Brevet FR2562216A1 — publié le 19851004

- - 2562216 L'invention concerne un mécanisme à rigidité variable,, utilisant en effet un levier pliable ou un coulisseau, pour l'armement du système de sécurité d'un appareil de production instantanée d'eau chaude par le gaz du genre d'un chauffe-bains sans veilleuse permanente. On connait des dispositifs de sécurité d'allumage de brû- leurs à gaz dans lesquels, au moyen d'un bouton-poussoir on peut par l'intermédiaire d'un levier appliquer contre les pôles d'un aimant -luimême excité thermoélectriquement par une flamme de veilleuse- une armature qui maintient en position d'ouverture un clapet d'admission du gaz à l'ap- pareil. Lorsque l'on relache la pression manuelle sur le bouton-poussoir, l'armature reste collée contre l'électro- aimant, c'est-à-dire que l'appareil est "armé" et prêt à fonctionner. Une opération de puisage entraine, par l'inter- médiaire de la valve a eau, l'ouverture du clapet principal d'amenée de gaz au brûleur, lequel s'enflamme au contact de la veilleuse. Il existe de multiples systèmes mettant en application ce principe, que ce soit pour des appareils de production instantanée d'eau chaude du genre chauffe-eau ou chauffe-bains, ou pour des appareils de chauffage comme les chaudières mixtes à gaz dont la mise en fonctionnement en chauffage est asservie a des systèmes de commande et de régulation aptes à mettre en route une pompe de circula- tion qui met en oeuvre la valve à eau. Pour cela des contac- teurs électriques doivent être actionnés et cela a nécessité de la part des constructeurs de nombreuses réalisations à un ou plusieurs boutonspoussoirs utilisant des leviers de conception variées propres à assurer les opérations succes- sives d'armement et de commande de mise en marche d'un appareil. Le problème se pose de façon un peu différente pour les appareils fonctionnant sans veilleuse permanente, c'est-a- dire comportant un système complémentaire d'allumage et de sécurité réagissant à une demande de calories appelée par le mouvement de la valve à eau, et susceptible de mettre 2- - 2562216 l'appareil "en sécurité" en cas de réallumage infructueux. Parmi les divers systèmes d'appareils sans veilleuse per- manente, il y a notamment celui qui consiste à commander simultanément, au début d'un puisage - un dispositif d'alimentation électrique addtitionel de l'embout magnétique d'un dispositif de sécurité classique à thermocouple pendant le temps de décharge d'un condensa- -teur, - et un mécanisme d'armement de cet embout magnétique sus- ceptible de mettre au collage l'armature du clapet de sécurité d'admission générale du gaz à l'appareil, mais qui puisse "retomber" après cette opération d'armement, comme décrit dans la demande de brevet n 84 04 352 au nom de la demanderesse. Un mécanisme d'armement fluidique peut assurer cette fonc- tion par la mise en pression de gaz d'une chambre dont le déplacement de la membrane assure le collage de l'embout magnétique et l'ouverture du clapet principal de gaz, cette mise en pression étant ensuite suivie d'un dégonflage de la chambre par une fuite calibrée. A cette disposition parfois peu fiable, on préfère un méca- nisme d'armement mécanique à rigidité variable conforme à l'invention qui assure cette mise au collage de l'armature en début de puisage grAce a une transmission de mouvement rigide, mais dont la rigidité est supprimée par la butée de l'armature sur l'embout pour libérer l'armature et lui lais- ser la possibilité, si besoin est, de refermer le clapet gaz de sécurité. Selon l'invention le mécanisme d'armement mécanique à rigi- dité variable est constitué d'un levier articulé à deux branches susceptibles de prendre l'une par rapport à l'autre au moins une position encliquetée rigide et des positions désencliquetées non rigides, une des branches étant directe- ment liée au mouvement de la membrane de la valve a eau, l'autre branche étant l'organe moteur d'armement de l'embout magnétique du système de sécurité thermoélectrique. - _ %Selon une variante de l'invention le mécanisme d'armement mécanique & rigidité variable est constitué d'un coulisseau associe & un système de verrouillage du genre à bille rétra- table, qui sert d'organe de transmission du mouvement de la membrane de valve à eau, vers un piston d'armement de l'em- bout magnétique, ce piston d'armement se déverrouillant du coulisseau après la mise en butée sur l'embout de l'armature. