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La. présente invention a pour objet la constitution d'organes de rappela de clapets ou analogues, à l'aide de corps en caoutchouc ou matière élastique de même nature. Tous ces organes, destinés à exercer un effort de tension ou de compression, présentent l'avantage d'éviter l'emploi de ressorts et de clapets métalliques (billes ou autres) géné- ralement utilisés dans les applications envisagées pour les organes objet de l'invention, l'expérience ayant montré que les ressorts,
les clapets métalliques et leurs sièges se corrodent ou se détériorent d'autre façon à l'usage et exigent aussi des dispositions de montage et d'entretien onéreux*
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Les nouveaux organes proposés sont adaptés mieux que les organes similaires en caoutchouc ne l'ont été jusqu'ici dans la technique, du fait de leur conformation particulière comprenant un manchon, guidé intérieurement ou extérieurement, ou non guidé, suivant le cas, manchon dont la surface intérieure ou la surface extérieure est pourvue de nervures longitudinales travaillant à l'extension ou de nervures transversales circulaires travaillant à la compression, ou bien encore l'une et l'autre surface:
comportant de telles nervures,tandis que leurs bords extrêmes sont constitués par des bourrelets permettant leur fixation, éventuellement avec étanchéité, sur les pièces avec lesquelles ils coopèrent.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, un certain nombre de modes de réalisation de l'invention, adcompagnés d'applications non limitatives.
Dans ce dessin :
Les figures 1, 2 et 2a représentent un manchon élastique destiné à être guidé intérieurement et à exercer un effort de traction;
Les figures 3,' 4 et 4a représentent un manchon analogue, mais guidé extérieurement;
Les figures 5, 6 et 7 représentent un manchon élastique guidé intérieurement et destiné à exercer un effort tendant à écarter l'une de l'autre deux pièces dont l'une au moins est mobile ;
Les figures 8, 9 et 10 représentent un manchon analogue au précédent, mais guidé extérieurement;
Les figures 11 à 14 représentent un manchon élastique conçu pour exercer soit un effort de traction, soit un effort de compression entre deux pièces dont l'une au moins est mobile;
Les figures 15 à 18 représentent un manchon analogue au précédent, mais avec une disposition inverse des nervures;
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Les figures 19, 20 et 21 représentent un clapet à fermeture par extension et à rappel élastique;
Les figures 22,23 et 24 représentent un clapet analogue au'précédent, mais fonctionnant en sens inverse par compression;
La figure 25 représente un manchon analogue à celui des figures 5 à 7, mais muni d'un fond;
La figure 26 représente une application sur une vanne, d'un clapet du genre de celui des figures 19 à 21 et agissant en tension ;
La figure 27 est une coupe partielle du clapet de la figure 26 ;
la figure 28 est une coupe axiale d'une soupape de décharge comportant l'application d'un clapet élastique du genre de celui de la figure 25, et agissant en compression;
La figure 29 est une coupe analogue d'une autre soupape de décharge de construction plus simple, avec application d'un ; clapet élastique à corps cylindrique plein;
La figure 30 est une vue en coupe longitudinale d'un sélecteur pour distribution pneumatique;
La figure 31 est une vue en coupe longitudinale et à plus grande échelle du clapet suivant l'invention;
La figure 32 représente,en coupe longitudinale, une variante de réalisation du clapet*
Le manchon selon les figures 1, 2 et 2a est destiné à être guidé intérieurement sur une pièce cylindrique 1 et à exercer un effort élastique de rapprochement entre deux pièces mobiles (non représentées)pièces auxquelles il est fixé au, moyen des bourrelets d'axtrémités 2,3 par un procédé quelconque, éventuellement en assurait;l'étanchéité. A cet effet, le manchon est monté en tension entre ces deux pièces dont l'écartement est supérieur à la longueur du manchon.
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Pour assurer l'effort voulu, le manchon doit présenter une section de matière élastique déterminée. D'autre part, cette matière ne doit pas être sous forme de bloc plein, mais divisée autant que possible en un grand nombre de corps de faible section. Pour obtenir ce résultat, le manchon se présente sous la forme d'un corps cylindrique 4, autour duquel sont réparties, suivant des génératrices, des nervures arrondies.5 ou de forme trapézoïdale 6, qui constituent autant de fils tracteurs exerçant l'effort voulu.
Au cours de cette action, le diamètre intérieur 1 varie peu et le manchon n'exerce ainsi aucune pression sur la pièce cylindrique, servant de guidage.
Au contraire, les filets 5 et 6, qui ne sont en contact avec aucun organe, peuvent se contracter ou se dilater, puis reprendre leur section d'origine sans contrainte, ce qui leur assure la plénitude de leur élasticité.
