Brevet FR2235529A1 — publié le 19750124

La présente invention, due aux travaux de Messieurs René CLEMENT, Philippe REVERT et André GRANGEON de la Société de Fabrication d'Eléments Catalytiques, vise un percuteur magnétique permettant d'appliquer une brusque contrainte sur un élément piézo-électrique utilisé comme générateur de tension. On sait qu'une des possibilités susceptibles d'etre utilisées pour allumer un jet de gaz combustible, dans le cas, par exemple, de briquets à gaz liquéfié, de chauffe-eau, de cuisinière ou d'appareil de chauffage domestique ou pour faire détoner un fluide ou un solide explosifs, consiste à produire une étincelle électrique au sein du flux ou de la masse à allumer. La haute tension nécessaire à produire cette étincelle peut être obtenue grâce à des céramiques piézo-électriques préalablement polarisées auxquelles on impose une brutale contrainte par choc ou percussion. De tels systèmes existent et sont maintenant utilisés industriellement comme composants de briquets, allume-gaz, cuisi nières, etc. Certains de ces dispositifs de percussion font appel à un grand nombre de leviers, ressorts de rappel, pièces d'échappement qui, du fait même de cette construction, présentent les inconvénients majeurs de complexité et de fragilité de tels mécanismes. La plupart des systèmes de percussion plus simples et moins encombrants mettent en oeuvre une pièce métallique massive, assimilable à un "percuteur", reliée à un organe de commande approprié , ce percuteur comprimant fortement un ressort et étant brutalement libéré de façon à venir frapper avec le maximum d'énergie l'élément de céramique piézo-électrique. C'est le principe de déclenchement de ce percuteur qui entraîne, dans les systèmes connus, une grande complexité du mécanisme, donc un coût élevé et une faible durée de vie. En effet, afin d'assurer la détente de ce percuteur, celui-ci peut être équipé d'un ou deux ergots latéraux qui, lors du mouvement de compression du ressort, montent le long de rampes taillées en oblique et qui, en fin de course, libèrent la masse de sa position de blocage et lui permettent de frapper l'élément piézo-électrique. Le percuteur est soit entraîne par un cylindre comportant des clips ou une épingle métallique ou encore des billes qui s'écartent en fin des course pour libérer -sa masse. Cet effet peut également être obtenu par le basculement d'un ou plusieurs étriers métalliques. Tous ces dispositifs comportent des pièces complexes et fragiles dont le frottement entraînera une usure rapide et un fonctionnement peu sûr. Ces mécanismes sont, de plus, onéreux et leur montage en grande série suppose un nombre d'opérations élevé ou des machines automatiques très compliquées. La présente invention a surtout pour but d'éviter les inconvénients des dispositifs connus et de réaliser un percuteur magnétique comportant un nombre de pièces très limité, ne supportant ni contrainte, ni usure particulières et pouvant, de ce fait, fonctionner pendant un temps très long et être réalisé en grande série à moindre frais. Le perc#uteur magnétique faisant l'objet de la présente invention est remarquable en ce qu'il comporte - un moyen de percussion centralenormalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée, - un premier moyen élastique appliqué au moyen de percussion et opposé à ladite attraction, - un second moyen élastique appliqué au moyen de percussion dans le sens de ladite attraction, - des moyens d'ectionnement pour comprimer les premier et second moyens élastiques, - un moyen récepteur de choc sur ledit élément piézo-électrique disposé en fin de course du moyen de percussion, - un boîtier qui contient lesdits moyens, la pièce aimantée et ledit élément piézo-électrique. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention le percuteur magnétique comporte - un percuteur central normalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée axiale, - un premier ressort hélicoïdal disposé autour de la pièce magné tique et maintenu entre un fond du boîtier et la face d'attrac tion du percuteur, - un bouton-poussoir avec une douille interne qui agit sur la premiere spire du ressort côté fond, - un second ressort hélicoïdal disposé axialement entre un autre fond du boîtier iu côté de lrélément piézo-électrique et la face de percussion du percuteur. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, le percuteur magnétique comporte - un percuteur central normalement soumis à l'attraction d'ne pièce aimantée annulaire, - un premier ressort hélicoïdal contenu dans un logement axial du percuteur et soumis à l'action d'un piston commandé par un bouton-poussoir, - un second ressort hélicoïdal disposé axialement entre un fond du boîtier du côté de ltélément piézo-électrique et la face de percussion du percuteur. Suivant une autre variante de réalisation de l'invention le percuteur magnétique comporte - un percuteur central normalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée annulaire, - une tige axiale appuyée par une extrémité sur la face d'attrac tion du percuteur et soumise à l'autre extrémité à l'action d'un premier ressort