaît un tel clapet antiretour dont l'organe d'obturation en forme de bille est poussé par un ressort hélicoidal constituant l'élément élastique, contre un siège de soupape. L'inconvé- nient du clapet antiretour connu est de nécessiter le mon- tage de l'organe d'obturation et de l'élément à ressort. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un clapet antire- tour correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend un support de ressort prévu dans le corps de clapet et contre lequel s'appuie l'élément à ressort, tandis que l'organe d'obturation comporte des parties en contre-dépouille derrière lesquelles viennent prendre les surfaces d'appui du support de ressort. Le clapet antiretour selon l'invention a l'avantage que son organe d'obturation puisse être relié par des parties en contre- dépouille aux surfaces d'appui d'un support de ressort pour être solidaire de celui-ci. Il en résulte un ensemble compact comprenant l'organe d'obtu- ration formant soupape, l'élément à ressort et le support de ressort; cet ensemble est facile à manipuler et se monte simplement dans le boîtier du clapet. La position de montage correcte de l'organe d'obturation, de l'élément à ressort et du support de ressort dans le boîtier se con- trôle facilement à la vue. En outre, le clapet antiretour selon l'invention offre une section de passage importante et ne présente qu'un encombrement très réduit ce qui permet de le loger sans difficulté dans un piston de transfert. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - l'organe d'obturation comporte des surfaces de limitation de course qui, lorsque le clapet antiretour est complète- ment ouvert, butent contre des surfaces opposées du sup- port de ressort; - le support de ressort comporte un segment de fixation élastique dans la direction radiale, qui s'accroche dans une rainure intérieure du corps de clapet; - le support de ressort est une pièce en tôle estampée et pliée; - le support de ressort est une pièce en fil pliée; - l'élément à ressort est un ressort plat mis en forme; - le ressort plat est plié en zigzag ou en méandre; - le support de ressort est relié à l'élément de ressort en formant un ensemble avec l'organe d'obturation; - le ressort plat, mis en forme comporte un oeillet qui en- toure le segment de liaison du support de ressort, en étant prévu radialement à l'extérieur d'une ligne d'ac- tion de la force de ressort, et le ressort de forme plate s'appuie en un point du support de ressort qui est opposé au point de liaison par rapport à la ligne d'action de la force de ressort; - le ressort plat mis en forme se trouve dans une contre- dépouille et, le cas échéant, dans la rainure transver- sale ayant une surface de limitation de course, rainure transversale qui reçoit l'organe d'obturation; - le corps du clapet est le piston de refoulement d'une pompe à piston. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un clapet anti- retour selon l'invention servant de soupape d'entrée d'un piston de transfert d'une pompe à piston, - la figure 2 est un détail tourné de 90 par rapport à la figure 1, montrant l'ensemble formé par l'organe d'obtu- ration de soupape du clapet antiretour de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus d'un support de ressort selon les figures 1 et 2, - la figure 4 est une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une coupe axiale, tournée de 90 par rap- port à la figure 4, de l'ensemble de l'organe d'obtura- tion du clapet antiretour de la figure 4, et - la figure 6 montre un support de ressort correspondant au mode de réalisation d'un clapet antiretour de l'invention selon les figures 4 et 5. Description du premier exemple de réalisation A la figure 1, la référence 10 désigne globale- ment une pompe à piston destinée à être montée dans un bloc hydraulique. La pompe à piston 10 comprend un piston de re- foulement 12 logé dans l'alésage 14 d'un cylindre 16 en y étant entraîné pour y exécuter une course alternative. Pour son entraînement, le piston de refoulement 12 comporte une tête 18 en saillie du cylindre 16. Le moyen d'entraînement lui-même n'est pas représenté. Le cylindre 16 est muni d'un perçage d'admis- sion 20 traversant l'alésage 14 du cylindre. Le perçage d'admission 20 communique par une rainure périphérique 