Brevet FR2590696A1 — publié le 19870529

"Soupape thermostatique à fonction d'ouverture et fermeture" L'invention part d'une soupape thermostatique ayant une fonction d'ouverture et une fonction de fermeture dont l'organe de fermeture est soumis à l'action d'un ressort de fermeture et, dans le sens de l'ouverture, à celle d'un élément opérationnel sensible à la chaleur, par l'intermédiaire d'un levier tournant, qui est accouplé avec un dispositif de commutation à déclic, qui est constitué d'un élement élastique appuyé fixe str~une cage, et d'un levier à abattant reliant les extrémités libres du levier tournant et de l'élément élastique avec une articulation , ces parties ayant des dimensions et une disposition telles que l'effort exercé par le dispositif de commutation à déclic sur le levier tournant atteint sa valeur maximum dans l'une des positions extrêmes de ce levier tournant, et diminue quand ce levier se déplace vers l'autre position extrême et est constitué en outre d'un commutateur électrique qui signale l'état de commutation de la soupape et dont l'action est induite par le déplacement du levier tournant. Les soupapes thermostatiques de ce type (DE 30 25893 A1) ont l'avantage d'éviter toute libération ou arrêt -furtif du gaz, et qu'en raison de i }importance relative de l'angle de rotation de l'élément élastique et du levier à abattant au cours du déplacement du levier, tournant de l'une à l'autre de ses positions extrèmes, les formes élastiques se maitrisent bien, et que l'on peut obtenir des forces relativement importantes sans que les paliers d'appui et de rotation des pièces subissent des contraintes d'une importance indésirable. Comne élément élastique, il y a avantage à utiliser une lame de ressort pré-tendue à courbure négative. Un problème se pose avec les soupapes thermostatiques de ce type quand la soupape, dans son état de commutation, reçoit, ou quand il doit être émis, lors de la commutation de la soupae, un signal destiné à commander d'autres éléments de l'appareil, par exemple un dispositif d'allumage ou un dispositif de sécurité de l'allumage. Dans un dispositif thermoélectrique connu de sécurité d'allumage (DE76 17 852 Ul), il est prévu sur l'organe de fermeture de la soupape, un aimant permanent dont le champ magnétique agit sur un commutateur > réalisé sous la forme d'un contact de Reed, monté extérieurement sur la cage de la soupape, qui est disposé sur un circuit d'un instrument optique d'indication de l'état de fonctionnement du dispositif de sécurité de l'allumage.Les organes de fermeture des soupapes actionnés par déclic pour ouvrir ou fermer, ne donnaient toutefois, dans beaucoup de cas, qu'une faible course de, par exemple 1,5mm avec laquelle l'actionnement effectif d'un commutateur, réalisé sous la forme d'un contact de Reed, ne sera pas garanti, ni même possible dans toutes les conditions de construction. Le dispositif suivant l'invention où le commutateur est placé, d'une façon connue, sur l'extérieur de la cage de l'armature, et peut être actionné par un champ magnétique, et en ce qu'un aimant permanent qui produit le champ magnétique est fixé sur le levier à abattant du dispositif de commutation à déclic, a en revanche l'ayant tage que l'aimant permanent qui actionne le commutateur placé à l'extérieur de la cage de soupape parcourt, lors de la commutation de la soupape un chemin sensiblement plus grand que organe de fermeture, de sorte qu'il est produit des forces de commutation plus importantes et que l'on peut alors utiliser aussi des commutateurs plus importants.Un modèle de réalisation avantageux est obtenu quand l'aimant permanent est inséré dans un bottier en matière plastique ouvert vers le commutateur qui doit être actionné, qui de son côté est fixé dans une échancrure marginale du levier abattant et qui peut y être fixé à demeure. D'autres dispositions avantageuses de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un exemple de réalisation et sont caractérisée en ce que l'aimant permanent est inséré dans un boitier en matière plastique et que ce dernier est enfoncé dans une échancrure marginale du levier à abattant et y est fixé de façon à ne pouvoir se détacher, et en ce que les parties du dispositif de commutation à déclic ont une disposition et des dimensions telles qu'au moment où le levier toume le levier à abattant parcourt, dans cette unité de temps, un angle de rotation plus - grand que celui du levier tournant. Un exemple de réalisation est illustré dans le dessin annexé et est expliqué plus en detail dans la description ci-après. On voit dans -la figure 1, en coupe, une soupape thermostatique pour un reservoir d 'eau industrielle, en coupe. - la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1 à plus grande échelle. - la figure 3 montre