Brevet FR2737273A1 — publié le 19970131

L'invention se rapporte à une soupape d'arrêt destinée à un ressort pneumatique de véhicule, une dénommée soupape de retenue de pression résiduelle. Une telle soupape de retenue de pression résiduelle a pour but d'exclure toujours que le ressort pneumatique se déroule ou s'enroule sans être sous pression. Il s'agit en particulier d'éviter que pendant une longue immobilisation, le ressort pneumatique préalablement monté roule sur le piston sans être sous pression. DE-OS 31 03 952 décrit un dispositif de remplissage d'amortisseurs de vibrations par du gaz comprimé. Il est proposé dans ce document qu'un orifice de remplissage loge en formant un espace annulaire un corps de soupape mobile axialement, qui prend appui par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité mis sous précontrainte par un cône contre la surface intérieure d'un tube d'enveloppe et qui porte une bague élastique fendue d'arrêt à l'extrémité qui déborde de ce dernier. Cette soupape permet certes un remplissage à posteriori si l'amortisseur de vibrations devait avoir perdu du gaz comprimé d'une manière quelconque. L'encastrement de la soupape entre un joint torique et une rondelle d'arrêt n'est toutefois pas réalisé de manière qu'il semble possible d'effectuer un remplissage fréquent à l'aide de ce dispositif. La demande de brevet européen EP 0 474 171 A1 décrit une soupape d'arrêt destinée à séparer deux chambres sous pression d'un ressort pneumatique à plusieurs étages. Cette soupape comprend en particulier une tête, un cylindre logeant un piston, une tige de piston et un ressort de compression et elle fonctionne de manière qu'elle se ferme sous une pression prescrite, supérieure à celle de l'atmosphère et qu'elle s'ouvre lorsque cette pression n'est pas atteinte ou aussi lors de l'utilisation d'une pression de commande. En raison même de cette fonction double, cette soupape est relativement coûteuse et compliquée. 21 2737273 La présente invention a pour objet la réalisation d'une soupape de retenue d'une pression résiduelle qui évite les insuffisances et inconvénients mentionnés et fait en sorte que la pression régnant dans le ressort pneumatique ne tombe pas sous une certaine valeur minimale même après retrait du conduit d'alimentation (5.104 Pa sont nécessaires pour la formation d'un repli de roulement) et de plus dont la structure et la fabrication sont simples et qui néanmoins garantit que les pannes sont évitées avec une grande fiabilité. Selon une particularité essentielle de la soupape selon l'invention, elle comprend un corps, une cage et un diaphragme élastique. le corps comprend une protubérance effilée annulaire concentrique (une arête annulaire d'étanchéité) ainsi qu'un trou se trouvant à l'extérieur de la protubérance effilée annulaire, la cage comprend une cavité annulaire qui est en correspondance avec la protubérance effilée annulaire, le diaphragme comporte un trou central qui est relié par un canal se trouvant dans la cage à un raccord d'arrivée d'air et le bord du diaphragme élastique est encastré entre des profilages du corps et de la cage de la soupape. La soupape d'arrêt selon l'invention représente une construction très simple en deux parties (par exemple sous forme d'une pièce de matière plastique à emboîtement élastique ou en métal et scellée par pressage) et elle est donc considérablement meilleur marché que les solutions comparables. La soupape peut s'utiliser en obturateur de l'amortisseur à ressort pneumatique. Sa circonférence peut alors être filetée. La soupape d'arrêt est utilisable avantageusement pour tous les types de ressorts pneumatiques dans lesquels une pression interne ne doit pas tomber sous un niveau déterminé. La soupape de retenue garantit qu'il existe toujours une pression définie de maintien. Il est ainsi certain que le repli de roulement du ressort pneumatique ne 3' 2737273 peut pas s'affaisser en se détériorant lorsqu'il fait ressort sans être sous pression. Le diaphragme est davantage soumis à des efforts de flexion ou davantage à des efforts radiaux de traction selon le réglage en hauteur de la protubérance effilée annulaire et selon la séquence de montage (la mise en place en premier du diaphragme et ensuite celle de la protubérance effilée annulaire ou inversement). La caractéristique de la fonction de manoeuvre et la tenue au vieillissement du mode de réalisation en dépendent. Un ressort de compression disposé dans la cage de la soupape sur le côté opposé à celui de la protubérance effilée annulaire pour serrer le diaphragme contre cette dernière améliore les caractéristiques de vieillissement si l'élastomère présente un reste de déformation par compression qui est trop grand. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard du dessin annexé dont la figure unique est une coupe axiale d'une soupape d'arrêt selon l'invention. Le dessin représente une soupape d'arrêt 4 montée sur un couvercle 2 de ressort pneumatique. Cette soupape 4 se compose essentiellement d'une cage 6, d'un corps 8 et d'un diaphragme 10 encastré entre ces derniers, une rondelle d'arrêt 12 retenant le corps 8 à sa position. La cage 6 est fixée par vissage dans le couvercle 2 du ressort pneumatique. Un joint torique 14 placé entre ce couvercle 2 et la cage 6 assure l'étanchéité nécessaire. Le couvercle 2 du ressort sert également de pièce de fixation d'une tige 16 de piston d'absorption des chocs. Le corps 8 ainsi que la cage 6 comportent à proximité du bord extérieur du diaphragme 10 des profilages 18, 20 destinés à bloquer celui-ci en position fixe et à assurer son étanchéité à l'air lorsqu'il est encastré entre eux. Le diaphragme 10 est une membrane de caoutchouc plane relativement résistante à la flexion, de préférence découpée à l'emportepièce. qui comporte un trou central 22 et qui est tendue sur une protubérance effilée annulaire 24. Le trou central 22 du diaphragme 10 communique par un canal 26 avec un raccord extérieur 28 d'arrivée d'air. Le corps 8 de la soupape a une surface pratiquement plane sur laquelle se trouve la protubérance annulaire effilée concentrique 24 qui a la fonction d'une arête d'étanchéité. La surface plane située à l'intérieur de la protubérance annulaire 24 peut se trouver plus bas, à la même hauteur ou plus haut que la surface plane qui est située à l'extérieur de cette protubérance 24. En variante de réalisation, cette protubérance annulaire effilée 24 peut se monter à posteriori dans le corps 8 et/ou peut être réglable en hauteur. Le corps 10 comporte un trou 30 entre la protubérance annulaire 24 et le bord extérieur profilé. La cage 6 comporte, sur le côté qui est à l'opposé de l'arête d'étanchéité 24, une cavité annulaire 32 de logement du diaphragme 10 que cette arête 24 a déformé. Si le diaphragme 10 en élastomère présente un reste trop grand de déformation par compression. un ressort de compression (ressort hélicoïdal) 34 peut être installé dans la cage 6 pour repousser le diaphragme 10 contre l'arête 24. Si une pression supérieure à celle de l'atmosphère et envoyée au raccord 28 dépasse un certain niveau minimal, le diaphragme 28 s'écarte de la protubérance effilée annulaire 24 et permet à l'air de s'écouler librement de la région située à l'intérieur de cette dernière vers la région située à l'extérieur d'elle et de là par le trou 30 dans le volume interne du ressort pneumatique. La position radiale de l'arête annulaire d'étanchéité 24 influe sur la caractéristique de la fonction de manoeuvre de la soupape 4: si elle se trouve très à l'extérieur, la force agissant sur le diaphragme (la membrane de la soupape) 10 à l'extérieur de cette arête 24 influe beaucoup moins sur la course de la membrane que la force agissant à l'intérieur. La pression régnant à l'extérieur de l'arête 24 correspond à la pression interne du ressort pneumatique qui est dans la plage de celle du conduit d'arrivée 26 si la soupape 4 est fermée. s S'il se produit une rupture du conduit d'arrivée 26, la soupape 4 se ferme encore avant que la pression régnant dans le ressort pneumatique aie atteint celle à laquelle ce conduit parvient (à condition que l'intervalle séparant le diaphragme 10 et l'arête d'étanchéité 24 produise un étranglement suffisant). Ainsi. une marche exceptionnelle en cas d'urgence peut être garantie. Par contre, en cas de soutirage plus lent d'air, la pression du ressort pneumatique a le temps de s'adapter à celle du conduit d'arrivée et donc elle peut descendre sous ce niveau de marche en cas d'urgence. Ainsi, aussi bien une fonction de marche exceptionnelle en cas d'urgence qu'un abaissement du véhicule non chargé malgré la poussée ascensionnelle aux vitesses élevées (sur autoroutes) sont rendues possibles. 6 2737273 REVENDICATIONS 1. Soupape d'arrêt (4) destinée à un ressort pneumatique de véhicule, dénommée soupape de retenue d'une pression résiduelle, se composant d'un corps (8), d'une cage (6) et d'un diaphragme élastique (10), le corps (8) comprenant une protubérance annulaire effilée concentrique (arête annulaire d'étanchéité)(24) et un trou (30) se trouvant à l'extérieur de celle-ci (24), la cage (6) comprenant une cavité annulaire (32) qui est en [o correspondance avec la protubérance effilée annulaire (24), le diaphragme (10) comportant un trou central (22) qui est relié à un raccord (28) d'arrivée d'air par un canal (26) se trouvant dans la cage (6), le bord du diaphragme élastique (10) étant encastré entre des profilages (18, 20) du corps (8) et de la cage (6) de la soupape. 2. Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diaphragme (10) est sous précontrainte en direction radiale. 3. Soupape d'arrêt selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2. caractérisée en ce que le diaphragme (10) est en élastomère et découpé à l'emporte-pièce. 4. Soupape d'arrêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la hauteur de la protubérance annulaire effilée (24) est réglable. 5. Soupape d'arrêt selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface du corps (8) qui est située à l'extérieur de la protubérance annulaire effilée (24) est à un niveau différent de celui de la surface intérieure. 6. Soupape d'arrêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un ressort de compression (ressort hélicoidal)(34) est disposé dans la cage (6) sur le côté opposé à celui de la protubérance annulaire effilée (24) afin de repousser le diaphragme (10) contre cette dernière (24),