22 réalisée dans la périphérie extérieure du piston de trans- fert 12 et par un perçage transversal 24 prévu dans le fond de la rainure du piston de transfert 12, avec un perçage borgne 26 axial réalisé dans le piston de transfert 12. La rainure 22 est suffisamment large pour que le perçage d'ad- mission 20 du cylindre 16 communique avec le perçage borgne 26 quelle que soit la position du piston de transfert 12. Le piston de transfert 12 est en forme de corps de clapet antiretour selon l'invention. Le perçage borgne 26 du piston de transfert 12 est étagé en diminuant à par- tir de son côté d'embouchure, pour former un épaulement an- nulaire 28 formant une surface de siège conique 30. A proximité de son embouchure, le perçage bor- gne 26 comporte une rainure périphérique 32 taillée dans le piston de transfert 12 pour recevoir un support de ressort 34. Le support de ressort 34 montré en vue de dessus à la figure 3, est une pièce en tôle matricée et cintrée. Il comporte, à un endroit de sa périphérie, un anneau élasti- que ouvert 36. Lors du montage dans le piston de transfert 12 cet anneau est comprimé par le congé 38 prévu à l'embou- chure du trou borgne 26, en étant comprimé élastiquement dans la direction radiale; il reprend sa forme lorsqu'il s'accroche dans la rainure 32 du perçage borgne 26, en fixant ainsi le support de ressort 34 dans le piston de transfert 12. Une branche de fixation 40 radialement en saillie vers l'intérieur, dépassant du milieu, fait corps avec la bague élastique 36. Cette branche est recourbée vers l'intérieur du perçage borgne 26, deux fois à l'équerre, en forme étagée; ainsi la zone médiane 42 de la branche de fixation 40 est parallèle à un plan passant par la bague élastique 36, en étant décalée vers l'intérieur du perçage borgne 26 dans le piston de transfert 12. La zone médiane 42 reçoit un ressort-lame 44 replié trois fois en forme de zigzag; ces deux pièces sont liées par une soudure ponctuelle 46. A la place de la sou- dure on pourrait également fixer le ressort-lame 44 par exemple par collage, rivetage, vissage, ou par une liaison à patte dans la zone médiane 42 du support de ressort 34. Le ressort-lame 44 vient prendre par son extré- mité libre 48, en arc de cercle, dans une cavité 50 à cour- bure concave prévue sur l'organe d'obturation 52, en poussant la surface d'étanchéité 54 de celui-ci contre la surface de siège de soupape 30 du piston de transfert 12. L'extrémité courbe 48 du ressort-lame 44 et la cavité 50 de l'organe d'obturation de soupape 52, se trouvent sur l'axe médian du piston de transfert 12 dans la direction de laquelle passe également la ligne d'action de la force de ressort; ainsi le ressort-lame 44 agit au centre de l'or- gane d'obturation de soupape 52 et n'induit aucun couple de basculement. L'organe d'obturation de soupape 52 représenté à la figure 2, tourné d'environ 90 par rapport à la figure 1, est une pièce injectée, symétrique en rotation. Cette pièce est injectée en matière plastique. Sa surface d'obtu- ration de soupape 54 tournée vers l'intérieur du perçage borgne 26 est en forme de calotte sphérique. L'organe d'ob- turation de soupape 52 se poursuit, en direction de l'em- bouchure du perçage borgne 26, par une partie cylindrique; cette partie cylindrique est subdivisée en deux branches 58 par une rainure transversale 56 sur la face frontale de l'organe d'obturation 52, opposée à la surface d'étanchéité 54; la rainure transversale 56 loge le ressort-lame 44 ainsi que la zone médiane 42 de la branche de fixation 40 du support de ressort 34. La cavité bombée 50 du corps d'obturation de soupape 52 comporte, pour recevoir l'extrémité courbe 48 du ressort-lame 44, une rainure transversale 56 dans le fond 60. La distance entre la cavité 50 et la surface d'étan- chéité 54 de l'organe d'obturation 52 est inférieure au rayon de la surface d'étanchéité 54 si bien que le ressort- lame 44 exerce sur l'organe d'obturation 52, un couple qui aligne l'organe d'obturation 52 dans la direction de l'axe. La rainure transversale 56 de l'organe d'obtu- ration 52 s'élargit vers son extrémité ouverte pour former des surfaces de limitation de course 62, puis se rétrécit de nouveau à une certaine distance des surfaces de limita- tion de course 62 en formant des parties en