Brevet FR2957396A1 — publié le 20110916

nvenion concerne une soupape de purge d'air comprenant une partie de support et un corps de soupape, est pourvu d'au moins une de purge d'air. De telles soupapes de purge d'air sont utilisées pour divers ensembles ou groupes fonctionnels, tels que des carters de moteur, d'essieu ou de boite de vitesses. Les soupapes de purge d'air sont réalisées sous la forme de cabochons en élastomère sur lesquels est formée une fente de purge d'air. Ces cabochons en élastomère sont engagés par-dessus des pièces de support, qui sont par exemple des tubes en acier ou en matière plastique, ou bien des carters ou boîtiers en acier ou en matière plastique ou des éléments similaires. Il est ainsi nécessaire de fabriquer et de monter plusieurs pièces, ce qui entraîne une mise en ouvre de montage élevée. En outre, ces soupapes nécessitent au moins deux pièces différentes, à savoir la pièce de support ainsi que le cabochon en élastomère. La pièce de support doit être rendue étanche par rapport à l'ensemble fonctionnel, ce qui nécessite d'autres pièces ainsi que d'autres étapes de montage. Dans la pratique, il s'est avéré que les cabochons en élastomère ne sont en règle générale pas parfaitement étanches, de sorte qu'ils ne remplissent pas leur fonction d'étanchéité de manière suffisante. La mise en ouvre de plusieurs pièces constitutives entraîne également un encombrement ou un espace d'implantation nécessaire important. Le but de en ion consiste à cvoir soupa e. de purge d'air me binée en int Y= oduc ~ ion, de tacon a ce ciu' e t _e soit d'une fabrication et d'un mont a im le et conom pue, tout en garantissant une étabnc.-iP: té fiable d'un _cible encombrement. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce à une soupape de purge d'air du type de celle mentionnée en introduction, dans , sur la fente de purge d'air, agit une contrainte de fermeture qui est provoquée par une force engendrée dans la soupape de purge d'air après le montage. Dans la soupape de purge d'air conforme à l'invention, la fente de purge d'air est soumise à l'action d'une contrainte de fermeture qui assure que la soupape de purge d'air soit parfaitement fermée lorsqu'elle est dans les conditions d'utilisation. Cette contrainte de fermeture est provoquée par une force engendrée dans la soupape de purge d'air après le montage. Aussi, lorsque cette soupape de purge d'air conforme à l'invention est montée sur l'ensemble fonctionnel auquel elle est destinée, la force est engendrée automatiquement et exerce pour sa part la contrainte de fermeture sur la fente de purge d'air. La force génératrice peut avantageusement être une force radiale. D'après un mode de réalisation préféré, cette force radiale est formée par une déformation élastique radiale de la partie de support de la soupape de purge d'air. La soupape de purge d'air conforme à l'invention est montée sur l' sembl fonctionnel à l'aide de la partie de support. partie de support est ici d'une guration telle, qu'el: ENS soumise à un évasement al lorsque soupa purge d'air est mont suPPort ente an semene une endriqu mais peut également pr, t er tu section transvLtsale de forme dîf. ente, en fonction lieu d'impl-ation. 35 La partie de support est de préférence pourvue, sur son cet_ intérieur, d'un profil d'encliquetage. Grâce à celui-ci, la partie de support, et ainsi la soupape de pdge d'air, peut être montée de manière simple sur l'ensemble fonctionnel. Le profil d'encliquetage permet d'encliqueter la partie de support sur un raccord de configuration correspondante de l'ensemble fonctionnel. Cela permet d'obtenir une fixation fiable de la soupape de purge d'air sur le raccord de l'ensemble fonctionnel. La force génératrice peut également être une force axiale, qui engendre la contrainte de fermeture au niveau de la fente de purge d'air. Dans ce cas, la soupape de purge d'air possède avantageusement une partie de support sous