Brevet FR2761444A1 — publié le 19981002

CLAPET DE SURPRESSION La présente invention concerne un clapet de surpression pour limiter la pression dans des cavités, notamment dans des cavités de composants d'automobiles tels que des répartiteurs d'admission de moteurs à combustion interne, ledit clapet étant monté sur un siège défini par une paroi dudit composant. Certains composants d'automobiles sont soumis à de brusques variations de pression. Ainsi par exemple, les répartiteurs d'adiiiission des moteurs à combustion interne subissent de brusques augmentations de pression dues aux "retours de flamme". Ces composants doivent donc être particulièrement protégés contre réclatement dû à des surpressions. Or, à l'heure actuelle, les répartiteurs sont réalisés soit en alliages légers soit en matières plastiques. Lorsque le choix se porte sur les matières plastiques, on peut réaliser les composants en injecté-soudé, ce qui permet une diminution des coûts de fabrication et du poids des composants. Les répartiteurs ainsi réalisés peuvent présenter des plans de soudure gauches qui restent difficiles à souder. C'est pourquoi ils résistent mal aux surpressions auxquelles ils peuvent être soumis et ils risquent d'éclater par rupture des cordons de soudure. Pour remédier aux problèmes de surpressions, on utilise généralement un système de soupape de sécurité pour permettre révacuation de gaz sous pression avant que la pression interne dans la cavité ne dépasse les limites supportées par le composant. Ledit système de soupape de sécurité comprend traditionnellement trois pièces, à savoir un ressort, une soupape et un siège de soupape. Du fait du nombre de pièces, ce type de système est donc relativement complexe à monter et à entretenir et représente un coût de fabrication important. La présente invention a pour but de simplifier la solution existante mentionnée cidessus en proposant un clapet de surpression qui protège efficacement de l'éclatement des cavités soumises à des surpressions tout en étant bon marché. Dans ce but, rinvention concerne un clapet de surpression du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans une matière déformable, apte à se déformer sous l'effet d'une surpression de sorte que ledit clapet déformé se dégage de son siège et libère la surpression régnant dans la cavité. D'une manière particulièrement avantageuse, ledit clapet peut être réalisé en une seule pièce. De préférence, ladite matière déformable comprend un élastomère. Le clapet selon l'invention peut comprendre une tige, ladite tige étant agencée pour être insérée dans une ouverture du siège par l'intérieur du composant, et comportant des moyens de retenue dans cette ouverture. Lesdits moyens de retenue peuvent comporter un renflement de section supérieure à l'ouverture du siège, ledit renflement obturant ladite ouverture en absence de surpression, de sorte que la cavité est maintenue étanche. Le clapet peut comprendre en outre un chapeau relié à ladite tige, ledit chapeau présentant une surface plane prolongée par des rebords recourbés dont les bords sont en appui sur le siège, et lesdits rebords présentant au moins une encoche agencée pour créer un passage d'air entre les bords et le siège. D'une manière avantageuse, la tige comporte une zone disposée entre le renflement et le chapeau, la section de ladite zone étant inférieure à l'ouverture du siège pour permettre l'évacuation de la surpression régnant dans la cavité. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe selon la ligne I-I du clapet selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du clapet selon l'invention; et - les figures 3a à 3c représentent le clapet selon l'invention à différentes moments de fonctionnement. En référence aux figures, le clapet de surpression 1 selon l'invention comprend une tige 2 et un chapeau 3 perpendiculaire à la tige. La tige 2 comporte trois zones fonctionnelles distinctes, à savoir, de haut en bas, une partie allongée 4 de section circulaire qui se raccorde sur un renflement 5 prolongé par une zone 6 de section strictement circulaire venant faire la liaison entre le renflement 5 et le chapeau 3. La section de la partie allongée 4 de la tige 1 est inférieure aux dimensions d'une ouverture 7 prévue dans un siège 8 constitué par une paroi d'un composant (non représenté), tel qu'un répartiteur d'admission et dans lequel le clapet 1 est monté. Le renflement 5 a une section supérieure à rouverture 7 et la zone 6 a une section inférieure à l'ouverture 7. Le chapeau 3 se compose d'une surface plane 9 circulaire prolongée sur sa périphérie par un rebord recourbé 10 et dont le bord plan 11 est prévu pour venir en appui sur le siège 8 quand le clapet 1 est monté sur son siège 8. Comme le montre plus précisément la figure 2, quatre encoches 12 sont réparties à 90" sur le bord 11. La tige 2 et le chapeau 3 constituent une seule pièce, à savoir le clapet 1, et sont réalisés dans une matière déformable, telle qu'un élastomère. En référence plus particulièrement aux figures 3a à 3c, le fonctionnement du clapet selon l'invention est décrit ci-dessous. Le clapet lest monté sur son siège en insérant la partie allongée 4 de la tige 2 dans l'ouverture 7 par