contre- dépouille 64. Les surfaces de limitation de course 62 et les parties en contre-dépouille 64 coopèrent dans la zone médiane 42 du support de ressort 34 de la manière sui- vante: cette zone médiane 42 est plus large que la branche de fixation 40 reliée en une seule pièce à la bague élasti- que 36 du support de ressort 34. La zone médiane 42 est ainsi en saillie latéralement par rapport à la branche de fixation 42 et forme de cette manière des surfaces d'appui inférieures et supérieures 66, 68. Les parties en contre- dépouille 64 de l'organe d'obturation 52 viennent prendre derrière les surfaces d'appui inférieures 66 et maintien- nent ainsi l'organe d'obturation 52 relié au support de ressort 34 aussi longtemps qu'il n'est pas encore placé dans le perçage borgne 26 du piston de refoulement 12. Le ressort-lame 44 est ainsi en précontrainte. Lorsque le sup- port de ressort 34 est placé dans la rainure 52, les surfa- ces d'appui inférieures 66 du support de ressort 34 sont soulevées par les parties en contre-dépouille 64 de l'or- gane d'obturation 52 (figure 1) et le ressort-lame 44 est précontraint plus fortement. Toute la course d'ouverture de l'organe d'obturation de soupape 52 est délimitée par ces surfaces de limitation de course 62 butant contre les sur- faces de butée supérieures 68 du support de ressort 34 lorsque le clapet antiretour selon l'invention est complè- tement ouvert. Pour relier l'organe d'obturation 52 au support de ressort 34, on glisse ce dernier avec le ressort-lame 44, par le côté, dans la rainure transversale 56 de l'or- gane d'obturation 52; le ressort-lame 44 est alors compri- mé et son extrémité libre de forme courbe 48 est placée dans la cavité bombée 50 de l'organe d'obturation 52. L'or- gane d'obturation 52, le ressort-lame 44 et le support de ressort 34 forment un ensemble facile à manipuler pour être placé dans le boîtier de clapet formé par le piston de transfert 12. Comme soupape d'échappement, ce piston 10 com- porte une soupape à bille chargée par ressort: une bille formant l'organe d'obturation est poussée par un ressort hélicoïdal de compression 72 contre un siège de soupape 74. Le siège de soupape 74 se trouve contre un organe annulaire 76 fixé dans un prolongement de l'alésage 14 en étant fixé par matage; il maintient en place la bille 70 et le res- sort hélicoïdal de compression 72. La sortie est constituée par un perçage de sortie radial 78 réalisé dans le cylindre 16. Description du second exemple de réalisation Les figures 4 à 6 montrent un second mode de réalisation d'un clapet antiretour selon l'invention; les coupes et vues des figures 4 à 6 correspondent à celles des figures 1 à 3. Par rapport au premier exemple de réalisa- tion de l'invention, on a modifié le ressort-lame 80 ainsi que le support de ressort 82, les surfaces de limitation de course 84 et les parties en contre-dépouille 86 de l'organe d'obturation 52, pour les adapter au support de ressort 82 modifié. Il est prévu en outre une rainure 86 dans le per- çage borgne 26 du piston de transfert 12; cette rainure a une section semi-circulaire alors que la section de la rai- nure correspondante 32 du piston de transfert 12 du premier exemple de réalisation de l'invention est rectangulaire. Pour le reste, le clapet antiretour selon l'invention du second mode de réalisation, est identique au premier mode de réalisation et, pour cela, on se reportera à la descrip- tion du premier exemple de réalisation. Le support de ressort 82 du second mode de réa- lisation de l'invention est une pièce en fil cintrée. Sa bague élastique 90 se compose de deux segments de fil en arc de cercle dont chacun est légèrement plus court qu'un demi-cercle de façon que l'anneau élastique 90 soit ouvert à un endroit de sa périphérie (figure 6). En regard du point ouvert, le fil du support de ressort 82 est recourbé radialement vers l'intérieur puis radialement à l'intérieur du perçage borgne 26. Puis le fil du support de ressort 82 est plié suivant un rectangle 92 situé dans un plan paral- lèle à un plan passant par la bague élastique 90 et à dis- tance de celui-ci. Le rectangle 92 remplace la zone médiane 42 du support de ressort 34 du premier mode de réalisation de l'invention. Le rectangle 92 vient prendre dans le seg- ment élargi de