la forme d'une partie à emmancher, qui est insérée dans un alésage de l'ensemble fonctionnel. La partie à emmancher est déformée élastiquement dans l'alésage de manière telle que soit engendrée la force axiale servant à la fermeture. La partie de support, et donc ici la partie à emmancher, présente avantageusement un tronçon d'extrémité d'épaisseur accrue, qui assure une portée et une tenue fiable de la soupape de purge d'air dans l'alésage. La partie de support peut être reliée à une partie d'extrémité, présente le corps de soupape. La -notion anchéité et la fonction de s apport sont , ors d:fer' des zones di -entes de se cape Ge pur e _e part uver etre adarées de marli op "male à lec domaine e fonction especeif. an tac usement, la partie de support est reliée partie d'extrémité par l'intermédiaire d'une partie conigde. La fente de purge d'air peut déjà être prévue lors de la fabrication de la soupape de purge d'air. Mais il est également possible de la réaliser ultérieurement. On obtient une fabrication ou réalisation simple, si la fente de purge d'air s'étend alors de manière rectiligne. On obtient une fabrication économique, si la soupape de purge d'air est réalisée en un matériau élastomère homogène. D'autres caractéristiques de l'invention feront l'objet de la description et des dessins annexés. L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard de deux modes de réalisation 20 représentés sur les dessins, qui montrent : Fig. 1 un premier mode de réalisation d'une soupape de purge d'air conforme à l'invention, selon une représentation en perspective, une coupe axiale de la soupape de purge d'air selon la figure 1, une vue de dessus d'une deuxième forme de réalisation d'une soupape de purge d'air, Fig. 30 Fig. 5 un deuxi mode alisation d'une soupape purge 1 air confor me à l' i ention, selon representation en pers ve, 35 Fig. 6 une coupe axiale de la soupape r g e d'ai Selon e 25 Fig. 2 Fig. une vue de côté de la soupape de purge d'air selon r, 35 Les soupapes de purge d'air décrites dans la suite sont réalisées en un matériau élastomère et présentent une configuration en forme de cabochon. A l'aide des soupapes de purge d'air, on assure l'étanchéité de différents ensembles ou groupes fonctionnels, tels que par exemple des carters de moteur, d'essieu ou de boite de vitesses. Dans l'exemple de réalisation, les sa-papes de purge d'air sont conçues de façon à ce qu'elles assurent une fonction d'étanchéité en-dessous d'une surpression de 0,1 x I05 Pa dans l'ensemble fonctionnel, mais ouvrent toutefois au-dessus de 0,1 x 105 Pa. Cependant, ces indications de pression sont données uniquement à titre d'exemple. Suivant la configuration de la fente, la pression différentielle peut ainsi, par exemple, être supérieure ou inférieure. La soupape de purge d'air selon les figures 1 et 2 présente une section transversale de forme circulaire et est pourvue d'une partie de support 1 de forme cylindrique, à l'aide de laquelle la soupape de purge d'air est fixée sur un raccord correspondant de l'ensemble fonctionnel. La partie de support 1 présente une enveloppe périphérique extérieure 2 cylindrique, qui se raccorde à une surface frontale plane 3. Celle-ci se raccorde, selon un angle obtus, à une surface conique 4, dont le diamètre se rétrécit en direction de l'ire'rieur. La surface conique 4 se raccorde, à distance de la surface frontale 3, à une surface conique 6, moyennant une surface intermédiaire 5 en forme de s f' Leur ,laire en co pe axiale. Cette -face cor u amet_r e en de .' 