hélicoïdal logé dans uh un uton-poussoir, - un second ressort hélicoïdal disposé axialement entre un fond du boîtier du coté de l'élément piézo-électrique et la face de percussion du percuteur. Afin draugmenter l'effet de détente du percuteur qui résulte de sa séparation brusque d'avec la pièce aimantée, le premier ressort a une force de compression en fin de course sur le percuteur contrebalancée par l'attraction de la pièce aimantée et par la force de compression plus faible du second ressort qui s'exerce dans le sens de l'attraction. Dans les modes de réalisation énonces plus haut, la force d'attraction entre la pièce-aimantée et le percuteur peut etre augmentée par une aimantation en sens contraire des deux pièces. En variante, le percuteur peut être équipé d'un noyau aimanté dont les polarités sont opposées à celles de la pièce aimantée fixe. L'élément piézo-électrique comporte une électrode centrale isolée de la masse du boiter et d sposée sur leextré- mité opposée à celle du bouton poussoir. L'élément piézo-électrique est avantageusement soldé sur le boîtier du dispositif par un enrobage de résine et bloqué par un capuchon vissé sur i extré- mité opposée à celle du bouton-poussoir. La description se rapporte à des exemples de réalisation non limitatifs avec références aux dessins dans lesquels - la figure l illustre un mode de réalisation préféré du percuteur magnétique suivant l'invention, - la figure 2 est un autre mode de réalisation du percuteur magnétique, - la figure 3 est une variante des modes de réalisation illustrés par les figures 1 et 2. Sur la figure l, le percuteur magnétique comporte un percuteur central 1 normalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée 2. Ces deux pièces sont de préférence cylindriques et disposées coaxialement dans un boîtier 3. Le percuteur 1 comporte un marteau 1a sur sa face lb opposée à celle 1c d'attraction ; le marteau la est terminé par une extrémité concave Id. Un premier ressort hélicoidal 4 est monté entre la face 1 et un fond rapporté 5 sur le boîtier 3 avec interposition d'un anneau 6 en contact avec la première spire 4e. Des ouvertures 8 réparties sur le fond rapporté 5 permettent le passage d'éléments de liaison 10 avec un boutonpoussoir 12. Les éléments de liaison sont des entretoisEs 10 ou les griffes d'une douille (non figuré-) solidaires du bouton poussoir 12 d'un côté et appuyées sur l'anneau 6 de l'autre coté, Un second ressort hélicoldal 14 est logé entre la face lb et l'autre fond 3a du boîtier 3. Le premier ressort 4 nécessite de par ses dimensions une force de compression supérieure à celle du second ressort 14. Au repos, la force d'attraction de la pièce aimantée 2 qui retient le percuteur 1 est supérieure à la force antagoniste du ressort 4 et la force du second ressort 14 s'ajoute dans une faible proportion à celle de la pièce aimantée 2. L'élément 16 en soi connu est constitué par une céramique piézo-électrique , il est monté axialement dans le fond 3a et isolé du bottier 3 par un enrobage 18 à la résine. L'élément 16 comporte d'un côté un organe récepteur de choc ou "enclume" 16e de forme convexe 16b qui fait saillie à l'intérieur du boîtier. L'autre coté de l'élément 16 comporte une électrode 16c qui dépasse le corps du boîtier 3. Un capuchon isolant 30 vissé sur le boîtier protège l'électrode 16c. On notera que les formes concave et convexe des pièces la et 16a pourraient être interverties sans modifier les caractéristiques de l'invention. Ces formes sont avantageuses pour obtenir de bonnes surfaces d'impact. Le fonctionnement du percuteur magnétique de la figure 1 est le suivant ~ pour provoquer l'excitation de l'élément piézo-électrique 16, le bouton-poussoir 12 est enfoncé de manière que les entretoises 10 et l'anneau 6 compriment le ressort 4. Pour une course déterminée de l'anneau 6, la force antagoniste du ressort 4 devient supérieure à la force d'attraction de la pièce aimantée 2 sur le percuteur 1. il se produit alors une détente brusque du ressort 4 qui projette le percuteur 1 dans le bolier 3 jusqu'à la rencontre du marteau la et de l'enclume 16a. La détente du ressort 4 au moment de la séparation entre le percuteur 1 et la pièce aimantée 2 est réglée par le taux de compression du ressort 14 agissant dans le sens de l'attraction magnétique Sous le choc, l'élément piézo-électrique 15 génère une tension interne de façon connue qui est transmise à l'électrode 16c (l'enclume 16a forment l'autre électrode à la masse) de sorte qu'une étincelle jaillit entre la masse commune au boîtier 3 et à l'appareil utilisé et une électrode fonctionnelle (non figuré convenant au milieu ambiant , reliée à l'électrode 16c. Le figure 2 illustre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel certaines pièces ayant la même fonction que dans ltexemple de la figure 1 sont conformées de façon quelque peu différente. Sur la figure 2, une pièce aimantée annulaire 20 attire normalement un percuteur 21 qui contient un premier ressort 4 comprimé par un piston 22 solidaire d'un boutonpoussoir 12. Le piston 22 passe dans un alésage 20a de la pièce 20 et celle-ci est vissée