Brevet FR2006008A1 — publié le 19691219

V 1 2006008 La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un corps creux en une seule pièce devant contenir dans sa cavité un ou plusieurs organes qu'il serait impossible, sinon très difficile, d'y introduire sans le réaliser en plusieurs éléments. 5 Les corps creux devant contenir des organes distincts doivent être généralement constitués en plusieurs éléments afin de permettre le montage de ces organes dans la cavité. On peut donner, en exemples de ces corps, les carcasses ou corps de robinets devant contenir les organes obturateurs. 10 c'est ainsi que les corps de robinets d'arrêt sont habituellement coulés en deux pièces, dont l'une constitue le corps et la seconde un chapeau, qui est monté sur une bride du corps à l'aide de boulons. Le chapeau est habituellement coulé avec une boîte de presse-étoupe de tige de robinet et, par ailleurs, doit être 15 fixé de manière étanche sur la bride du corps par l'intermédiaire d'un joint de chapeau. L'inconvénient principal propre à ce procédé est que l'étanchéité entre le chapeau et le reste du corps devient fréquemment défectueuse, après un certain temps de Service, et doit être renouvelée, ce qui peut se révéler très 20 difficile et coûteux dans certaines installations. Il est également et essentiellement plus dispendieux de fabriquer un corps de robinet en deux pièces, avec un ajustage satisfaisant de celles-ci, que le fabriquer en une seule pièce, si c'était possible. De plus, la réalisation en deux pièces décrites néces-25 site le perçage de plusieurs trous dans le chapeau et la bride du corps, le montage de l'organe obturateur dans le corps et l'assemblage des éléments. Une partie de ces opérations pourrait être supprimée, s'il était possible de réaliser le corps de robinet en une seule pièce. 50 La présente invention rend possible cette réalisation et a pour objet un procédé pour obtenir un robinet comprenant un corps coulé en une seule pièce, ayant des orifices d'admission et de sortie et un organe obturateur mobile intérieur pouvant être actionné à l'aide d'un dispositif qui le traverse par 35 un orifice. L'organe obturateur est fabriqué et enrobé, selon une caractéristique essentielle du procédé, dans un noyau et le corps dé robinet est coulé en une seule pièce sur ce noyau, de sorte'^tue l'obturateur y est contenu, le noyau est alors ex- 8AD ORIGINAL 69 11103 2 2006008 trait par un des orifices pour dégager 1'organe obturateur qu'il enrobe, puis cet organe est relié au dispositif d'actionnement qui est introduit à cette fin, de préférencectepuis 1 'extérieur à travers un orifice correspondant du corps. 5 Le moulage du corps creux sur le noyau peut être réalisé par les procédés classiques et celui du noyau de même manière, tel le procédé en carapace. Le procédé de 11 invention convient particulièrement à la coulée des corps de robinet en métal d'une seule pièce 10 autour d'un organe obturateur métallique enfermé dans le noyau, cet organe étant de préférence conformé et le cas échéant complètement terminé pour éviter sa finition malaisée dans la cavité. Le nouveau procédé est avantageusement applicable à la fabrication de robinets-vannes et autres robinets d'arrêt. 15 Les objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de réalisation de robinets d'arrêt basse pression et des dessins associés sur lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un robinet 20 àyvanne ; - la figure 2 est une coupe analogue du robinet de la figure 1, en cours de réalisation après coulée du corps de robinet et avant enlèvement du noyau j - la figure 3 est une coupé axiale transversale du 25 corps de la figure 1 et perpendiculaire à l'axe d'écoulement du fluide, après enlèvement du noy&u, mais avant montage de la tige de manoeuvre et mise en place des bagues d'étanchéité ; et - la figure 4 est une coupe longitudinale d'un robinet à soupape. 