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description ci-dessous, d'exemples de réa- lisations en référence aux dessins annexés qui représentent: - figure 1: une vue en coupe du mécanisme d'armement à levier articulé. - figure 2: une vue éclatée en perspective du levier articulé. - figures 3 à 7: des vuesschématiques en coupe du levier articulé au cours des diverses phases du fonc- tionnement. - figure 8: une vue en coupe du mécanisme d'armement à coulisseau. Le mécanisme d'armement représenté à la figure 1 est destiné à transmettre le mouvement de la membrane 2 d'une valve à eau au clapet de sécurité 3 permettant l'admission de gaz dans l'appareil. L'organe qui transmet ce mouvement est un levier articulé désigné dans son ensemble par la référence 1. Celui-ci est disposé à l'intérieur d'un bottier 4 dans lequel le gaz est admis d'un côté par le conduit 5, lors de l'ou- verture du clapet de sécurité 3 à l'encontre de la force de rappel du ressort 6. Ce clapet 3 est solidaire de l'arma- ture d'un embout magnétique 7 faisant partie d'un système de sécurité classique à thermocouple non représenté. Le gaz peut sortir du boîtier 4 par le conduit 8 vers les brûleurs non représentés lors de l'ouverture de clapet d'admission 9 à l'encontre de la force du ressort de rappel 20. Enfin, le boîtier 4 est mis en communication avec la veilleuse par le conduit 21. 4- Le levier 1 est articulé autour de l'axe 10. En se repor- tant aux figures 1 et 2, on note qu'il comporte deux branches 11 et 12. La branche 11, à gauche sur les figures, se ter- mine par une fourche 13 qui coiffe une entretoise 22 reliant le clapet d'admission gaz 9 a la tige de commande 23 qui traverse le bottier 4 et qui est solidaire de la membrane 2 de la valve à eau. Cette tige manoeuvre également les con- tacts électriques 24 nécessaires notamment au fonctionnement de l'allumeur. L'autre extrémité de la branche 11 forme un arrondi portant deux encoches 14 et 15. La branche 12, à droite sur les figures se termine par un plateau 16 en appui contre l'organe de guidage 25 du clapet 3, qui traverse l'o- rifice de passage du gaz vers le boîtier 4. Cette branche 12 renferme un cliquet 17 maintenu par un ressort 18 en appui sur l'arrondi de la branche 11. L'autre extrémité de la branche 12 a la forme d'une fourche munie d'orifices 19 grâce auxquels elle s'articule autour de l'axe 10. Selon une variante de l'invention non représentee chaque bran- che 11 ou 12 peut disposer d'un axe de pivotement indépendant qui se situe de préférence vers le milieu de la pièce. L'en- cliquetage se fait toujours au niveau de leurs extrémités. Dans le bottier 4, au droit du plateau 16 de la branche 12, est fixée une butée réglable 26 maintenue en position par un système d'encliquetage utilisant une bille 27 maintenue par un ressort 28. Le fonctionnement de ce mécanisme d'armement est illustré par les figures 3 à 7 qui représentent schématiquement le levier 1 de la figure 1 dans les diverses positions qu'il peut occuper La figure 3, comme la figure 1, montre le mécanisme en position repos. La membrane 2 de la valve à eau est en position basse et le clapet 3 est fermé sur son siège. Les branches 11 et 12 du levier 1, dans le prolongement l'une de l'autre, sont encliquetées dans cette position, le cliquet 17 étant engagé dans l'encoche 14. - 5 - Quand il y a puisage d'eau par l'usager, la membrane 2 se soulève et fait pivoter la branche 11, ainsi que la branche 12 encliquetée avec elle et formant donc un levier rigide. Cette branche 12 agit sur le clapet 3, le décolle de son siège et assure le collage de l'armature contre l'embout magnétique 7. Cette position représentée en pointillés à la figure 4 correspond à une montée in- termédiaire de la membrane pour laquelle les contacteurs électriques ont déjà été actionnés; l'allumage du brûleur peut donc se produire puisque le mouvement de l'entretoise 22 a également décollé le clapet d'admission 9 de son siège. Quand la pleine ouverture est atteinte, la branche 11 s'est élevée jusqu'au niveau représenté en traits pleine mais puisque la branche 12 est en butée contre le clapet, lui-même en butée sur l'embout magnétique fixe, il y a désencliquetage des deux branches, le cliquet 17 a échappé de l'encoche 14 à l'encontre de la force de rappel du res- sort 18, et reste en butée contre l'arrondi de la branche 11 entre les deux encoches 14 et 15. Le levier 1 est donc plié. A l'arrêt de puisage d'eau, la membrane 12 de la valve à eau revient à sa position initiale ainsi que la branche 11, et le clapet 9 se referme, comme