1 ice La suL -face te,medt Niue se on e la largeur axa _.le de rieure 2. En rai~on de la c .T ration Ce du côté intérieur périphérique conique 9, s'étend, dans la axiale, plus loin vers la partie de support côté extérieur 10. Le côté intérieur 12 se selon une forme d'arc circulaire é ?a surface direction 1 que le raccorde conique 6 e raccord faible de e le con_ e 11 de la partie de support 1, la soupape de purge d'air peut être enclenchée ou encliquetée sur un raccord de configuration correspondante de ,semble fonctionnel. Le bord correspondant du raccord de l'ensemble fonctionnel vient s'engager derrière la surface intermédiaire 5, de sorte que la soupape de purge d'air est tenue de manière fiable sur le raccord de l'ensemble fonctionnel. La partie de support 1 se raccorde à une partie conique 7 qui se rétrécit à partir de la partie de support 1 et se raccorde pour sa part à une partie d'extrémité 8 cylindrique. La partie conique 7 présente une enveloppe périphérique conique 9, qui présente avantageusement une épaisseur constante. Le côté extérieur 10 de l'enveloppe périphérique conique 9 s'étend jusqu'à proximité de l'enveloppe périphérique extérieure 2 de la partie de support 1. Le côté extérieur 10 conique se raccorde à l'enveloppe périphérique extérieure 2 cylindrique de la partie de support 1, par l'intermédiaire d'une courte surface conique 11. La surface conique 11 présente un angle de cône plus grand que le côté extérieur 10 de forme conique de la partie conique 7. Le côté intérieur 12 de forme conique de l'enveloppe du côté intérieur de la partie de apport 1. _ion 13 se situe ?a sur ace frontale 3 de ' de u si UT par _e de '.:.ppOr p raccord entre le cà extérieur lu de _La partie con que 7 et l' enveloppe' périphérique exté 2 cylino que de la partie de s ,cor 1. L'épaisseur de paroi de l'enveloppe périphérique conique 9 est plus faible que l'épaisseur de paroi de la partie de support 1. La partie de support 1 présente une épaisseur de paroi différente le long de sa hauteur ou de son étendue axiale. Au niveau de la surface intermédiaire 5 en forme d' arc circulaire, la partie de support 1 présente son épaisseur de paroi la plus grande. Dans la zone du raccord de transition 13, la FO partie de support 1 présente son épaisseur de paroi la plus faible, qui est inférieure à l'épaisseur de paroi de la partie de support 1 dans la zone de la surface frontale 3. Cette configuration de forme, permet de mettre en place, sans problème, la soupape de purge 15 d'air avec sa partie de support 1, sur le raccord de l'ensemble fonctionnel. La faible épaisseur de paroi de l'enveloppe périphérique conique 9 conduit à une élasticité avantageuse pour la fonction de fermeture de la soupape de purge d'air. 20 La partie d'extrémité 8 cylindrique comporte une enveloppe périphérique extérieure 14 cylindrique, qui présente un diamètre inférieur à celui de l'enveloppe périphérique extérieure 2 cylindrique et celui de la 25 surface intermédiaire 5 de la partie de support 1. L'enveloppe périphérique extérieure 14 se raccorde avantageusement selon une courbure continue, au côté extérieur 10 de forme conique de l'enveloppe périphérique conique 9. L'enveloppe périphérique 30 extérieure 14 se raccorde en outre selon une courbure co nti nue, à une surface -enta pane partie r,'e/ é 8. Le côté intérieur - cylindrique de la partie 35 d'extrémité 8 se raccerc courbure ontinue, au cet ieur 12 .'envel ppe périphérique conique 9, et à l'autre extrémité, selon une courbure continue, au côté intérieur 17 plan d'un corps de soupape 18. Le côté intérieur 17 s'étend avantageusement de manière parallèle à la surface frontale 15 du corps de soupape 18. Le corps de soupape 18 présente un tracé de contour de forme circulaire (figure 1) et est pourvu dans le cas de ce mode de réalisation, d'une fente de purge d'air 19 s'étendant diamétralement. Cette fente de purge d'air 19 peut déjà être prévue lors de la fabrication de la soupape de purge d'air. Mais il est également possible de réaliser la fente de purge d'air 19 ultérieurement, dans le corps de soupape 18 en forme de plaque ou de disque. La soupape de purge d'air réalisée sous forme de pièce uniquement en élastomère, peut être fabriquée selon toutes les façons appropriées. La configuration de section transversale de la soupape de purge d'air, décrite