Brevet FR2866386A1 — publié le 20050819

La présente invention a pour objet un dispositif de soupape destiné à l'obturation d'un circuit de fluide. La présente invention a également pour objet un gicleur pour le refroidissement des pistons pour moteur à combustion 5 interne. De manière générale une soupape telle que précitée comporte un clapet consistant en un piston ou en une bille, ainsi qu'un ressort destiné à repousser ledit clapet contre un siège. L'ouverture de la soupape est obtenue par la séparation du clapet et du siège, ce qui dans certaines applications est réalisé par une montée de la pression du fluide, à une valeur supérieure à celle de la résistance du ressort. De telles soupapes sont notamment utilisées dans des gicleurs pour le refroidissement des pistons pour moteur à combustion interne. Ces gicleurs sont destinés à projeter contre les pistons, du côté opposé à la chambre de combustion, des jets d'un fluide de refroidissement tel que de l'huile. Ces gicleurs se composent généralement d'un corps fixé sur le carter du cylindre, connecté à une circulation de fluide de refroidissement, et auquel est raccordé un conduit d'injection dirigé vers le piston, ledit corps renfermant une soupape apte à s'ouvrir sous une certaine pression dudit liquide de refroidissement. De tels gicleurs, comprenant une soupape à bille ou à piston, sont décrits dans les documents EP 0.346.264 et EP 0.785.344. Ces gicleurs présentent tous le même inconvénient de fiabilité dans le temps de la soupape, qui peut être préjudiciable au moteur. La présente invention a pour but de proposer un dispositif de soupape qui présente de nombreux avantages par rapport aux dispositifs de soupape existants, et notamment lorsqu'il est utilisé pour un gicleur pour le refroidissement des pistons pour moteur à combustion interne. Le dispositif de soupape selon l'invention est du type destiné à coopérer avec un siège de forme annulaire qui équipe un canal d'écoulement d'un fluide pratiqué dans un corps, et il se caractérise en ce qu'il consiste en une pièce présentant d'un côté une partie en forme de dôme destinée à constituer clapet en étant apte à porter sur ledit siège, et du côté opposé, une partie déformable élastiquement, configurée pour pouvoir prendre appui sur un élément dudit corps. Selon une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, il est constitué d'une lame analogue mise en forme par emboutissage ou moulage. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif selon l'invention, la partie déformable élastiquement présente au niveau de son pourtour au moins une découpe apte à permettre sa déformation sous l'effet d'une pression exercée sur la partie en forme de dôme. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif selon l'invention, la partie déformable élastiquement présente plusieurs pattes provenant du découpage du pourtour de la lame ou analogue. Selon un autre mode de réalisation particulier du dispositif de soupape selon l'invention, il est réalisé en des matériaux différents, la partie déformable élastiquement étant faite d'un matériau susceptible de se déformer sous l'effet d'un changement de température. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de soupape selon l'invention, il comporte un moyen qui lui est propre ou qui fait partie du corps qu'il équipe, apte à contenir la déformation et à permettre d'empêcher le retournement de la lame par effet de parapluie. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif de soupape selon l'invention, l'élément du corps sur lequel la lame prend appui, comporte un ergot saillant au droit de la partie en forme de dôme, en sorte de constituer une butée à cette dernière. Les avantages et les caractéristiques du dispositif selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : - les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques en coupe d'un dispositif d'obturation équipé d'un dispositif de soupape selon l'invention, dans deux configurations différentes d'utilisation. - la figure 3 représente une vue en plan d'un dispositif de soupape selon l'invention. - la figure 4 représente une vue en coupe transversale du même dispositif de soupape. - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'un gicleur pour le refroidissement des pistons pour moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de