dans le corps du boîtier 3, ce qui simplifie l'assemblage du dispositif par rapport à l'exemple de la fibre 1. Le fonctionnement du percuteur magnétique illustré sur la figure 2 est identique à celui de la figure 1. La figure 3 illustre une-variante de réalisation du percuteur magnétique représenté sur la figure 2. Sur cette figure, une pièce aimantée annulaire 20 attire normalement un percuteur 25 qui coulisse par l'intermédiaire d'un piston 25a dans le corps du boîtier 3. Une tige 26 glisse dans l'alésage central 20a de la pièce 20 ; la tige 26 s'appuie d'un côté sur la face d'attrac tion 25c du percuteur et de l9autre cabté sur un poussoir 27 en contact avec un premier ressort 4 contenu dans le b=uton-poussoir 28. Cette construction permet une simplification de la forme du percuteur 25 par rapport à celle de l'exemple de la figure 2. Le fonctionnement du percuteur magnétique de la figure 3 est identique à celui de le figure 1. Dans les modes de réalisation décrits plus haut, la force d-'attraction entre la pièce aimantée 2 ou 20 et le percuteur 1 ou 21 ou encore 25 (respectivement : figure 1 et figures 2 et 3) peut être augmentée par une aimantation en sens contraire des deux pièces. En variante, un percuteur tel que 1 peut etre équipé (non figure) d'un noyau aimanté dont les polarités sont opposées à celles de la pièce aimantée fixe telle que 2. Il va sans dire que la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été représentés et décrits à titre explicatif et que la portée du présent brevet s'étend aussi aux variantes de tout ou partie des dispositions décrites, restant dans le cadre des équivalences, ainsi qu'à toute application de telles dIspositions. REVENDICATONS 1 Percuteur magnétique pour générateur de tension piézo-électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de percussion centralenormalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée, un premier moyen élastique appliqué au moyen de percussion et opposé à ladite attraction, un second moyen élastique appliqué au moyen de percussion dans le sens de ladite attraction, des moyens d'actionnement pour comprimer les premier et second moyens élastiques, un moyen récepteur de choc sur ledit élément piézo-électrique disposé en fin de course du moyen de percussion, un boîtier qui contient lesdits moyens, la pièce aimantée et ledit élément piézo-électrique. 2. Percuteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un percuteur central normalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée axiale, un premier ressort hélicoïdal disposé autour de la pièce aimantée et maintenu entre un fond du boîtier et la face d'attraction du percuteur, un bouton-poussoir avec une douille interne qui agit sur la première spire du ressort coté fond, un second ressort hélicoïdal disposé axialement entre un autre fond du boîtier du coté de l'élément piézo-électrique et la face de percussion du percuteur. 3. Percuteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte un percuteur central normalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée annulaire, un premier ressort hélicoïdal contenu dans un logement axial du percuteur et soumis à l'action d'un piston commandé par un bouton-poussoir, - un second ressort hélicoïdal disposé axialement entre un fond du boîtier du côté de l'élément piézo-électrique et la face de percussion du percuteur. 4. Percuteur suivant la revendication 1, caractérisé en ceq q.;il comporte - un percuteur central normalement soumis à l'attraction d'une pièce aimantée annulaire, - une tige axiale appuyée par une extrémité sur la face d'attrac tion du percuteur et soumise à l'autre extrémité à l'action d'un premier ressort hélicoïdal logé dans un bouton-poussoir, - un second ressort hélicoïdal disposé axialement entre un fond du botier du côté de l'élément piézo-éle#ctrique et la face de percussion du percuteur. 5. Percuteur suivant ltune quelconque des revendisa- tions i à 4, caractérisé an ce que le premier ressort a une force de compression en fin de course sur le percuteur, contrebalancée par l'attraction de-la pièce aimantée et par la force de compression plus faible du second ressort qui s'exerce dans le sens de l'attraction. 6. Percuteur suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un percuteur central aimanté dont les polarités sont inverses de celles de le pièce aimantée. 7. Percuteur suivant l'une quelconquewdes revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un percuteur central muni d'un noyau aimanté dont les polarités sont inverses de celles de la pièce aimantée. B. Percuteur suivant l'une quelconque des~revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément piézo-électrique comporte- une électrode centrale isolée de la masse du boîtier et positionnée par un capuchon vissé sur l'extrémité opposée à celle du bouton-poussoir. 9. Application du percuteur selon Igune quelconque des revendications 1 à 8 à la réalisation d'appare#i#ls comportant un allumeur pour flamme libre. 10. Application du percuteur selon l'une quelconque des revendications I à 8 à la réalisation d'appareils de mise à feu pour explosifs