Le manchon selon les figures 3, 4 et 4a est semblable au précédent, mais, ici, le guidage se faisant sur une surface cylindrique extérieure, les nervures élastiques 7 et 8 sont placées sur la surface intérieure du manchon.
Le manchon selon les figures 5, 6 et 7 est destiné à exercer entre deux pièces (non figurées sur le dessin) un effort tendant à les écarter. Le manchon est alors monté en compression entre ces deux pièces et guidé intérieurement comme dans le cas de la figure 1.
L'effort de compression est exercé par les sections du manchon 11, séparées par les nervures circulaires formant cerclage 12, l'effort maximum étant atteint lorsque le gonflement de ces sections atteint le diamètre extérieur des nervures.
Ces nervures peuvent revêtir une forme arrondie 12, ou trapé- zoïdale 13 ou toute autre forme justifiée par l'utilisation.
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Les dimensions du manchon, ainsi que les diamètresrespectifs des nervures et des sections intermédiaires 11 sont déterminées en fonction des efforts à obtenir.
Le manchon selon les figures 8, 9 et 10 est semblable au précédent, mais, ici, le guidage se fait sur la surface extérieure. Cette surface est cylindrique et les nervures circulaires 12 sont placées sur la surface intérieure du manchon.
Le manchon élastique selon les figures 11 à 14 pourra exercer soit un effort de traction entre deux pièces mobiles ( non représentées ), soit un effort de compression. Les actions inverses d'un même manchon sont précieuses en ce qu'elles permettent une succession lente ou rapide d'effets contraires pouvant être utilisés de diverses manières sur des distributions de fluide, sur des machines automatiques, etc...
Pour exercer l'effort de compression, on voit en 15 les sections amincies du manchon entre les nervures circulaires 16 et, pour l'effort de traction, les nervures longitudinales 17, ainsi que les bourrelets d'extrémités 18, servant à la fixation du manchon-dans les-pièces mobiles. La figure 12 montre un manchon avec des nervures trapézoïdales 19. le manchon selon les figures 15 à 18 est semblable au précédent, mais présente une disposition inverse, c'est-à-dire que les nervures de traction 20 sont sur la surface extérieure du manchon et les nervures circulaires 21 à l'intérieur dudit manchon.
Les figures 19 à 21 représentent un clapet constitué par un manchon 22,en caoutchouc ou en toute autre matière élastique, comportant un fond 23 de forte épaisseur, pourvu d'un tore de pourtour 24. L'extrémité opposée, 25, est évasée et se termine par un bourrelet 26.
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Des nervures longitudinales de tension, 27, sont disposées sur la surface extérieure du manchon. Les figures 20 et 21 montrent deux formes différentes de nervures : arrondies et trapézoïdales.
Un tel manchon peut être utilisé en joint d'étanchéité, la partie 23 formant clapet et s'appuyant sur un siège ( non figuré), sous l'action d'un poussoir intérieur (non figuré), ltextrémité 25 étant immobilisée par le bourrelet 26 dans une partie fixe du dispositif.
L'action du poussoir applique le fond du clapet 23 sur le siège et assure l'obturation. Le retrait du poussoir libère le fond 23 qui, rappelé par la tension élastique des nervures 27 et du manchon 22, s'écarte du siège.
Les figures 22 et 24 représentant un clapet semblable au précédent, mais, ici, le manchon est prévu pour exercer un effort de compression.
Le manchon 28 comporte des nervures circulaires 29 sur sa surface extérieure, une partie évasée 30, un bourrelet de fixation 31 et, à l'autre extrémité, un fond 32. La figure 23 représente une variante de la figure 22,'avec des nervures 33 de section différente.
L'utilisation de ce clapet est inverse de celle du précédent le clapet 32 est normalement appuyé sur le siège par la compression préalable du manchon. Il peut en être écarté par un poussoir ( non représenté ) agissant suivant la flèche 34. L'effet de poussoir selon 34 peut également être obtenu par la pression d'un fluide, auquel cas le clapet fonctionne en clapet de retenue.
La figure 25 représente un clapet constitué par un manchon 43, muni d'un fond 44 et pouvant fonctionner en ressort de compression ou en clapet de retenue.
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La figure 26 représente, à titre d'exemple, le montage, sur un robinet-vanne, du clapet des figures 19 à 21, agissant en tension.
Sur le siège 35 de la vanne vient en contact le fond 36 du manchon 37,qui est poussé par le poussoir 38 manoeuvré par le vclant 39. Le manchon est immobilisé dans le corps du robinet par le bourrelet 40 comprimé par la bague 43. Dès que le poussoir se retire, le clapet 36 est rappelé par la tension élastique du manchon, et le passage de la vanne est ouvert.