30 Le robinet de la figure 1 est un robinet à vanne de genre classique, à l'exception des simplifications obtenues selon l'invention par la coulée du corps en une seule pièce. Celui-ci comprend une partie inférieure, comportant des brides de raccord, à emboîtement, d'entrée et de sortie, 2 et 3, et une 35 partie supérieure 4 coulée d'une seule pièce, avec la première partie et contenant un opercule coulissant 5, en position d'ouverture . Au débouché de chaque raccord 2 et 3,dans la, cavité du corps,- un siège est constitué d'une gorge annulaire avec un BAD ORIGINAL 11103 3 2006008 anneau d'étanchéité 6 et 7 respectivement. L'obturateur de robinet ou opercule 5 est sensiblement en forme de disque à surfaces annulaires d'étanchéité de part et d'autre destinées à prendre appui sur les bagues 6 et 7. Ces surfaces d'étan-5 -chéité d'opercule sont constituées par la surface de la tranche des semelles 8 et 9> les deux surfaces étant situées dans deux plans convergeant vers l'intérieur de l'opercule ou extrémité inférieure (figure l). Les gorges annulaires des bagues d'étanchéité 6, 7 convergent de manière correspondant aux semelles, 10 les bagues d'étanchéité étant à l'inclinaison convenable dans le corps pour recevoir le disque d'opercule en forme de coin qui fonctionne de manière classique à l'aide d'une tige 10 dont la partie extérieure est en saillie d'un orifice ménagé au sommet de la partie 4 du corps 1 et supporte un volant de 15 manoeuvre 11 à son extrémité. Trois gorges annulaires sont ménagées dans l'ouverture de la partie supérieure 4, traversée par la tige 10, deux de ces gorges contenant un joint d'étanchéité en 0, respectivement 12 et 13 et la troisième, la plus proche de l'intérieur 20 contenant une rondelle 14 au contact de sa surface inférieure ouverte vers l'intérieur et entourant la tige 10. Cette tige est maintenue axialement dans le corps par la rondelle 14 et le moyeu 15 du volant 11, la tranche inférieure de ce moyeu prenant appui sur la surface d'une rondelle 16 placée sur le sommet de 25 la partie 4 du corps et étant maintenue par un écrou 17. La rota tion du volant 11 fait monter et descendre l'opercule de vanne de la manière habituelle dans le corps du robinet, la tige étant maintenue axialement^ mais pouvant tourner par le filetage vissé dans l'operculé coulissant 5. Le corps de robinet 30 comporte un orifice de purge au fond, fermé par un bouchon 18 à vis, pouvant être dévissé par l'extérieur et les brides 2 et 3 comportent des trous 19 de boulons permettant de les raccorder à des tuyaux d'un ensemble. La réalisation du robinet.de la figure 1 ést indiquée 35 par les figures 2 et 3, En. premier lieu, l'opercule 5 et les anneaux d'étanchéité sont en métal usiné, tel que laiton ou bronze coulé en coquille ou en cuivre rouge coulé en sable, étant finis par être prêts à fonctionner. L'opereule- est alors monté sur une tige de support 21, qui est insérée dans le 11103 it 2006008 trou correspondant à la tige de robinet et qui y est centrée à l'aide de rondelles 22. Les bagues d'étanchéité 6 et 7 sont fixées de manière amovible à l'opercule dans la position indiquée sur la figure 2, c'est-à-dire que ces bagues sont assemblées 5 aux surfaces de joint des semelles annulaires 8 et 9 de manière convenable, telle que collage ou autre liaison pouvant être supprimé . Puis, l'ensemble comprenant l'opercule 5* les anneaux d'étanchéité 6 et 7 et la tige 21 est enrobé dans le noyau 23, de manière que les trois premiers éléments soient entourés 10 par la partie 24 du noyau qui doit conformer la cavité de laperfcie 4 si^périeure de la carcasse. Cette partie 24 de noyau est assemblée ou est constituée d'une seule pièce, avec le restant du noyau qui est conforme à la cavité de la partie inférieure de corps, c'est-à-dire comprenant les passages des brides 2 et 3* les 15 saillies 25 et 26 du noyau 23 entourant la tige de support 21 pour constituer le passage 27 de la tige de robinet au sommet de la partie supérieure 4 et l'orifice de purge 28 du fond de corps. Le noyau 22 est conformé de manière convenable pour 20 constituer les gorges 30 et 31 destinées aux bagues de joints 6 et 7. Ces gorges sont usinées après la coulée de