Brevet FR2007262A1 — publié le 19700102

L■invention, concerne une soupape de commande avec un organe de manoeuvre et une partie soupape, séparés par un organe d'étanchéité en forme de membrane munie d'une poche ou analogue dans laquelle pénètre le prolon-5 gement basculant d'un levier de manoeuvre, qui réalise les mouvements de commutation de la partie soupape. On connait des soupapes de commande de ce type* Dans les dispositifs connus, le prolongement d'une armature battante est logé dans une poche en forme de tête 10 de soupape, disposée entre deux ouvertures de buse situées en vis à vis. En Ie absence de courant électrique, 1!armature battante est écartée de l'anneau de court-circuit muni du pôle opposé à l'aide d'un ressort à compression, la poche d'étanchéité correspondant au basculement du levier étant changée de direc-15 tion et fermant ainsi une des ouvertures de soupape» Lors de l'excitation de la bobine, 1'armature battante est attirée par le pôle opposé de sorte que la poche d'étanchéité s'applique maintenant contre l'autre buse. Lorsque l'armature battante est magnétisée par un courant d'excitation alternatif, pour éviter 20 les bruits métalliques et le ronflement, il est nécessaire que cette armature s'appuie contre le pôle opposé sans entrefer, mais quejsimultanément,la poche d'étanchéité s'applique contre la buse opposée dans la chambre de soupape ; il reste alors comme seul élément de compensation, l'élasticité de l'organe 25 d'étanchéité de soupape. Ceci est cependant très désavantageux car le temps et les conditions environnantes détériorent les propriétés du caoutchouc. L'invention a pour.but de remédier à ces inconvénients et de créer une soupape de commande 30 qui puisse commuter des pressions relativement élevées, tout en consommant une énergie relativement faible. L:invention concerne à cet effet, une soupape de commande comportant un organe de manoeuvre et une partie de soupape, séparés par un organe d'étanchéi-35 té en forme de membrane muni d'une poche ou analogue dans laquelle pénètre un prolongement basculant du levier de manoeuvre qui commande le mouvement de commutation de la partie soupape", soupape caractérisée par ce que la partie soupape a la forme d'un élément d'étanchéité ayant au moins deux positions extrême 4t0 d'équilibre stable, le dit élément d'étanchéité s ' appuyant, par 69 10871 2 2007262 son extrémité opposée sur son point de basculement ,..et par, 1 intermédiaire d'un élément élastique 13, sur l'extrémité du prolongement pour fermer dans chaque position extrême un siège de soupape, ce qui permet de commuter une soupape soumise à une 5 forte pression, à l:aide d'une faible énergie. Par cet agencement, la partie soupape exécute une sorte d'amorce de mouvement de basculement lors de la manoeuvre du levier de commande, ce qui permet une fermeture facile et rapide. De plus" la force destinée à l'or-10 gane d'étanchéité est produite par un élément élastique, dimen-sionné de façon à produire des forces d'étanchéité élevées. La partie commande,elle-même, n'a besoin que d'exécuter les mouvements de commutation ; Les forces de commutation nécessaires à cet effet, peuvent en raison de la constitution particulière 15 de la soupape formant une sorte de genouillère, être très faibles. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'élément élastique est un ressort à compression monté sur la paroi extérieure d'une douille de guidage 20 emmanchée sur l'organe d'étanchéité en forme de membrane, et ce, de préférence concentriquement au prolongement du levier de manoeuvre, tandis que l'extrémité libre de la douille de guidage s'appuie contre l'élément d'étanchéité. Ce mode de réalisation d'une construction très simple permet l'exécution de 25 mouvements de basculement irréprochables vers les deux côtés. Alors, la douille de guidage peut comporter Line collerette d'appui pour le ressort à compression, une douille d'appui en forme de couvercle étant montée sur son extrémité libre et dans laquelle on peut enfoncer 1Eélément d'étanchéité. Si la douille 30 d'appui est déplacée longitudinalement sur la douille de guidage et qu'on prévoit un jeu entre ces deux pièces, on obtient lors de la commutation, une certaine précession du prolongement du levier de commande, ce qui a pour conséquence que le niveau de la pression à maîtriser est encore augmenté. 35 Finalement la soupape selon l'invention peut être réalisée pour la commande électromagnétique, pour la commande électromagnétique à impulsion ou pour la commande mécanique. L'invention sera mieux comprise 40 en regard de la description ci-après et des dessins annexés re .69 10871 3 2007262 présentent des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - La figure 1 représente un mode de réalisation d'une soupape de commande selon l'invention, 5 pour une soupape magnétique à trois voies, dont l'unité de commande électromagnétique travaille selon le principe de l'armature battante. - La figure 2 représente un mode de réalisation de soupape de commande dont Ie élément de I 10 manoeuvre est conçu pour être actionné par des impulsions, la partie soupape étant réalisée comme