au regard de la figure 2, n'est pas restrictive. Suivant chaque cas particulier et/ou suivant le matériau utilisé, l'épaisseur de paroi de la soupape de purge d'air peut varier dans toutes les zones. La soupape de purge d'air en élastomère est encliquetée ou enclenchée avec sa partie de support 1, sur le raccord de l'ensemble fonctionnel auquel elle est destinée, et qui peut par exeup~e se présenter sous la forme d'un tube prévu r l'ensemble fonctionnel considéré. La partie de support 1 est concL de manière à être tenue arec précontrainte radai sur raccord e l' ense ?l fonculoanel. Comme (de support 1 p- te une de paroi xrpo tante par rapport à la cnique 7, la s.c Dapn ici purge d air peu ètro ei-d'Jee sans probliaxe avec precora_r axiale le raccord de l' serbi_e en _onnel. précontrainte radiale conduit à l'action d'une contrainte de fermeture dans la zone de la fente de purge d'air 19, en provoquant ainsi une fermeture fiable de la fente de purge d'air 19. La soupape de parge d'air est conçue de façon à ce qu'en-dessous d'une pression différentielle, dans l'exemple de réalisation d'environ 0,1 x 105 Pa, cette force fermeture soit supérieure à la force agissant sur le côté intérieur 17 du corps de soupape 18. L'ensemble fonctionnel est ainsi rendu étanche de manière fiable. Si la pression agissant sur le corps de soupape 18 devient supérieure à la contrainte de fermeture agissant sur la fente de purge d'air 19, cette fente de purge d'air 19 s'ouvre. Cela permet donc d'obtenir une étanchéité parfaite de l'ensemble fonctionnel. La soupape de purge d'air selon les figures 3 et 4 est, sur le plan du principe, de même configuration que celle de l'exemple de réalisation décrit précédemment. La différence se situe uniquement dans le fait que la partie d'extrémité 8a présente un tracé de contour de forme quadrangulaire, à savoir de forme carrée dans le présent exemple de réalisation. La partie de support 1 et la partie conique 7 sont de même configuration que dans le cas du mode de réalisation selon les figures 1 et 2. La partie d'extrémité 8a peut également être de configuration cylindrique. La partie d'extrémité présente des parois latérales 20 à 23 qui forment r espec n a: gle drc* entre el les et se raccordent Sartre d' arc ,spec (-ment les a-t -eLa partie compor capp 1 fo me de aveu une épaisseur =st...ans' et est réalisé d'un seul tenant avec latérales 20 à 23. Le corps de soupape 18a est pourvu de la fente de purge d'air 19a, qui s'étend entre les parois latérales 20 et 22 mutuellement opposées l'une à l'autre. La fente de purge d'air 19a s'étend de manière rectiligne et à moitié de la largeur de la partie d'extrémité 8a. La soupape de purge d'air selon les figures 3 et 4 est avantageusement réalisée d'un seul tenant en tant que pièce en élastomère. Cela conduit à une fabrication simple et économique de la soupape de purge d'air. Cette soupape de purge d'air est avantageusement adaptée à être montée sur un tube. La partie de support 1 de la soupape de purge d'air permet une tenue fixe et étanche sur le tube. Comme dans le cas du mode de réalisation précédent, la partie de support 1 est tenue avec précontrainte radiale sur le tube, en permettant ainsi d'obtenir une étanchéité statique parfaite du tube. La précontrainte radiale conduit à provoquer une contrainte de fermeture au niveau de la fente de purge d'air 19a. Celle-ci provoque une fermeture fiable de la fente de purge d'air 19a. Si la pression intérieure de l'ensemble fonctionnel dépasse une valeur de pression prédéterminée, dans l'exemple de réalisation de 0,1 x 10' Pa, la pression agissant sur le côté intérieur du corps de soupape 18a est supérieure à la contrainte de fermeture, de sorte que la fente de purge d'air 19a s'ouvre. Lorsque la pression intérieure tombe sous cette valeur prédéterminée, la contrainte de fermeture conduit "e_ mer la ~ e de purge d'air 19a. sur. u r raccord, mais est .' c n alésage d'un e s n )"!