la carcasse afin d'être lisses et ajustées aux bagues 6 et 7» Le noyau présente les tolérances convenant à l'usinage ultérieur de l'orifice 27 de tige 10 de robinet et au taraudage du trou de purge 28, 25 recevant le bouchon fileté 18 qui le ferme. Le noyau est avantageusement muni de deux rainures sensiblement opposées par rapport à l'axe de tige et parallèles à la direction longitudinale de l'opercule pour constituer deux nervures de guidage 32 sur la paroi intérieure du corps de 30 robinet, l'opercule comportant deux tenons de guidage 33 (figure 3) destinés à prendre appui sur lesdites nervures. Il peut être avantageux que ces nervures soient décalées mutuellement de part et d'autre . d'un plan diamétral parallèle à la direction de translation de l'opercule dans le corps, auquel cas, celui-ci doit 35 être décalé angulairement dans le noyau de sa position de fonctionnement normal .de manière que .les tenons 33 se trouvent sur le côté des rainures de noyau et puissent être amenés sur des positions opposées aux nervures 32 (.partie gauche de la figure 3) 69 11103 5 2006008 après la coulée. Le noyau dans ce cas doit être de dimensions permettant cette position de l'opercule et de plus le déplacement des anneaux 6 et 7 vers le bas, à partir de la position de la figure 2, au-delà des bords 34 et 35 devant contenir les gorges 5 30 et 31 des anneaux d'étanchéité 6 et 7 (figure 2). Ces bords 34 et 35 sont conformés de manière que leurs surfaces d'extrémités prennent une inclinaison correspondant aux surfaces, formant un coin, des semelles 8 et 9 de l'opercule. La partie de droite de la figure 3 donne une variante 10 possible de guidage de l'opercule 5« Dans celle-ci, les nervures de guidage 32' sont légèrement plus courtes, afin, d'aboutir à faible distance au-dessous du sommet de cavité du corps de robinet et les tenons 33' de l'opercule sont légèrement allongés et comportent des rainures pouvant coopérer avec les nervures de guidage, 15 l'opercule étant placé dans le noyau en position telle qu'il soit pendant la coulée légèrement au-dessus de sa position normale de pleine ouverture, c'est-à-dire que les tenons 33* peuvent alors être dégagés des extrémités supérieures des nervures de guidage 32'. Après la coulée, l'opercule 5 est un peu abaissé de manière 20 à permettre l'insertion des extrémités des nervures 32' dans les rainures des tenons 33' et ensuite l'opercule est monté sur la tige 10 de manière à ne pouvoir être entraîné plus loin que la position pour laquelle les tenons 33' sont dégagés des nervures de guidage. Suivant cet agencement, l'opercule est guidé et empêché 25 efficacement de tourner dans des sens opposés, ce qui protégera les bagues de joint 6 et 7 et évitera la possibilité de blocage. Le noyau, ayant reçu sa forme définitive, est fixé de manière habituelle dans un moule de coulée de corps 1 de robinet, par exemple pour de la fonte de fer. Après la coulée, le noyau 30 est enlevé et les gorges annulaires 30 et 31 sont usinées dans les rebords 34 et 35s à l'aide d'outils qui sont insérés dans les brides 2 et 3- Si nécessaire, la tige-support 21 est enlevée en premier, mais l'opercule 5 et la tige 10 de robinet sont maintenus dans la partie' supérieure du corps suivant la position de la fi-35 gure 2. L'usinage peut être effectué avec la partie supérieure du corps tournée vers le bas. Après avoir formé les gorges 30 et 31.» les bagues d'étanchéité 6 et 7 sont libérées et descendues dans la partie Inférieure du corps, puis fixées dans les gorges 30 et 31 par un procédé convenable, par exemple martelage- 11103 6 2006008 Après usinage du trou 27 de sommet de la partie supérieure 4 de corps, devant être traversé par la tige 10, et après taraudage du trou de purge 28, devant être fermé par le bouchon fileté 18, la tige 10 est montée dans l'opercule 5> la rondelle 14 5 étant introduite en premier par l'une des brides 2 ou 3 et placée sur la tige. A cette fin, la rondelle est coupée en deux parties qui sont assemblées par une agrafe-ressort 36 en bronze ou autre matière permettant leur écartement suffisant pour les placer sur la tige et qui, ensuite, les maintient dans la gorge ménagée à 10 cette fin dans la tige 10, après soulèvement par rotation de celle-ci dans l'opercule. Cette tige peut être soulevée de manière que la rondelle pénètre dans la gorge 37 de corps, puis levolant de manoeuvre 11 est calé en position, de sorte que la tige est alors maintenue axialement dans le corps de robinet. 