le dispositif de commutation a abattant de la soupape thermostatique de la figure 1, la soupape étant fermée, et la figure 4 le même dispositif quand la soupape est ouverte. La soupape thermostatique possède une cage constituée de trois parties 10, 12, 14 avec une perforation d'entrée 16 et une perforation de sortie 18, pour une installation conduisant, par une conduite, le gaz au brûleur d'un appareil. La perforation d'entrée 16 conduit dans la chambre d'admission d'une soupape magnétique, incorporée dans la cage 10,12, 14 dont la chambre de sortie est reliée par des perforations 20, 22 de la cage 14, avec une chambre 24, Cette dernière est reliée par une perforation 26, avec une chambre 28, d'où part l'orifice d'évacuation 18. Sur le bord supérieur de l'embouchure de la perforation 26 est faconné un siège de soupape 30 auquel est associé un organe de fermeture 32 qui est soumis à l'action d'un ressort de fermeture 34. L'organe de fermeture 32 est guidé mobile dans la chambre 24 à l'aide d'une cage 36 et est relié avec un goujon 38, qui s'avance, en passant par la perforation 26, dans la chambre 28. Parallèlement à l'axe de la soupape 30,32, est disposé un soufflet thermostatique 40 relié à un détecteur de chialeur, qui agit, contre la force d'un ressort 42, sur un poussoir 44 et un levier tournant 48, appuyé en 46, sur l'organe de fermeture 12, dans le sens de l'ouverture.L'extrémité supérieure du soufflet thermostatique 40 est reliée avec un axe de commutateur 50, qui porte une poignée tournante 52, et qui est en prise avec un trou fileté 54 de la partie 14 de la cage. Le levier tournant 48 est soutenu par la surface d'un épaulement 56 du poussoir 44 et est relié au dispositif de commutation à déclic, désigné dans son ensemble par la reférence 58, pour actionner par déclic la soupape 30, 32. Le dispositif de commutation 58 à déclic est constitué d'une lame de ressort 60 qui est appuyée fixement sur la cage en 62, et d'un levier à abattant rigide 64 qui réunit ensemble,avec une articulation, les extrémités libres dd levier tournant 48 et de la lame de ressort 60. Le fonctionnement de ce dispositif de commutation à déclic 58 est encore décrit plus loin avec référence aux figures 3 & 4. Le levier à déclic 64 est pourvu d'un appendice latéral 66, qui arrive jusqu'au voisinage de I'une des parois latérales 68 de la partie 12 de la cage. Le bord de cet accessoire 66 est pourvu d'une échancrure 70, dans laquelle est enfoncé un boitier 74 en matière plastique, ouvert vers la paroi latérale 68 et recevant un aimant permanent 72, en étant bloqué de façon à ne pouvoir se détacher involontairement (fig 2). Sur la paroi latérale 68 de la partie 12 de la cage est fixé extérieurement un commutateur 76 en forme de contacteur de Reed, de façon telle que le commutateur 76 et l'aimant permanent 72 se font exactement face quand le dispositif de commutation 58 à déclic prend sa position de commutation (figure 2) correspondant à la position d'ouverture de la soupape 30, 32. Les différentes pièces sont réalisées et accordées les unes avec les autres de telle façon, que le commutateur 76 ferme ses contacts, quand la soupape 30, 32 est ouverte, et inversement. Le commutateur 76 commande un dispositif d'allumage et un dispositif de sécurité de l'allumage qui, de son côté, surveille la soupape magnétique incorporée dans l'armature représentée. Cette commande n'est pas l'objet de l'invention et n'est par suite pas décrite dans le cadre de cette demande. La soupape thermostatique suivant l'invention règle l'arrivée du ga? au brûleur de l'appareil en fonction du besoin de chaleur qui est determiné par le détecteur de chaleur du soufflet thermostatique 40. En faisant tourner la poignée 52, on modifie la position axiale du soufflet thermostatique 40 et modifie par suite la tension du ressort 42, de sorte que l'on peut ainsi ajuster la valeur théorique . Le soufflet thermostatique 40 est étendu au maximum quand la température constatée par son détecteur correspond à la valeur de consiue que l'on a réglée sur la poignée tournante. Le poussoir 54 a alors atteint sa position la plus basse où le levier tournant 48 et le dispositif de commutation à déclic 55 prennent la position représentée dans la figure 3. L'aimant permanent 72 et le boîtier 74 en matière plastique ont été supprimés pour plus de clarté dans les figures 3 & 4. Dans la position de la figure 3, le point d'appui 62 de la lame de ressort 60, l'axe longitudinal du levier 64 à abattant, et par suite aussi ses points d'attaque 78, 90 sur le levier tournant 48 et sur la lame de ressort 60, se trouvent sur une droite commune 82, qui présente la distance normale a par rapport au point d'appui 46 du levier tournant 48. Le levier à abattant 64 forme avec le levier tournant 48 un angle