dans la figure 1. - La figure 3 représente une soupape de commande munie d'une partie soupape comme dans les figures 1 et 2, mais destinée à une commande mécanique» 15 Dans la figure 1 on a prévu un boîtier constitué de deux parties la et lb, la partie la recevant l'organe de manoeuvre, alors que la partie de boîtier lb comporte la partie soupape. L'organe de manoeuvre est séparé de la partie soupape grâce à une membrane 3 insérée entre les par-20 ties de boîtier la et lb. L'organe de manoeuvre agissant selon le principe de l'armature battante, est constitué d'une bobine électromagnétique 4, d'une armature battante 5 et d'une culasse 6 avec anneau de court-circuit 7° L'armature battante 5 est montée pivotante sur le couteau 8 et est appliquée par le ressort 25 à compression 9 contre ce couteau. Son prolongement 10, situé en-dessous du couteau 8, est logé dans une poche 3a de la membrane 3, laquelle est protégée contre les endommagements par le prolongement 10 grâce à une douille 11 emboutie. La douille de guidage 12 est emmanchée sur la poche 3a j 1111 ressort à compres-30 sion 13 s'appuie sur l'épaulement 12a de cette douille sur l'extrémité inférieure de laquelle est emmanchée line douille d'appui 14 qui s'appuie contre le couteau 15 d'un organe d'étanchéité 16. L'organe d'étanchéité l6 lui-35 même comporte deux surfaces d'étanchéité l6a et l6b, qui ferment les sièges de soupape 17 ou l8, de façon étanche, suivant la position de l'armature battante 5» Un couteau basculant 19 est fixé à l'organe d'étanchéité l6 entre les surfaces d'étanchéité l6a et l6b, ce couteau assurant le positionnement de l'organe 40 d'étanchéité l6 ; il pénètre dans une cavité du corps de sou 69 10871 4 2007262 pape lb. Pour assurer le positionnement du couteau basculant 19 on peut également prévoir un organe de fixation particulier 20 dans le boîtier lb. L'organe d'étanchéité 16 peut être constitué par un corps métallique rigide ou analogue, comme suggéré dans 5 les dessins, cet organe se terminant à ses extrémités par les couteaux 15 et 19, et étant noyé sur toute sa périphérie dans une matière permettant d'assurer 1 ' étanchéité, de façon à -£er>-«er les surfaces l6a et l6b. Dans la partie du boîtier lb se trouvent des orifices pour la prise de pression 21, 22, 23, per-10 mettant l'introduction et l'évacuation de la soupape,du fluide à contrôler. L'armature battante 5 est représentée dans la position dans laquelle la bobine 4 est excitée. Si le circuit est ouvert, le ressort 24 écarte l'armature 15 battante 5 de la surface polaire 25 et la pousse contre la butée 26 ; dans le présent mode de réalisation cette butée 26 sert également de levier de manoeuvre de secours manuel avec son bouton pression 27 pour le débrancher. L'élément d'étanchéité 16 qui s'appuyait jusqu'alors sur le siège de soupape 17 selon 20 la surface d'étanchéité l6a, grâce à la composante du ressort à compression 13 appuyant sur le couteau 15, sort de cette position stable par le basculement de l'armature battante 5 pour arriver dans la position médiane instable et continuer ensuite le basculement lorsque cette position médiane instable est lé-25 gèrement dépassée. Elle parvient alors automatiquement, sous l'action de la force du ressort 13, dans la deuxième position d'extrémité stable, dans laquelle la surface d'étanchéité l6b du siège de soupape 18 est fermée. L'opération de commutation est alors terminée. Comme les surfaces d'étanchéité l6a et l6b 30 sont montées de façon symétrique par rapport à l'axe commun des couteaux 15 et 19, la force d'étanchéité, exercée par le ressort 13 dans les deux positions finales stables, sur les sièges de soupape 17 ou l8, est identique. Le ressort 13 peut être réalisé suivant les forces de fermeture souhaitées. 35 L'armature battante 5 et la bo bine 4, au cours de l'opération de commutation, doivent fournir uniquement les forces qui sont nécessaires pour le déplacement du prolongement 10 et de l'élément d'étanchéité 16 au delà du point d'équilibre instable pour lequel 11 aïxe du prolongement 10 40 est confondu avec l'axe moyen du ressort de compression 13, car 69 10871 5 2007262 la douille de guidage 13 et la douille de travail_l4 montées de façon concentrique sur le prolongement 10, se trouvent dans le prolongement de l'axe passant par les couteaux 15 et 19» Avec la soupape selon 1:invention il est possible d'exécuter l!opé-5 ration de commutation de façon simple, même lorsque les pressions s'appliquant sur les ouvertures 17 et l8 sont relativement grandes» Entre la douille de guidage 12 et la douille d'appui l4 il existe un certain jeu pour compenser 10 les tolérances de fabrication» Lors de 1:opération de commutation ce jeu produit une précession du prolongement 10 par rapport à l'élément d'étanchéité l6, ce qui a pour conséquence que le niveau de pression à maîtriser peut être notablement plus élevé » 15 Dans la figure 2 on a repré senté le mode de réalisation de l'élément de boîtier lb avec la membrane 3 et l'ensemble de la partie de soupape identique à celle de la figure 1. La partie de boîtier la avec l'organe de manoeuvre est au contraire conçue pour une