Les nervures longitudinales 41, représentées en section sur la figure 27, augmentent la tension du manchon. Les ondulations 42 facilitent l'extensionsans collage sur le poussoir.
Dans le corps de soupape 45, ainsi que représenté à la figure 28, est monté un clapet élastique 46 appelé à tra- vailler à la compression. Celui-ci, en forme de manchon, présente des nervures circulaires transversales 47, internes et externes, qui facilitent sa déformation réversible. Il est également muni d'un fond 48, dont le bourrelet circulaire inférieur 49 a pour rôle d'assurer l'étanchéité de la soupape lorsqu'il est appuyé sur son siège 50, lequel est constitué par la tranche supérieure de la tubulure 51, vissée sur le corps de soupape et se raccordant à l'enceinte du fluide sous pression.
Le manchon est guidé intérieurement par le téton 52, solidaire du piston 53 qui applique normalement le clapet 46 sur son siège 50 ( moitié gauche de la figure 28 ). Le manchon est également guidé extérieurement au moyen d'une bague 54, présentant des orifices latéraux 55 qui communiquent avec la tubulure d'évacuation 56 par la chambre annulaire 57, ménagée dans lé corps de soupape.. La face inférieure 58 du téton 52 sert d'autre part de butée au fond 48 du manchon, en limitant
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principalement le degré'de déformation du clapet pour les pressions les plus élevées.
On voit que le degré de compression du clapet et donc la pression de fonctionnement de la soupape peuvent être réglés par vissage ou dévissage de la tige filetée 59 du piston 53, celle-ci comportant un écrou de blocage 60.La tubulure de raccordement 51 et le piston 53 peuvent être, en outre, montés dans le corps de soupape avec un joint d'étanchéité circulaire 61.
En fonctionnement, lorsque la pression du fluide dans la tubulure 51 dépasse la valeur prédéterminée lors du réglage, le fond 48 du clapet se soulève et en comprime la partie tubu- laire. Le'fluide s'évacue alors par les orifices 55, la chambre annulaire 57 et la tubulure 56 ( moitié droite de la figure 28).
Puis, lorsque la pression retombe à sa valeur prédéterminée, le clapet reprend sa position initiale sous l'effet de sa propre tension ( moitié gauche de la figure 28).
Suivant une forme de réalisation de,construction plus simple représentée à la figure 29, il est monté dans le corps de soupape 62 un clapet élastique 63, travaillant à la compres- sion. Ce clapet, de forme cylindrique pleine, présente égale- ment des nervures circulaires transversales externes 64 desti- nées à faciliter sa déformation réversible. Il est maintenu appuyé sur son siège 65 au moyen de la'vis 66, et son bourrelet inférieur 67 assure l'étanchéité de la soupape au niveau du conduit 68, raccordé à l'enceinte à contrôler. La vis 66 est évidée à sa partie inférieure, de façon à constituer une bague de guidage externe 69 dans laquelle se loge partiellement le clapet 63.
La tension de celui-ci est également réglable par vissage ou dévissage de la vis 66, qui est maintenue en position choisie au moyen d'un frein 70, rabattu à une extrémité sur
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un pan de la vis et à l'autre sur le corps de soupape.
Le fonctionnement est semblable à celui de la soupape précédente et, au-delà d'une pression prédéterminée, le fluide s'évacue par l'orifice 71 ménagé dans le corps de soupape.
Un clapet du même genre que celui de la figure 29 peut recevoir une forme particulière qui lui confère des propriétés nouvelles, notamment lorsqu'il est utilisé comme clapet obturateur ou comme clapet de retenue, comme on va le voir aux figures 30 à 32.
Le sélecteur représenté à la figure 30 permet de réaliser, de deux lieux différents, la commande pneumatique d'un distributeur de vérin par exemple ou de tout autre appareil pneumatique.
A cet effet, la tubulure 72 du sélecteur est reliée à l'un des cylindres de commande pneumatique du distributeur et les tubulures 73 et 74 sont raccordées aux vannes à trois , voies à la disposition de l'opérateur pour la manoeuvre du vérin, vannes qui peuvent être placées en des endroits différents éloignés l'un de l'autre.
Le clapet 75, représenté à plus grande échelle à la figure 31, peut se déplacer librement dans l'espace cylindrique 77 du sélecteur entre les deux sièges 76, 78. Ce clapet est en caoutchouc ou en matière plastique de dureté appropriée.' Il comporte une partie cylindrique pourvue de rainures circulaires 79 et de deux bourrelets toriques 80, 81, destinés à venir en contrôle d'étanchéité avec les sièges 76, 78 des tubulures 74- et 73.
Le fonctionnement du sélecteur est le suivant
Lorsque l'opérateur appuie sur une des valves à trois voies de manoeuvre du vérin de l'air comprimé est envoyé dans la canalisation de raccordement, puis dans le sélecteur, par
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la tubulure 73 par exemple.