aig b, et l'effort exercé par le levier à abattant 64 ou la lame de ressort 60 sur le levier tournant 48 a entraîné une légère.déformation du levier tournant 48 dont on nta pas tenu compte dans la figure.La position, représentée dans la figure 3 du dispositif de commutation 58 à déclic, est une position d'équilibre stable, car la lame de ressort 60 y trouve sa détente maximum. Dans cette position, l'extrémité libre du levier tournant 48 est abattue vers le bas assez loin pour que la soupape 30, 32, soit fermée et que les contacts de commutation du commutateur électrique 76, monté extérieurement, soient ouverts. Après une interruption de la fourniture de gaz, la température sous surveillance commence à baisser lentement, et le soufflet thermostatique, à se rétracter. Le ressort 42 exerce alors , par l'intermédiaire du poussoir 44, sur le levier tournant 48, un effort de plus en plus grand, qui s'accumule d'abord sur ce levier sous la forme d'un effet de déformation.Quand le refroidissement a atteint une valeur déterminée et le soufflet 40 une rétraction déterminée, l'énergie accumulée dans le levier tournant 48 l'emporte sur le moment de rotation exercé sur la lame de ressort 60 sur le levier tournant 48, après quoi, les différentes pièces se déplacent par un déclic pour prendre les positions illustrées dans la figure 4. Ce mouvement par déclic s'effectue du fait que, au moment où le levier tournant 48 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, la déformation de la lame de ressort 60 est certes augmentée, la distance normale a de la droite 82 par rapport au point d'appui 46 est toutefois diminuée, et cette diminution dépasse l'augmentation de la force de la lame de ressort. L'effort de rotation exerce par la lame de ressort 60 sur le levier tournant 48 est en defini- tive plus faible, de sorte que le travail de déformation accumulé dans ce levier 48 peut se déclencher brusquement. Dans la position de la figure 4, la droite 82 passe approximativement par l'appui 46, de sorte que le ressort 60 n'exerce plus aucun effort sur ce levier 48, bien que dans cette position, il soit plus tendu que dans la position de la figure 3. Dans la position de la figure 4, le levier tournant 48 a ouvert la soupape 30, 32 et fermé le commutateur électrique 76 placé extérieurement. De ce fait, le dispositif d'allumage et le dispositif de sécurité de l'allumage sont activés, ce dernier maintenant ouverte la soupape magnétique montée en aval de la soupape 30, 32 sur le parcours du gaz, quand le gaz libéré au brûleur est convenablement allumé. Pour bloquer les parties de la position de la figure 4, le dispositif peut être conçu de façon telle que le boîtier 74 en matière plastique recevant l'aimant permanent 72 s'appuie sur un épaulement de la partie 12 de la cage. la/ Soupape thermostatique ayant une fonction d'ouverture et de fermeture dont l'organe de fermeture est soumis à l'action d'un ressort de fermeture et, dans le sens de l'ouverture, à celle d'un élément opérationnel sensible à la chialeur, par l'intermédiaire d'un levier tournant, qui est accouplé avec un dispositif de commutation à déclic, qui est constitué d'un élément élastique appuyé fixe sur une cage, et d'un levier abattant1 reliant les extrémités libres du levier tournant et de l'élément élastique avec une articulation, ces parties ayant des dimensions et une disposition telles que l'effort exercé par le dispositif de commutation à déclic sur le levier tournant atteint sa valeur maximum dans l'une des positions extrêmes de ce levier tournant , et diminue quand ce levier se déplace vers l'autre position extrême, et est constitué en outre d'un commutateur électrique qui signale l'état de commutation de la soupape et dont l'action est induite par le déplacement du levier tournant, soupape caracterisee en ce que le commutateur électrique (76) est placé, d'une façon connue, sur l'extérieur de la cage (12) de l'armature, et peut être actionné par un champ magnétique, et en ce qu'un aimant permanent (72) qui produit le champ magnétique est fixé sur le levier à abattant (64) du dispositif de commutation (58) à déclic. 2'/ Soupape thermostatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant permanent (72) est inséré dans un bottier (74) en matière plastique et que ce dernier est enfoncé dans une échancrure marginale (70) du levier à abattant (64) et y est fixé de façon à ne pouvoir se détacher. 3 / Soupape thermostatique suivant 1 'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les parties (60,64) du dispositif de commutation à déclic (58) ont une disposition et des dimensions telles qu'au moment où le levier (48) tourne , le levier à abattant (64) parcourt, dans cette unité de temps, un angle de rotation plus grand que celui du levier tournant (48).