15 La finition extérieure du corps est réalisée par tout procédé habituel. On a supposé, dans ce qui précède, que l'opercule est constitué d'une seule pièce et done entièrement par une seule matière. Pour des raisons économiques, il peut être cependant 20 avantageux de le couler en fonte de fer et de lui incorporer des portées d'étanchéité en métal différent, fixées dans des gorges à profil en queue d'aronde, ou autrement. On peut également substituer aux bagues d'étanchéité 6 et 7 du corps, des sièges d'obturateur qui sont usinés sur les rebords 34, 35 (figure 2) en place 25 des gorges 30 et 31. On peut également placer les bagues 6 et 7 dans un ■ emplacement du noyau autre nue celui de la figure 2, par exemple immédiatement au-dessous de l'opercule 5 ou un peu plus bas si la cuvette de purge du fond est suffisamment Large et profonde 30 pour» le permettre. Eventuellement, la tige de support 21 peut être amincie pour permettre un rapprochement plus étroit des bagues métalliques 6 et 7* sous l'opercule 5* et il est également possible de substituer en partie ces bagues à la tige 21, par superposition de celles-ci sous 1'opercule dans l'enrobage par 35 le noyau. La figure 4 représente une réalisation de robinet d'arrêt à soupape 50 qui est déplacée dans le corps T' de robinet 11103 7 2006008 par un volant de manoeuvre 11' et une tige 10'. Cette soupape 50 ne peut être introduite dans le corps, "à moins qu'il ne soit fractionné ou que les brides 2' et 3' ne soient anormalement grandes s l'incorporation de la soupape 15 dans un noyau ne pré-5 sente aucune difficulté de même que la coulée du corps en une seule pièce, avec la soupape incluse. 11103 8 2006008 REVENDICATIONS 1 - Un procédé de réalisation plus particulièrement d'un robinet qui comprend un corps de robinet fondu avec des orifices d'entrée et de sortie et un obturateur mobile placé dans ce corps et pouvant être actionné par un dispositif qui traverse une 5 ouverture de celui-ci, procédé suivant lequel l'obturateur est fabriqué, puis inclus dans un noyau sur lequel le corps de robinet est coulé en une seule pièce, l'obturateur étant ainsi inclus dans le corps, le noyau est alors enlevé par l'un des orifices du corps pour dégager l'obturateur, puis celui-ci est relié au dispo-10 sitif d'actionnement, qui est introduit avantageusement à cette fin, depuis l'extérieur par une ouverture du corps. 2 - Un procédé selon la revendication 1, le corps comprenant les sièges de l'obturateur et une ouverture de passage de la tige de robinet mais n'ayant pas de chapeau démontable ou élé- 15 ment analogue, permettant l'introduction et l'enlèvement de l'obtu rateur, procédé dans lequel cet obturateur est entièrement terminé avant d'être inclus dans le noyau,étant éventuellement traité en finition de fonctionnement, la forme du noyau correspond à celle de la partie de cavité du corps dans lequel l'obturateur est 20 contenu en position d'ouverture du robinet par rapport auxdits sièges, le reste du noyau correspondant à la partie restante de cavité comprenant les passages des raccords à brides et de tige de robinet, etc.; ce noyau est fixé dans un moule de coulée du corps; après la coulée, le noyau est retiré de celui-ci par l'un 25 des passages de brides, le corps est usiné intérieurement aux points nécessaires, la tige de robinet est introduite par l'ouverture correspondante et est montée, puis les dernières finitions sont exécutées. 