la rainure 56 de l'organe d'obturation 52; il relie le support de ressort 82 par les contre-dépouilles latérales 86 de l'organe d'obturation 52 en étant relié avec celui-ci, et limite la course du clapet par les surfa- ces de limitation de course 84 de l'organe d'obturation 52 comme cela a été décrit pour le premier mode de réalisation de l'invention (figure 5). Pour relier le ressort-lame 80 au support de ressort 82, le ressort-lame 80 en forme de zigzag présente, au niveau de son pliage le plus proche du support de res- sort 82, un oeillet 94 dont le degré d'ouverture est infé- rieur au diamètre du fil constituant le support de ressort 82. Le ressort-lame 80 s'engage par cet oeillet 94 sur le petit côté 96 du rectangle 92 du support de ressort 82. En reliant le ressort-lame 80 au support de ressort 82, l'oeillet 94 s'encliquette, du fait de l'élasticité du res- sort-lame 80, sur le support de ressort 82 et l'oeillet 94 entoure le petit côté 96 du rectangle 92 du support de res- sort 82. L'extrémité libre 98 du ressort-lame 80 vers laquelle celui- ci se prolonge par son oeillet 94, s'appuie sur un petit côté opposé 100 du rectangle 92 du support de ressort 82. La réalisation du support de ressort 82 sous la forme d'une pièce en fil pliée évite les déchets de fabri- cation comme cela est le cas pour une pièce en tôle estam- pée. De plus, ce mode de réalisation de l'invention offre l'avantage de permettre de contrôler facilement de manière optique la liaison encliquetée du ressort-lame 80 avec le support de ressort 82, pour avoir un contrôle plus fiable qu'avec par exemple une liaison soudée ou collée. En outre la réalisation est plus simple. R E V E N D I C A T IONS 1) Clapet antiretour chargé par un ressort, comportant un organe d'obturation poussé par un élément à ressort contre un siège de clapet dans un corps de clapet, caractérisé en ce qu'il comprend un support de ressort (34, 82) prévu dans le corps de clapet (12) et contre lequel s'appuie l'élément à ressort (44, 80), tandis que l'organe d'obturation (52) comporte des parties en contre-dépouille (64, 86) derrière lesquelles viennent prendre les surfaces d'appui (66) du support de ressort (34, 82). 2) Clapet antiretour selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'obturation (52) comporte des surfaces de limitation de course (62, 84) qui, lorsque le clapet antiretour est complètement ouvert, butent contre des surfaces opposées (68) du support de ressort (34, 82). 3) Clapet antiretour selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support de ressort (34, 82) comporte un segment de fixation (36, 90) élastique dans la direction radiale, qui s'accroche dans une rainure inté- rieure (32, 88) du corps de clapet (12). 4) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support de ressort (32) est une pièce en tôle estampée et pliée. ) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support de ressort (82) est une pièce en fil pliée. 6) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément à ressort (44, 80) est un ressort plat mis en forme. 7) Clapet antiretour selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort plat (44, 80) est plié en zigzag ou en méandre. 8) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sup- port de ressort (34, 82) est relié à l'élément de ressort il (44, 80) en formant un ensemble avec l'organe d'obturation (52). 9) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ressort plat, mis en forme (80) comporte un oeillet (94) qui en- toure le segment de liaison (96) du support de ressort (82), en étant prévu radialement à l'extérieur d'une ligne d'action de la force de ressort, et le ressort de forme plate (80) s'appuie en un point (100) du support de ressort (82) qui est opposé au point de liaison (96) par rapport à la ligne d'action de la force de ressort. ) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le ressort plat mis en forme (44, 80) se trouve dans une contre- dépouille (64, 86) et, le cas échéant, dans la rainure transversale (50) ayant une surface de limitation de course (62, 84), rainure transversale qui reçoit l'organe d'obtu- ration (52). 11) Clapet antiretour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps du clapet est le piston de refoulement (12) d'une pompe à piston (10).