soupape selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, on peut voir un dispositif 1 d'obturation du passage d'un fluide. Ce dispositif 1 comporte un corps 1 dans lequel est réalisé un canal 10 de section ronde débouchant dans une cavité 11 qui communique avec un canal 12. Le canal 10 est destiné à être connecté à un circuit d'amenée d'un fluide, tandis que le canal 12 est destiné à la distribution sous condition de ce fluide. L'extrémité 13 du canal 10, du côté de la cavité 11, constitue le siège annulaire d'une soupape 2 selon l'invention, qui est disposée dans la cavité 11. Une telle soupape 2 est représentée sur les figures 3 et 4, sur lesquelles on peut voir qu'elle consiste en une lame 20, en métal de qualité ressort par exemple, mise en forme pour présenter la forme d'un dôme, à savoir d'un côté une partie bombée 21 destinée à venir au contact du siège 13, et de l'autre une partie élastiquement déformable 22, qui en l'occurrence est constituée de pattes 23, quatre dans le mode de réalisation représenté, issues du découpage de la lame 20. Les dimensions de la soupape 2 et de la cavité 11 sont telles qu'au repos la soupape 2 soit précontrainte, c'est-à-dire que la partie élastiquement déformable 22, qui repose sur le fond 14 de la cavité 11, repousse la partie bombée 21 qui forme clapet, contre le siège 13, comme cela apparaît sur la figure 1, afin d'obturer le passage entre le canal 10 et le canal 12. 2866386 4 Comme on peut le voir sur la figure 2, sous l'effet de la montée de la pression P dans le canal 10 au-delà d'un certain seuil, la partie déformable élastiquement 22 de la soupape 2, se déforme et la partie bombée 21 se désengage du siège 13, permettant le passage du fluide du canal 10 dans le canal 12. Lorsque la pression diminue et passe sous le seuil précité, la partie élastiquement déformable 22 reprend sa forme initiale et la partie bombée 21 vient porter sur le siège 13 et ferme le passage entre les deux canaux 10 et 12. On notera la présence sur le fond 14 de la cavité 11, un ergot 15 faisant saillie de ce fond 14 dans l'axe du canal 10, et qui constitue une butée limitant l'écrasement de la soupape 2 sous la pression P, évitant ainsi l'effet de parapluie, c'est-à-dire le retournement de la soupape 2. Il peut également être prévu que la soupape comporte son propre moyen anti-retournement, tel qu'une fossette par exemple. Par le choix des caractéristiques dimensionnelles et structurelles de la lame 20, ainsi que de la qualité du matériau employé, on peut définir le seuil d'ouverture de la soupape 2. La partie déformable élastiquement peut prendre d'autres formes. On peut ainsi imaginer une soupape présentant la forme d'une calotte, dont le pourtour est découpé de fentes radiales permettant l'évasement d'une zone périphérique sous l'action d'une pression. On remarquera qu'une telle configuration permet d'envisager, en jouant sur une répartition non uniforme des découpes, une soupape dont la partie déformable élastiquement est asymétrique, autorisant ainsi une ouverture asymétrique afin de favoriser une orientation préférée du flux de fluide. On notera également que selon une variante, la soupape peut être faite d'au moins deux matériaux distincts présentant chacun des réactions différentes à une variation de la température. Ainsi, plus particulièrement, pour une telle soupape, le matériau dont est faite la partie déformable est susceptible de se déformer à une température inférieure que celle à laquelle pourrait se déformer le reste de la soupape. Dans ce cas, et en faisant référence aux figures 1 et 2, le passage du fluide du canal 10 dans le canal 12 n'est plus conditionné par la pression mais par la température, ce qui peut être très avantageux dans le cas d'utilisation de la soupape dans un système de refroidissement. On notera au vu de ce qui précède que, si les soupapes 2 sensibles à la pression sont limitées à un sens de circulation du fluide, c'est-à-dire que la partie bombée est obligatoirement orientée vers l'amont dans le sens de l'écoulement, il peut ne pas en être de même pour les soupapes sensibles à une variation de température. En référence maintenant à la figure 5, on peut voir un gicleur 3 pour le refroidissement des pistons pour moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de