_ou groupe %oncoio ,:.nel. La soupape de 'r l s l on dents, n' est pas engagée de purge d'air possède une partie d'extrémité 8b, qui présente une configuration cylindrique. Comme autre exemple, elle peut également présenter un tracé de contour polygonal. Le corps de soupape 18b présente la fente de purge d'air 19b réalisée sous forme de fente diamétrale et s'étendant jusque dans l'enveloppe périphérique extérieure 14b de la partie d'extrémité 8b. La soupape de purge d'air possède une ouverture de passage 24 axiale, qui présente une section transversale constante sur toute sa longueur. L'enveloppe périphérique extérieure 14b se raccorde à la partie conique 7b, qui, à l'inverse du mode de réalisation précédent, est de configuration massive. Elle présente l'enveloppe périphérique conique 9b, qui se raccorde à l'enveloppe périphérique extérieure 2b cylindrique. La surface frontale 3b éloignée du corps de soupape 18b, s'étend de manière très légèrement conique, et se raccorde à une surface périphérique extérieure cylindrique 25, qui forme le côté extérieur d'une partie à emmancher 26 se raccordant à la partie conique 7b, de la soupape de purge d'air. La partie à emmancher 26 possède un tronçon d'extrémité 27 d'épaisseur accrue vers l'extérieur. Celui-ci est pourvu d'une surface périphérique extérieure cylindrique 28, qui, en direction de l'extrémité libre de la partie à emmancher 26, se raccorde à une surface conique 29. La surface conique 29, qui se rétrécit en direction de la surface frontale plane 30 de la partie d emmancher 26, facilite 'insertion de soupape de purge d'air dans l'al ge de l'ensemble fonctionnel considéra. icon d' e_ rem_ 27 se raccor e, and un aulemena 31, un tronçon intermédiaire 32 'tend la partie conique 7b. L tronçon termédiaire 32 présent , tout comme le tronçon å'ex* de crie section transversale de forme circulaire. Le tronçon interrédi e 32 présente sur toute sa longueur une épaisseur de paroi approximativement constante. Uniquement au niveau de la moitié de sa longueur, il est pourvu sur son côté extérieur, d'un renflement 33 en forme de secteur circulaire, en coupe axiale. Le diamètre maximal du renflement 33 est inférieur au diamètre de la surface périphérique extérieure 28 dont le diamètre est inférieur au diamètre de l'enveloppe périphérique extérieure 2b. La soupape de purge d'air est réalisée de manière homogène en un matériau élastomère. La partie à emmancher 26 est insérée dans l'alésage de l'ensemble fonctionnel, en étant déformée de manière élastique, jusqu'à ce que la partie conique 7b s'appuie, avec sa surface frontale ou surface inférieure 3b, sur le côté extérieur de l'ensemble fonctionnel, et que le tronçon d'extrémité 27 s'engage, avec l'épaulement 31, sous le bord intérieur d'alésage, qui est situé à l'intérieur de l'ensemble fonctionnel. La soupape de purge d'air est, de cette façon, étirée axialement de manière élastique, dans la zone entre la surface frontale ou surface inférieure 3b et l'épaulement 31. Le renflement périphérique 33 peut agir à la manière d'un joint d'étanchéité, qui s'appuie contre la paroi de l'alésage. Dans l'état monté, est ainsi engendrée, dans la zone de la fente de purge d'air 19b, une force axiale qui conduit à la fermeture de la fente de purge d'air 19b. A. titre d' env. nie, ce ce de fermeture est choisie pour cl a fente de purge d'aîr 19b reste =e aussi crie la pres ion dif. gent elle ~g~ssan`, de frible Si la 'on ri .1. sur le cc. de upape par _..semple environ U, intérieure a..gme.