l'intérieur du composant comme le montre la figure 3a. La section de la partie allongée 4 étant inférieure à l'ouverture 7, l'insertion est très simple. Ensuite le renflement 5 est inséré en force dans l'ouverture 7 puisque sa section est supérieure à l'ouverture 7. Le renflement 5 constitue ainsi un moyen de retenue de la tige 2 sur le siège 8. Le clapet 1 est en place lorsque le bord 11 du chapeau 3 est en appui sur le siège 8, les encoches 12 créant régulièrement des passages d'air entre le bord 11 et le siège 8. Le clapet 1 étant réalisé dans une matière déformable, on constate après montage, comme le montre la figure 3b, que le chapeau 3 est légèrement déformé, cette déformation permettant d'exercer un effort axial sur la tige 2 qui est alors mise en tension au niveau de la zone 6. En absence de surpression, le renflement 5 obture entièrement l'ouverture 7 de sorte que la cavité 13 reste étanche, le contact entre le clapet 1 et son siège 8 étant maintenu. Tant que la cavité n'est pas sous pression, le clapet 1 reste fermé et l'air ne peut pas s'échapper. De même, aucun gaz extérieur ne peut entrer dans la cavité 13 lorsque le composant est soumis à des dépressions. A mesure que la pression dans la cavité 13 augmente, la déformation du chapeau 3 devient plus importante, comme le montre la figure 3c. Le renflement 5 de la tige 2 est alors d'autant plus forcé dans le siège 8 jusqu'à ce qu'il se dégage du siège 8, la zone 6 parvenant au niveau de rouverture 7. La zone 6 ayant une section inférieure à l'ouverture 7, l'air peut alors s'échapper en passant par les encoches 12 entre le chapeau 3 et le siège 8 et par l'espace formé entre le siège et la zone 6. La pression dans la cavité 13 ayant alors diminué, la déformation du chapeau 3 diminue et le renflement 5 reprend sa position dans l'ouverture 7. La cavité 13 est de nouveau étanche. ll est possible de régler la pression d'ouverture du clapet 1 en jouant notamment sur la raideur de la matière déformable et les cotes X et Y. Plus précisément, la raideur de la matière déformable utilisée, la cote X et la forme générale du chapeau 3 règlent la mise en tension de la tige 2. La cote Y définit la surface effective de travail de la pression qui règne dans la cavité 13. En augmentant Y, on augmente la surface de travail de la pression. Le clapet 1 s' ouvrira alors pour des pressions plus basses. La description ci-dessus montre clairement que les buts de la présente invention sont atteints. En effet, le clapet 1 selon l'invention est réalisé en une seule pièce. ll est donc très simple à fabriquer et à monter et peu onéreux. n remplace donc avantageusement les soupapes de décharge classiques. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Notamment, il est possible de prévoir d'autres formes pour le chapeau. Le clapet est particulièrement adapté aux répartiteurs d'admission pour les protéger contre l'éclatement mais il est bien évident qu'il peut être monté sur n'importe quelle partie des lignes d'admission d'air, telles que les conduits d'admission d'air, les boîtiers du filtre à air ou les résonateurs. Plus généralement, le clapet selon l'invention peut s'appliquer à toute cavité soumise à des surpressions. Revendications 1. Clapet de surpression (1) pour limiter la pression dans des cavités (13), notamment dans des cavités de composants d'automobiles tels que des répartiteurs d'admission de moteurs à combustion interne, ledit clapet (1) étant monté sur un siège (8) défini par une paroi dudit composant, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans une matière déformable, apte à se déformer sous l'effet d'une surpression de sorte que ledit clapet (1) déformé se dégage de son siège et libère la surpression régnant dans la cavité (13). 2. Clapet (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit clapet est réalisé en une seule pièce dans ladite matière déformable. 3. Clapet (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite matière déformable comprend un élastomère. 4. Clapet (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une tige (2), ladite tige étant agencée pour être insérée dans une ouverture (7) du siège (8) par l'intérieur du composant, et comportant des moyens de retenue (5) dans cette ouverture (7). 5. Clapet (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comportent un renflement (5) de section supérieure à l'ouverture (7) du siège (8), ledit renflement (5) obturant ladite ouverture (7) en absence de surpression, de sorte que la cavité (13) est maintenue étanche. 6. Clapet (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un chapeau (3) relié à ladite tige (2), ledit chapeau présentant une surface plane (9) prolongée par des rebords recourbés (10) dont les bords (11) sont en appui sur le siège (8), et en ce que lesdits rebords (10) présentent au moins une encoche (12) agencée pour créer un passage d'air entre les bords (11) et le siège (8). 7. Clapet (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tige (2) comporte une zone (6) disposée entre le renflement (5) et le chapeau (3), la section de ladite zone (6) étant inférieure à l'ouverture (7) du siège (8) pour permettre l'évacuation de la surpression régnant dans la cavité (13).