soupape 2 selon l'invention. Le gicleur 3 comprend d'une part un corps 30 percé d'un canal axial borgne 31 auquel est raccordé un conduit d'injection 32 destiné à être dirigé vers un piston, non représenté, et d'autre part un bouchon 33 percé d'un canal axial 34, et introduit dans le canal axial 31 en sorte que l'extrémité interne 35 du canal axial 34, qui constitue le siège d'une soupape 2 placée sur le fond 36 du corps 30, vienne contraindre cette dernière, le bouchon 33 étant solidarisé au corps 30, en l'occurrence par vissage. Un dispositif de soupape selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux dispositifs existants, c'est-à-dire les soupapes billeressort et piston-ressort. Non seulement il est composé d'une seule pièce au lieu de deux pour les soupapes précitées, mais il est d'un encombrement réduit. Par ailleurs sa mise en place peut aisément être réalisée en automatique, avec réduction des risques d'erreurs telles que l'oubli du ressort, l'oubli du clapet ou la pose à l'envers du ressort. Enfin, cette soupape correspond à une production de masse, 35 permettant d'en rendre le prix attractif. REVENDICATIONS 1) Dispositif de soupape du type destiné à coopérer avec un siège (13; 35) de forme annulaire qui équipe le canal (10; 34) d'écoulement d'un fluide pratiqué dans un corps (1; 30), caractérisé en ce qu'il consiste en une pièce (2) présentant d'un côté une partie (21) en forme de dôme destinée à constituer clapet en étant apte à porter sur ledit siège (13; 35), et du côté opposé, une partie (22) déformable élastiquement, configurée pour pouvoir prendre appui sur un élément (14; 36) dudit corps (1; 30). 2) Dispositif (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une lame (20) analogue mise en forme par emboutissage ou moulage. 3) Dispositif (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie (22) déformable élastiquement présente au niveau de son pourtour au moins une découpe apte à permettre sa déformation sous l'effet d'une pression (P) exercée sur la partie (21) en forme de dôme. 4) Dispositif (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ou les découpes sont réparties de manière non uniforme en sorte de permettre d'obtenir une déformation asymétrique de la partie (22) déformable élastiquement, susceptible d'autoriser une ouverture asymétrique et de favoriser une orientation préférée du flux de fluide. 5) Dispositif (2) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la partie (22) déformable élastiquement présente plusieurs pattes (23) provenant du découpage du pourtour de la lame ou analogue (20). 6) Dispositif (2) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en des 30 matériaux différents, la partie (22) déformable élastiquement étant faite d'un matériau susceptible de se déformer sous l'effet d'un changement de température. 7) Dispositif (2) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (15) qui lui est propre ou qui fait partie du corps (1) qu'il équipe, apte à contenir la déformation et à permettre d'empêcher le retournement de la lame (20) par effet de parapluie. 8) Dispositif (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément (14) du corps (1) sur lequel la lame (20) prend appui, comporte un ergot (15) saillant au droit de la partie (21) en forme de dôme, en sorte de constituer une butée à cette dernière. 9) Gicleur (3) pour le refroidissement des pistons pour moteur à combustion interne du type comprenant un corps (30) fixé sur le carter du cylindre, connecté à une circulation de fluide de refroidissement, et auquel est raccordé un conduit d'injection (32) dirigé vers le piston, ledit corps (30) renfermant une soupape apte à s'ouvrir sous une certaine pression dudit liquide de refroidissement, caractérisé en ce que ladite soupape est un dispositif de soupape (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10) Gicleur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un corps (30) percé d'un canal axial borgne (31) auquel est raccordé le conduit d'injection (32), et d'autre part un bouchon (33) percé d'un canal axial (34), introduit dans ledit canal axial borgne (31) du corps (30) en sorte que l'extrémité interne (35) du canal axial (34) du bouchon (33), qui constitue le siège de la soupape (2) placée sur le fond (36) dudit corps (30), vienne contraindre cette dernière.