î au-delà de cette valeur, alors la fente de purge d'air 19b s'ouvre. ente de purge d'air 19, 19a, 19b peut, dans le cas des soupapes de purge d'air décrites, également présenter un autre tracé et par exe ple présenter une configuration en forme de T. Le matériau élastomère de la soupape de purge d'air est choisi en fonction de son utilisation. Le matériau élastomère peut par exemple être choisi en fonction des températures apparaissant en fonctionnement, dans l'optique d'une tenue ou résistance aux acides, selon la pression, ou en fonction d'autres critères analogues. Les valeurs limites de pression indiquées de 0,1 x 10' Pa ne sont qu'indicatives. La pression intérieure de l'ensemble fonctionnel à rendre étanche peut également prendre des valeurs de pression plus basses ou plus élevées. La soupape de purge d'air est configurée en conséquence. Ainsi, par le choix de l'épaisseur de paroi et/ou de la hauteur de la partie conique 7, 7b, et/ou de l'épaisseur de paroi du corps de soupape 18, 18a, 18b, et/ou par le choix du matériau élastomère, il est possible d'obtenir une adaptation correspondante à la pression considérée. Suivant le cas d'utilisation considéré et/ou la température et/ou les milieux en présence, il est possible de mettre en œuvre, à titre d'exemple, pour les soupapes de purge d'air décrites, les matériaux élastomères suivants, à savoir NBR, HNBR, AEM, ACM, FPM et similaires. En principe, il est également possbi-e que soupape de purge d'air ne soi? pas réalisée en n matériau mère homogè. A m Ls oit par ' semple réalisée en ma . a;i:_ éla _ er Ainsi, il est par exemple possl J_ e de sélectionner pour le corps de soupape 18, 18a, 18b, un matériau s tcmère autre que pa ° temple pour la partie de support 1 et/ou la partie conique 7, 7b. Les soupapes de purge d'air décrites sont avantageusement mises en œuvre là où apparaissent des températures différentes et faibles sollicitations en pression sur les ensembles fonctionnels. Si la partie conique 7, comme dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 et 4, présente un profil extérieur rectangulaire ou carré, la force qui maintient fermée la fente de purge d'air est légèrement plus élevée que dans le cas d'une configuration cylindrique de la partie conique. REVENDICATIONS1. Soupape de purge d'air comprenant une partie de support et un corps de soupape, qui est pourvu d'au moins une fente de purge d'air, caractérisée en ce que sur la fente de purge d'air {19, 19a, agit une contrainte de fermeture, qui est provoquée par une force engendrée dans la soupape de purge d'air après le montage. 2. Soupape de purge d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que la force génératrice est une force radiale. 3. Soupape de purge d'air selon la revendication 2, caractérisée en ce que la force radiale est formée par une déformation élastique radiale de la partie de support (1). 4. Soupape de purge d'air selon l'une des revendications 20 1 à 3, caractérisée en ce que la partie de support (1) présente une configuration cylindrique. 5. Soupape de purge d'air selon l'une des revendications 25 caractérisée en ce que la partie de support (1) présente sur son côté intérieur, un profil d'encliquetage {4 à 6). 30 6. S'ob.pace purge d'air selon la Levendicat on 1, caractérisée e (-- q e la force ger ratriue est une force anale. 7. Soupape de purge d'air selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie de support (26) est une partie à emmancher. 8. Soupape de purge d'air selon la revendication 7, caractérisée en ce que la partie de support (26) présente tronçon d'extrémité (27) d'épaisseur accrue. 9. Soupape de purge d'air selon l'une des revendications 10 1 à 8, caractérisée en ce que la partie de support (26) est reliée à une partie d'extrémité (8, 8a, 8b) qui présente le corps de soupape (18, 18a, 18b). 15 10. Soupape de purge d'air selon la revendication 9, caractérisée en ce que la partie de support (1, 26) est reliée à la partie d'extrémité (8, 8a, 8b) par l'intermédiaire d'une partie conique (7, 7b). 20 11. Soupape de purge d'air selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la fente de purge d'air (19, 19a, 19b) s'étend de manière rectiligne. 25 12. Soupape de purge d'air selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la soupape de purge d'air est réalisée en un matériau élastomère homogène.