Le clapet 75 est alors poussé vers le siège de la tubulure,74 sur lequel il est fortement appliqué pendant tout .le temps où la pression règne dans la tubulure 73.
Dans cette position, l'orifice de la tubulure 72 est découvert et 1'air est admis dans le cylindre de commande du distributeur qui accomplit le mouvement désiré.
Dès que l'opérateur cesse d'appuyer sur la valve de manoeuvre à trois voies, celle-ci ferme l'envoi d'air au sélec- teur et donc au cylindre du distributeur, puis met celui-ci en communication avec l'air libre autorisant ainsi une manoeuvre inverse.
Le clapet 75 joue dans le sélecteur le rôle d'un obtu- rateur fermant l'une ou l'autre tubulure 73 ou 74, sous l'effet d'une pression d'air qui le bloque sur le siège, mais, ici, une particularité le distingue des obturateurs de modèle cou- rant à clapet ou à bille.
Le diamètre de l'obturateur 75 est égal à celui du corps cylindrique dans lequel il se meut. Lorsque la pression le bloque contre le siège, il se produit nécessairement une compression du corps qui a pour effet d'en augmenter le dia- mètre. Les bourrelets latéraux 82 sont alors appuyés contre la surface cylindrique formant autant de joints étanches s'opposant à tout passage d'air.
La force d'application de l'obturateur contre son siège est ainsi complètement utilisée; la pression correspond à la surface totale, alors que, dans tout autre dispositif de clapet, cette force est diminuée, pour un même diamètre du corps, de la pression n'exerçant en sens inverse sur toute la surface entourant l'orifice.
.La sécurité de l'étanchéité de l'obturateur est ainsi augmentée. Cet avantage se retrouve également lorsque l'obtura-
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teur est utilisé dans un clapet de retenue, ou dans un clapet entraînant deux pressions différentielles, quand l'obturateur est bloqué sur son siège par la pression la plus forte, la différence entre les forces contraires qu'il supporte est plus grande que pour tout autre mode de clapet.
Sur la figure 31, on a représenté en traits pointillés une seconde forme de réalisation du clapet. Dans cette disposition, la surface ondulée 83 présente un gabarit bombé délimité par le pointillé 84. Cette forme permet au clapet de mieux coulisser dans l'alésage 77, sans risquer de se coincer par bourrage, au cas où l'une de ses extrémités 80 et 81 viendrait à être arrêtée dans son déplacement.
Sur la figure 32, on a représenté, en coupe, une troisième forme de réalisation du clapet. Dans ce cas, l'encombrement extérieur du clapet est le même, mais il présente à ses deux extrémités deux cavités 85 qui permettent de l'alléger considérablement et d'accroître la souplesse de ses extrémités. Chacune des extrémités porte deux bourrelets 85 et 87 qui forment coussinet de guidage et permettent d'assurer l'étanchéité.
Afin d'être certain d'avoir une étanchéité correcte et un bon fonctionnement, les clapets des figures 30 à 32 sont montés dans leur logement avec une légère compression; la forme avant montage étant notassent représentée en pointillé dans le cas du clapet'de la figure 32.
Bien entendu, les présentes tonnes de réalisation ont surtout été indiquées à titre d'exemple et l'on pourra imaginer des variantes rentrant; dans le domaine de l'invention et notamment celles où les machons et organes en caoutchouc comporteraient des nervures obliques ou hélicoïdales, sur l'une ou l'autre face, celles-ci pouvant être, d'autre part, de même sens, opposées ou alternées,ou encore de sens contraire lors- qu'il en est prévu sur les deux faces desdits manchons.
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Ces dispositions permettraient d'obtenir, sous l'effet d'une traction, une torsion en même temps qu'une contraction transversale du manchon, ou sous l'effet d'une compression, une torsion en même temps qu'une dilatation transversale. La disposition de nervures en hélice de sens d'enroulement différent 'sur les faces externes et internes permettraient d'obtenir .notamment dans le cas d'un effort de compression, une élasticité plus grande, en même temps qu'une certaine rigidité, assurant une meilleure tenue des manchons.
REVENDICATIONS.
1.- Organes de rappel, clapets ou analogues, constitués à l'aide de corps en caoutchouc ou en matière élastique de même nature, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par, ou comprennent, un manchon guidé extérieurement ou intérieurement, ou non guidés, suivant le cas, manchon dont l'une au moins des surfaces intérieure et extérieure est pourvue de nervures, tandis que les bords extrêmes desdits manchons sont constitués par des bourrelets permettant leur fixation, éventuellement avec étanchéité, sur les pièces avec lesquelles ils coopèrent.