commande par impul-20 sion. On a prévu dans ce cas deux bobines électromagnétiques 4a et 4b avec deux culasses 6a et 6b qui peuvent être excitées sélectivement» L'armature battante 5a est montée de façon basculante autour de l'axe 8a et elle se ferme suivant l'alimentation en courant du circuit magnétique dans la culasse 6a ou 6b 25 par l'intermédiaire des pièces en saillie 5b et 5c. Dans ce mode de réalisation on peut tirer profit de façon idéale des deux états d'équilibre stables des positions d'extrémité de l'élément d'étanchéité l6 et du ressort L3» Ce mode de réalisation présente de plus l'avantage que 1:extrémité supérieure 5d de 30 l'armature battante 5a peut être mise en oeuvre comme commande auxiliaire manuelle et simultanément comme indicateur de l'état de commutation» . Finalement dans la figure 3 on a représenté un mode de réalisation dans lequel, avec un élément 35 de boîtier lb identique et un mode de réalisation de l'élément de soupape identique alors que 1:élément de boîtier la n'est plus réalisé que sous la forme d'anneau de fixation ou de cadre de fixation pour la membrane -3 S il n'existe pas d'armature battante ou de bobine électrique ; par contre le prolongement 40 10 du levier de commande est élargi à la manière d'une fourche 69 10371 6 2007262 en deux éléments de levier 28 et 29, dont les extrémités comportent par exemple des galets pour coopérer avec des pièces mobiles mécaniques correspondant es « Dans ce mode de réalisation les avantages du dispositif selon l'invention, en ce qui concerne la 5 partie soupape donnent leur pleine mesure» Bien entendu l'invention ncest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d5autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre 10 de l'invention. 69 10871 7 2007-262 REVENDICATIONS 1°) Soupape de commande comportant un organe de manoeuvre et une partie de soupape, • séparés par un organe d'étanchéité en forme de membrane muni d'une poche 5 ou analogue, dans laquelle pénëtre un prolongement basculant du levier de manoeuvre qui commande le mouvement de commutation de la partie soupape, soupape caractérisée par ce que la partie soupape a la forme d'un élément d'étanchéité ayant au moins deux positions extrêmes d'équilibre stable, ledit élément d'é-10 tanchéité s'appuyant, par son extrémité opposée à son point de basculement, et par l'intermédiaire d'un élément élastique, sur l'extrémité du prolongement pour fermer dans chaque position extrême un siège de soupape, ce qui permet de commuter une soupape soumise à une forte pression, à l;aide d'une faible énergie» 15 2°) Soupape de commande selon la revendication 1, caractérisée par ce que l'élément élastique est un ressort à compression monté sur la paroi extérieure d'une douille de guidage emmanchée sur l'organe d'étanchéité en forme de membrane, et ce, de préférence concentriquement au prolonge-20 ment du levier de,manoeuvre, tandis que l'extrémité libre de la douille de guidage s'appuie contre l'élément d'étanchéité» 3°) Soupape de commande selon les revendications 1 et 2, caractérisée par ce que la douille de guidage comporte un épaulement formant butée pour le ressort 25 à compression, tandis que dans l'extrémité libre de la douille de guidage est emmanchée une douille d'appui, en forme de couvercle pour l'élément d'étanchéité» 4°) Soupape de commande selon les revendications 1 ou l'une ou plusieurs des autres revendi-30 cations et comportant trois voies, soupape caractérisée par ce que l'élément d'étanchéité réalisé de façon symétrique et comporte deux surfaces d'étanchéité inclinées l'une par rapport à l'autre, et entre lesquelles se trouve un couteau de basculement pour assurer le positionnement de l'élément d'étanchéité» 35 5°) Soupape de commande selon la revendication 4, caractérisée par ce que l'élément d'étanchéité comporte sur son côté opposé au couteau de basculement un autre couteau coopérant avec la douille d'appui» 6°) Soupape de commande selon 40 les revendications 4 et 5, caractérisée par ce que l'élément 69 10871 a 2007262 d'étanchéité est constitué sous la forme dEun corps métallique rigide, ou analogue, se terminant par des couteaux noyés dans une matière dcétanchéité» 7°) Soupape de commande selon 5 les revendications 1 ou 4, caractérisée par ce que les sièges de soupape sont disposés au voisinage du point de basculement de l'élément d'étanchéité» 8°) Soupape de commande selon les revendications 1 à 3 ou une ou plusieurs des revendications, 10 caractérisée par ce que la douille d'appui de la douille de guidage est guidée longitudinalement, tandis qu'un jeu est ménagé entre les deux douilles» 9°) Soupape de commande selon la revendication 1, caractérisée par ce que le levier de manoeu-15 vre a la forme d'une armature battante. 10°) Soupape de commande selon la revendication 9, caractérisée par ce que le levier de manoeuvre a la forme d'une armature battante à double effet, actionnée par deux bobines électromagnétiques commandées par impulsion. 20 11°) Soupape de commande selon la revendication 1, caractérisée par ce que le levier de manoeuvre a la forme d'un levier de basculement métallique en forme de fourche.