3 - Un procédé selon la revendication 2, dans lequel 30 l'obturateur est monté avant inclusion dans le noyau sur une tige de support ou organe analogue, qui est introduit en place de la tige de robinet dans l'obturateur et y est fixé de manière amovible, puis est retiré après la coulée et remplacé par ladite tige de robinet, 4 - Un procédé selon la revendication 3* dans lequel ledit organe-support constitue l'armature de la partie de noyau 69 11103 9 2006008 formant l'ouverture de passage de la tige de robinet dans le corps de robinet et éventuellement, l'armature d'une partie de noyau formant l'orifice de purge de fond dudit corps. 5 - Un procédé selon la revendication 2, appliqué à la 5 réalisation d'un robinet d'arrêt à vanne comprenant un corps de robinet, un opercule coulissant en métal et des bagues d'étanchéité insérées dans les sièges annulaires intérieurs dudit corps, aux débouchés des passages de brides de raccordement de chaque coté de l'opercule pour réaliser l'étanchéité sur les surfaces planes 10 et de préférence annulaires de celui-ci dans la fermeture du robinet, procédé dans lequel 3es bagues d'étanchéité sont usinées, finies en condition de fonctionnement et fixées par rapport à l'opercule également fini, l'ensemble étant ainsi inclus dans le noyau de manière qu'au moins l'opercule soit placé dans la partie 15 formant la partie de cavité du corps contenant l'opercule en position d'ouverture du robinet, ce noyau étant de dimensions suffisantes pour que cette dite partie puisse contenir à la fois l'opercule et les bagues d'étanchéité sur les cotés de celui-ci et après coulée dudit corps et enlèvement d'au moins la partie du noyau 20 correspondant aux passages d'écoulement et de raccordement du robinet, les sièges annulaires de bagues d'étanchéité sont ménagés aux points déterminés du corps par line opération réalisée à travers lesdits passages des raccordements, lesdites bagues d'étanchéité et opercule étant alors retenus dans la partie de cavité contenant 25 l'opercule à l'ouverture du robinet, après que le restant du noyau a été enlevé le cas échéant, les bagues d'étanchéité sont détachées de l'opercule et montées en place dans les sièges usinés, la tige de robinet est montée et fixée suivant l'axe du corps et les opérations nécessaires restantes de montage sont réalisées. 30 6 - Un procédé selon la revendication 5.» dans lequel le corps de robinet est coulé avec des nervures internes de guidage de l'opercule coulissant et celui-ci comporte des tenons de guidage, ou éléments analogues, devant être guidés par les nervures, cet opercule étant inclus dans le noyau en une position 35 telle que lesdits tenons sont placés pendant la coulée à coté desdites nervures pendant la coulée, puis après celle-ei sont amenés au contact des surfaces de guidage de ces nervures par une rotation convenable. 11103 10 2006008 7 - Un procédé selon la revendication 5 de fabrication d'un robinet dont le corps est coulé avec des nervures internes de guidage de l'opercule et dont celui-ci comporte des tenons de guidage ou éléments analogues devant être guidés par les nervures dans lequel cet opercule est inclus dans le noyau correspondant, 5 une position distante de sa position initiale normale à l'ouverture entière du robinet et les nervures de guidage partent d'un point du corps en deçà de la position initiale desdits tenons, de manière que, lorsque l'opercule est amené vers l'intérieur en position normale d'ouverture complète, ces tenons prennent appui 10 sur les nervures et que l'opercule soit ainsi maintenu de sorts que dans la position d'ouverture complète les tenons sont maintenus sur les nervures. 8 - Un procédé selon l'une des revendications 5 à "J, dans lequel les bagues d'étanchéité sont fixées sur l'opercule 15 avant inclusion dans le noyau, en position correspondant à celle d'étanchéité de l'opercule lorsqu'il ferme le robinet et le noyau est assez grand pour que ces bagues puissent être déplacées dans le corps coulé afin d'être insérées dans leurs sièges usinés aux points déterminés. 20 9 - Un procédé selon l'une des revendications 5 à J, dans lequel les bagues d'étanchéité sont incluses dans le noyau en un point situé au-delà d'une extrémité de l'opercule.