l'illustre la figure 5. Ce mouvement de retrait de la branche 11 provoque le pivo- tement vers le haut de la branche 12. Mais le levier étant plié depuis la manoeuvre précédente, le plateau 16 de la branche 12 vient s'appliquer contre la butée 26. Il y a alors remise en ligne du levier et rêencliquetage des deux branches, le cliquet reprenant sa position dans l'encoche 14. Le mécanisme est ainsi revenu à la position repos. Néanmoins le clapet 3 reste ouvert encore quelques secondes, pendant le temps nécessaire au refroidissement du thermo- couple, avant de se refermer sous l'action du ressort 6. Cela veut dire que si l'usager effectue un nouveau puisage pendant ce court délai, le brûleur se réallume aussitôt et on se retrouve dans la position précédente illustrée à la figure 4. La figure 6 illustre la position du levier 1 en cas de tentative d'allumage infructueuse. La membrane 2 est en position haute, le clapet 9 est ouvert et, comme en début de puisage la branche 12 du levier, encliquetée en ligne avec la branche 11 ouvre le clapet de sécurité 3 comme représenté en pointillés. Le gaz est donc admis au brleur mais pour une raison quelconque ne s'enflamme pas. On tolère quelques secondes cet état de fait jusqu'à ce que le clapet 3 se referme, puisqu'il n'y a pas mise au collage contre l'embout magnétique 7. Cette action entraine le reencliquetage de la branche 12 du levier dans la seconde encoche 15, du fait que le puisage se poursuit et que la branche 11 est restée en position haute. Le levier 1 est donc plié dans une position encliquetee d'angle minimum comme representé en traits pleins à la figure 6. La figure 7 enfin, montre la position du levier 1 quand l'usager, s'étant aperçu du défaut d'allumage, arrête le puisage d'eau. La membrane 2 revient donc en position basse, mais puisque le levier était plié en position encliquetée d'angle minimum la branche 12 du levier tend à remonter en- core davantage et exerce alors une pression plus élevée qu'en fin de puisage après un allumage effectif sur la butée 26. Comme la force d'encliquetage de la bille 27 par le ressort 28 est inférieure à celle du cliquet 17 dans l'encoche 15, la butée 26 va s'effacer et remonter sous cette pression. Le levier occupe la position représen- tee; il est plié avec le même angle minimum. Cette butée escamotable 26 donne à l'appareil une sécurité supplémentaire. En effet si l'usager, après cette première tentative infructueuse d'allumage, veut recommencer l'opé- ration, le puisage entrainera l'ouverture du clapet 9 mais du fait de la position haute de la branche 12, toujours encliquetee dans l'encoche 15, le mouvement de pivotement du levier ne sera pas suffisant pour que le plateau 16 puisse ouvrir le clapet de sécurité 3. - 7 - Cela veut dire que l'appareil ne peut fonctionner; si l'usager insiste en effectuant des puisages répétés, le clapet 3 ne s'ouvrant pas, le gaz ne sera pas admis au brleur. Pour la remise en marche, le puisage étant stoppé, une action manuelle sur la butée Z6 la remet en position d'en- cliquetage sur la bille 27, et agit en même temps sur la branche 12 du levier 1 qui se remet en ligne le cliquet 17 ayant échappé de l'encoche 15 pour se replacer dans l'encoche 14. On est revenu en position repos selon la figure 3. La figure 8 illustre une variante de réalisation de méca- nisme d'armement à coulisseau. Les deux clapets de sécurité 3 et d'admission 9 sont cette fois alignés. Le gaz est admis à l'intérieur du boîtier 4 par un conduit quand le clapet d'admission 9 est ouvert à l'encontre de la force de rappel du ressort 20. Le clapet 9 est mon- té sur la tige de commande 23 qui traverse le boîtier 4 et qui est solidaire de la membrane 2 de la valve à eau. Le gaz sort du boîtier 4 par le conduit 8 vers le brûleur non représenté lors de l'ouverture du clapet de sécurité 3 qui est solidaire de l'armature de l'embout magnétique 7 du système de sécurité à thermocouple. Le mécanisme d'ar- mement destiné à transmettre le mouvement de la membrane 2 de la valve à eau au clapet de sécurité 3 permettant l'ad- mission du gaz dans le conduit 8 est assuré par une liaison à coulisseau désignée dans son ensemble par la référence 30 entre ledit clapet et la tige 23 qui suit les mouvements de la membrane. Cette tige porte une rainure 29 dans laquelle est maintenue, par un ressort 32, au moins une bille d'en- cliquetage 31. L'ensemble ressort-bille est disposé dans un logement prévu à cet effet solidaire du corps du clapet 3. IJn puits vertical dans le