Brevet FR2621971A1 — publié le 19890421

Perfectionnements aux électrovalves destinées à contrôler des débits de aaz et à leurs Procédés de fabrication. L'invention est relative aux électrovalves destinées à contrôler des débits de gaz ainsi qu'aux procédés de fabrication de ces électrovalves. Elle concerne plus particulièrement le cas où lesdites électrovalves comportent - un boitier étanche équipé d'au moins deux raccords à des tuyauteries de gaz externes, l'un de ces raccords étant prolongé par une buse d'axe X faisant saillie à l'intérieur du boîtier, l'extrémité de cette buse for mant siège de clapet, - à l'intérieur de ce boitier : d'une part une armature magnétique associée à un aimant permanent de façon à délimiter un entrefer cylindrique de révolution autour de l'axe X, ouvert axialement en direction du siège de clapet, et à engendrer un champ magnétique radial per manent dans cet entrefer, et d'autre part un clapet propre à coopérer axialement avec le siège et porté par une bobine cylindrique de fil électrique, cette bobine étant logée dans l'entrefer de façon à pouvoir s'y déplacer axialement avec un léger jeu radial et étant montée dans le boîtier par l'intermédiaire d'un diaphragme métallique mince et élastique de support et de guidage, - et un circuit électrique permettant d'alimenter la bobine de façon à appliquer ou non le clapet contre son siège. Une électrovalve de ce type a été décrite dans le brevet France n 84 04890 de la demanderesse. Une utilisation préférée d'une telle électrovalve a été décrite dans le brevet France n 86 03189 de la demanderesse :- selon ce brevet, l'électrovalve est utilisée pour commander l'alimentation en gaz combustible du brûleur d'un chauffe-eau ou chauffe-bains en contrôlant le débit d'une fuite de ce gaz à partir d'un compartiment d'une valve pneumatique différentielle. Dans les modes de réalisation connus des électrovalves du genre indiqué, le diaphragme sert uniquement à supporter et à guider la bobine et les connexions électriques entre cette bobine et son circuit d'alimentation sont effectuées par des fils souples indépendants du diaphragme et isolés de celui-ci. Vu la très grande finesse du fil constitutif de la bobine, il est difficile de réaliser les connexions électriques entre les extrémités de ce fil et les fils souples de raccordement et ces connexions ne se prêtent pas à des fabrications en série. L'invention a pour but, surtout, de remédier à un tel inconvénient. A cet effet, les électrovalves selon l'invention sont essentiellement caractérisées en ce que le diaphragme qui supporte et guide la bobine est constitué par deux morceaux de feuille métallique conductrice découpée composant ensemble une rondelle centrale fendue selon un diamètre et prolongée radialement par deux bras, lesdits morceaux de feuille étant collés sur la bobine au niveau de la rondelle. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - les deux morcedux de feuille proviennent d'une feuille unique découpée au niveau de deux anses de raccorde ment bordant extérieurement les deux fentes diamétra les de la rondelle, - les bras s'étendent selon des parcours sinueux de ma nière à réduire la résistance aux déplacements axiaux de la bobine sans pour autant réduire la précision de son centrage, - les extrémités des bras les plus éloignées de l'axe sont évidées par des trous de fixation, - les bras selon l'alinéa précédent sont prolongés au delà des trous de fixation par des pattes de connexion électrique. La présente invention vise également les procédés de fabrication des électrovalves du genre ci-dessus. Ces procédés sont essentiellement caractérisés en ce que, pour réaliser le diaphragme, on part d'une feuille métallique conductrice découpée selon une rondelle centrale prolongée radialement par des bras et présentant en deux points diamétralement opposés deux fentes radiales bordées extérieurement par deux anses de raccordement , on place la bobine dans la rondelle, on colle la bobine ainsi mise en place contre la rondelle, on assure par soudage les connexions électriques entre les extrémités de la bobine et deux portions d'anses prolongeant respectivement les deux moitiés de la rondelle séparées par les fentes et l'on divise la feuille en deux morceaux électriquement isolés l'un de l'autre par découpe des portions médianes des deux anses. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ce dessin, montrent respectivement en coupe axiale selon I-I, figure 2 et en coupe transversale selon II-II, figure 1, une électrovalve établie selon l'invention. La figure 3 montre le diaphragme équipant cette électrovalve en l'un de ses états intermédiaires de fabrication. L'électrovalve comprend un boîtier étanche 1 équipé de trois raccords 2, 3 et 4 destinés à la fixation de tuyauteries externes de gaz, savoir un premier raccord 2 d'admission de gaz et deux autres raccords 3 et 4 disposés coaxialement selon un même axe X et destinés tous les deux à l'évacuation du gaz. Le second raccord 3 est équipé d'une buse 5 dont la position axiale est réglable par vissage, cette buse faisant saillie à l'intérieur du boîtier. L'extrémité 6 de cette buse forme un siège de clapet. Le boitier contient une armature magnétique 7 de révolution autour de l'axe X associée à un aimant permanent annulaire 8 de façon à former un entrefer cylindrique de révolution 9 dans lequel est engendré constamment un champ magnétique radial. Dans cet entrefer 9 est logée avec un léger jeu radial une bobine de fil électrique 10. Cette bobine 10 est montée sur un socle 11 luimême fixé sur l'armature 7 par l'intermédiaire d'un diaphragme 12 de support et de guidage autorisant uniquement les déplacements axiaux de ladite bobine. Ladite bobine porte au voisinage de son axe, par l'intermédiaire d'une coupelle perforée 13, un clapet 14 formé par une pastille élastique et propre à coopérer aevc le siège 6. Un alésage 15 d'axe X évidé de part en part dans l'armature 7 prolonge le raccord 4 et est lui-même équipé d'une buse 16 de position réglable par vissage et faisant saillie à l'intérieur du boîtier, l'extrémité 17 de cette buse constituant un second siège de clapet propre à coopérer avec un second clapet 18 également porté par la bobine 10 et constitué notamment, comme le clapet 14, par une pastille élastique. La présente invention concerne surtout la constitution du diaphragme 12. Ce diaphragme est ici constitué à partir d'une feuille en métal à ressort conducteur de l'électricité --tel que le bronze phosphoreux avec une épaisseur de l'ordre de 0,2 à 0,3 mm-- découpée de façon à former une rondelle centrale 19 (figure 3) prolongée radialement par deux bras 20 et évidée en deux points diamétralement opposés par deux fentes 21 elles-mêmes bordées extérieurement par des anses ou pontets 22 de raccordement comme visible sur la figure 3, la présence de ces anses 22 assure la continuité de la pièce. Les bras 20 sont destinés à être fixés sur le socle 11 par leurs extrémités les plus éloignées de la rondelle 19 ces extrémités comportent à cet effet des trous de fixation 23. Les tracés des deux bras 20 sont de préférence sinueux, s'étendant par exemple essentiellement selon une épingle à cheveux, de façon à améliorer la souplesse des débattements axiaux de la rondelle 19 sans pour autant réduire la précision de son centrage. Ces tracés des deux bras 20 sont de préférence symétriques l'un de l'autre par rapport à l'axe X, ce qui simplifie le montage. Chaque bras 20 est en outre prolongé au-delà du trou 23 par une patte de connexion électrique 24. La bobine cylindrique 10 est composée par un tronçon tubulaire en matériau isolant, notamment en carton, autour duquel a été enroulé un fil électrique et le diamètre intérieur de la rondelle 19 est choisi très légèrement supérieur au diamètre extérieur du tronçon tubulaire de façon à pouvoir recevoir celui-ci pratiquement sans jeu radial. Après sa mise en place dans la rondelle, la bobine est collée sur cette rondelle et les extrémités 25 (figure 2) de son fil sont connectées par soudage à deux pieds, des anses 22, prolongeant respectivement les deux moitiés de la rondelle qui sont séparées mutuellement par les fentes 21. Après ces opérations, on supprime par découpe les portions médianes des anses ou pontets 22, ce qui a pour effet de séparer automatiquement la feuille 18 en deux moitiés isolées électriquement l'une de l'autre sans pour autant les désolidariser mécaniquement entre elles du fait du collage intervenu entre-temps, la bobine formant par elle-même une entretoise de liaison rigide entre les deux moitiés ci-dessus qui constituent alors le diaphragme 12. L'ensemble monobloc bobine-diaphragme peut ensuite être mis en place très facilement dans le boîtier. A cet effet on dispose les deux trous de fixation 23 en regard de trous filetés prévus en attente dans le socle 11 et on assure la fixation à l'aide de vis 26. Ce montage se traduit par une mise en place automatique et très précise de la bobine 10 en position flottante dans l'entrefer 9. La connexion électrique avec des fils de connexion extérieurs 27 est très facilement réalisée sur les pattes 24, avant ou après la mise en place qui vient d'être décrite. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'une électrovalve dont la constitution résulte suffisamment de ce qui précède. Le fonctionnement de cette électrovalve est le même que celui de celles du même genre antérieurement connues : l'application d'impulsions de tension électrique sur les fils d'alimentation 27 se traduit par l'alimentation de la bobine 10 et comme celle-ci se trouve dans un champ magnétique, il en résulte des sollicitations axiales sur la bobine 10 et sur les clapets 14 et 18 qu'elle porte, sollicitations qui ont pour effet d'appliquer à tour de rôle ces clapets sur leurs sièges respectifs 6 et 17 : le gaz admis en 2 dans le boitier 1 sort alors de celui-ci soit en 3, soit en 4. Les déplacements de l'équipage mobile dans les deux sens axiaux peuvent être tous les deux commandés électriquement, c'est-à-dire par des excitations de polarités opposées de la bobine 10, mais les déplacements dudit équipage dans un sens peuvent également être assurés par un simple rappel élastique dû à l'élasticité même du diaphragme 12. Cette électrovalve présente un certain nombre d'avantages par rapport à celles antérieurement connues, en particulier en ce qui concerne la simplicité de la fabrication, notamment au plan du montage et de la réalisation des connexions électriques --du fait que les deux moitiés du diaphragme 12 servent elles-memes non seulement de supports mécaniques pour la bobine 10, mais aussi de conducteurs d'alimentation électrique pour celle-ci-- ainsi que la précision du centrage de la bobine et que la longévité de l'ensemble. Il est à noter en particulier que les connexions électriques effectuées entre les fils extérieurs 27 et les pattes 24 ne sont pas soumises aux débattements des clapets et n'affectent en aucune manière la liberté de ces débattements, du fait que les pattes 24 sont situées au-delà des zones d'ancrage fixes du diaphragme (trous 23). Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Electrovalve destinée à contrôler un débit de gaz comportant - un boîtier étanche (1) équipé d'au moins deux raccords (2,3,4) à des tuyauteries de gaz externes, l'un de ces raccords étant prolongé par une buse (5) d'axe X fai sant saillie à l'intérieur du boîtier, l'extrémité (6) de cette buse formant siège de clapet, - à l'intérieur de ce boîtier : d'une part une armature magnétique (7) associée à un aimant permanent (8) de façon à délimiter un entrefer (9) cylindrique de révo lution autour de l'axe X, ouvert axialement en direc tion du siège de clapet, et à engendrer un champ magnétique radial permanent dans cet entrefer, et d'autre part un clapet (14) propre à coopérer axiale ment avec le siège et porté par une bobine cylindrique (10) de fil électrique, cette bobine étant logée dans l'entrefer de façon à pouvoir s'y déplacer axialement avec un léger jeu radial et étant montée dans le boî tier par l'intermédiaire d'un diaphragme métallique mince et élastique (12) de support et de guidage, - et un circuit électrique permettant d'alimenter la bobine de façon à appliquer ou non le clapet contre son siège, caractérisée en ce que le diaphragme (12) est constitué par deux morceaux de feuille métallique conductrice découpée composant ensemble une rondelle centrale (19) fendue selon un diamètre (en 21) et prolongée radialement par deux bras (20), lesdits morceaux de feuille étant collés sur la bobine au niveau de la rondelle. 2. Electrovalve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux morceaux de feuille proviennent d'une feuille unique découpée au niveau de deux anses de raccordement (22) bordant extérieurement les deux fentes diamétrales (21) de la rondelle (19). 3. Electrovalve selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les bras (20) s'étendent selon des parcours sinueux de manière à réduire la résistance aux déplacements axiaux de la bobine (10) sans pour autant réduire la précision de son centrage. 4. Electrovalve selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que les extrémités des bras (10) les plus éloignées de l'axe sont évidées par des trous de fixation (23). 5. Electrovalve selon la revendication 4, caractérisée en ce que les bras (10) sont prolongés au-delà des trous de fixation (23) par des pattes de connexion électrique (24). 6. Procédé pour fabriquer le diaphragme (12) compris par une électrovalve selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'on part d'une feuille métallique conductrice découpée selon une rondelle centrale (19) prolongée radialement par des bras (20) et présentant en deux points diamétralement opposés deux fentes radiales (21) bordées extérieurement par deux anses de raccordement (22), en ce-que l'on place la bobine (10) dans la rondelle (19), en ce que l'on colle la bobine ainsi mise en place contre la rondelle, en ce que l'on assure par soudage les connexions électriques entre les extrémités (25) de la bobine et deux portions d'anses prolongeant respectivement les deux moitiés de la rondelle séparées par les fentes et en ce que l'on divise la feuille en deux morceaux électriquement isolés l'une de l'autre par découpe des portions médianes des deux anses (22).