clapet 3 permet un déplacement relatif du clapet par rapport à la tige. - 8 - Les diverses phases de fonctionnement décrites en référence au mécanisme à levier, s'effectuent de façon analogue avec ce système à coulisseau 30; la position relative du clapet 3 par rapport à la tige 23 est variable selon que l'encliquetage est assuré au niveau de la rainure 29 avec la bille 31, ou que -l'ensemble est désencliqueté, la tige 23 étant engagée au maximum dans le clapet 3, c'est-à-dire que le clapet 9 est ouvert et le clapet 3 est fermé et que la distance entre les deux clapets est minimum ce qui correspond à l'angle minimum du levier I évoqué dans l'exem- ple précédent. On retrouve dans ce mécanisme, les mêmes fonctions essentielles de sécurité dans le cas d'un allumage infructueux. -9- Revendications. 1 / Mécanisme d'armement asserci au mouvement de la mem- brane d'une valve à eau d'un chauffe-bains sans veil- leuse permanente comportant un dispositif de sécurité à thermocouple et un clapet de sécurité d'admission gaz manoeuvré de façon positive par le mécanisme en début de puisage mais relâché par celui-ci après le premier temps d'armement, caractérisé par le fait que la transmission du mouvement de la membrane (2) au clapet (3) est assurée par un système mécanique à rigidité variable (1, 30) disposant d'un premier organe de liai- son (11,23) susceptible d'être encliqueté ou désencli- queté d'un second organe de liaison (12,3) selon les forces appliquées sur l'un ou l'autre lors des opérations de fermeture ou d'ouverture du clapet de sécurité. 2 / Mécanisme d'armement selon la revendication 1 caracté- risé par le fait cue le système mécanique à rigidité variable est constitué d'un levier (1) articulé dont une première branche (11) pivote autour d'un axe (10) en suivant le mouvement de la membrane (2) de la valve à eau et dont une seconde branche (12) également pivotante autour de l'axe (10), est encliquetable sur la première et agit sur le clapet de sécurité (3). 3 / Mécanisme d'armement selon la revendication 1 carac- térisé par le fait que le système mécanique à rigidité variable est constitué d'un levier articulé (1) dont deux branches (11 et 12) sont encliquetables l'une sur l'autre et dont au moins l'une possède son propre axe fixe de pivotement, indépendant de l'autre. 4 /Mécanisme d'armement selon la revendication 2 caracté- risé par le fait que la première branche (11) se termine par une fourche (13) qui coiffe une entretoise (22) reliant le clapet d'admission gaz (9) à la tige de commande (23) solidaire de la membrane (2). - 10 - 2562216 0/ Mécanisme d'armement selon la revendication 2 carac- térisé par le fait que la seconde branche (12) se ter- mine par un plateau (16) en appui contre le clapet (3) qui traverse l'orifice de passage du gaz vers le bol- tier (4). 6 / Mécanisme d'armement selon la revendication 2 caracté- risé par le fait que l'encliquetage des deux branches (11) et (12) est assuré, au niveau de l'articulation (10) selon une position droite ou une position pliée du le- vier (1), par l'interaction d'une pièce débrayable et mobile portée par une branche avec un profil de pièce jouant le rôle de butée porté par l'autre branche. 7 / Mécanisme d'armement selon la revendication 6 caractéri- sé par le fait que l'encliquetage des deux branches (11 et 12) est assuré par un cliquet (17) rappelé par un ressort (18) et porté par la branche (12), qui coo- père avec l'une ou l'autre de deux encoches (14, 15) portées par la branche (11). 8 / Mécanisme d'armement selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait qu'une butée (26) solidaire du bottier (4) limite le mouvement de pivotement de la branche (12) du levier (1). 9 / Mécanisme d'armement selon la revendication 8 caracté- risé par le fait que la butée (26), associée à un sys- tème d'encliquetage à bille et ressort (27-28), est dé- plaçable par rapport au bottier (4) et réarmable manuel- lement. / Mécanisme d'armement selon la revendication 1 carac- térisé par le fait que le système mecanique a rigidi- té variable est assuré par une liaison à coulisseau (30) entre la tige(23) solidaire de la membrane (2) de la valve à eau et le clapet de sécurité (3) mobile axiale- ment par rapport à la tige. - 11 - 2562216 / Mécanisme d'armement selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la liaison à coulisseau (30) est constituée d'au moins une bille d'enclique- tage (31) rappelée par le ressort (32), qui coopère avec une rainure (29) prévue sur la tige (23).