Brevet FR2628229A1 — publié le 19890908

( RÉPUBLIQUE FRAN AISE No de publication: 2 628 229 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉ:TE INDUSTRIELLE.Ai DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE NI d'enregistrement national: 88 02807 PARIS ( Int CI4: G 05 D 7/01; F 16 K 31/363//B 60 R 13/06. @) DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 4 mars 1988. ( Demandeur(s): Société dite: AUTOMOBILES PEUGEOT et Société dite: AUTOMOBILES CITROEN. - FR. ) Priorité ) Inventeur(s) Angel Liovera. Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. (i Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: rns Titulaire(s): ( Mandataire(s): Cabinet Weinstein. Dispositif régulateur de débit et unité d'extrusion de matériaux visqueux équipée d'un tel dispositif. 57) La présente invention concerne un dispositif régulateur de bit Ce dispositif régulateur de débit comprend un orifice d'en- trée 2a raccordé à une source d'alimentation S du matériau sous pression et un orifice de sortie 3a raccordé à un méca- nisme de distribution D, caractérisé en ce qu'il comporte un 3 2c piston 6 disposé à l'intérieur d'un cylindre 1 et définissant 3 b dans celui-ci, par l'intermédiaire de ses deux faces actives q= opposées 13, 11, une chambre d'entrée 15 et une chambre de. a sortie 12, ce piston 6 étant susceptible d'être translaté d'une..---.... J--Jr--, position de fermeture vers une position d'ouverture sous l'ac-. '._' I tion du matériau débouchant de l'orifice d'entrée 2a lors de ':'1j26.. l'actionnement du mécanisme de distribution D, pour permettre ( 'i- 7t le passage du matériau débité de cet orifice vers l'orifice de2 2 permet l'obturation du conduit de liaison 16. ID L'invention s'applique, par exemple, à l'extrusion de maté- (% riaux visqueux. 'IMPRIMFRIE NATIONALE. 27. rue de la Convention75732 PARIS CEDEX 15 IL \/no do fier.,; gare, i I'IMPPIMFRIF NATIONALE. 27. rue de la Convention 75732 PARIS CEDEX 15 La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif régulateur de débit destiné à équiper une unité d'extrusion de matériaux visqueux. Elle vise également une unité d'extrusion de matériaux visqueux équipée d'un.tel dispositif. Les cordons d'étanchéité, pratiqués notamment sur les véhicules automobiles, sont réalisés à partir d'un matériau visqueux, tel que par exemple du mastic, et sont formés par l'intermédiaire d'une unité d'extrusion. Cette unité d'extrusion est constituée d'une source d'alimentation du matériau visqueux sous pression qui est raccordée à un mécanisme de distribution ou pistolet actionné par un opérateur ou par un manipulateur robotisé. Par ailleurs, la réalisation de ces cordons d'étanchéité doit répondre à des conditions strictes de qualité, tant sur le plan fonctionnel qu'esthétique. Ainsi, les unités d'extrusion ont été équipées de régulateurs de débit, disposés entre le mécanisme de distribution et la source d'alimentation, afin d'éliminer les phénomènes de surpression, générés lors de l'actionnement ou ouverture du mécanisme de distribution, ayant pour conséquence l'apparition, sur le cordon d'étanchéité, de surépaisseurs inacceptables. Cependant, ces régulateurs de débit sont généralement volumineux, coûteux et nécessitent à cause de leur encombrement une longueur importante de tuyau pour les raccorder avec le mécanisme de distribution. Ainsi, l'invention a pour but de fournir un régulateur de débit de faibles dimensions, pouvant être disposé à proximité du mécanisme de distribution, de conception simple et nécessitant un coût de fabrication peu élevé. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif régulateur de débit du type comportant un orifice d'entrée raccordé à une source d'alimentation du matériau sous pression, et un orifice de sortie raccordé à un mécanisme de distribution, caractérisé en ce qu'il comporte un piston disposé à l'intérieur d'un cylindre et définissant dans celui- ci, par l'intermédiaire de ses deux faces actives opposées, une chambre d'entrée et une chambre de sortie reliées respectivement aux orifices d'entrée et de sortie, ce piston étant susceptible d'être translaté d'une position de fermeture vers une position d'ouverture sous l'action du matériau débouchant de l'orifice d'entrée lors de l'actionnement du mécanisme de distribution, pour permettre le passage du matériau débité de cet orifice vers l'orifice de sortie par au moins un conduit de liaison, ledit piston étant susceptible d'être translaté de-sa position d'ouverture vers sa position de fermeture sous l'action d'un moyen de rappel lors de l'arrêt du mécanisme de distribution, ce qui permet l'obturation du conduit de liaison. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen de rappel est constitué par la face active du piston qui définit la chambre de sortie du cylindre et qui est actionnée par le matériau débité par le conduit de liaison et refoulé depuis l'orifice de sortie, lors de l'arrêt du mécanisme de distribution. On précisera ici que la face active du piston qui définit la chambre de sortie du cylindre possède une surface supérieure à la face active, opposée de ce piston, qui définit la chambre d'entrée. Selon encore une autre caractéristique de cette invention, le conduit de liaison est pratiqué axialement à l'intérieur du piston, et il coopère avec un moyen d'étranglement permettant, sous l'action du moyen de rappel du piston, l'obturation de ce conduit. On précisera encore ici que le moyen d'étranglement est constitué d'une part, d'un siège qui est disposé à l'extrémité du conduit de liaison débouchant dans la chambre d'entrée du cylindre et qui est muni d'une portée sphérique dirigée vers l'orifice d'entrée et prolongée par un orifice traversant, et d'autre part d'une bille de forme complémentaire à la portée sphérique maintenue par un support fixé dans ledit cylindre. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, le support est formé d'un disque évidé, maintenu entre un épaulement ménagé dans la chambre d'entrée, et un embout vissé sur le cylindre, ce support comportant d'une part, au moins un orifice de passage permettant le transfert du matériau débité par l'orifice d'entrée vers la chambre correspondante, et d'autre part un évidement de forme sensiblement tronconique dans lequel est scellée ladite bille d'étranglement, par collage, soudage ou analogue. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: - la figure unique est une vue en coupe longitudinale du dispositif régulateur de débit conforme à l'invention, raccordé à une source d'alimentation du matériau sous pression et à un mécanisme de distribution ou pistolet par l'intermédiaire de tuyaux de transport ou canalisations, représentés de façon schématique et en traits interrompus pour une meilleure compréhension du dessin. En se.reportant à la figure 1, un dispositif régulateur de débit conforme à cette invention comprend un cylindre 1 muni à ses deux extrémités d'embouts 2 et 3 pourvus respectivement d'un orifice d'entrée 2a et d'un orifice de sortie 3a. L'orifice d'entrée 2a et l'orifice de sortie 3a sont raccordés, respectivement, par l'intermédiaire de tuyaux de transport ou canalisations 4 et 5, d'un type classique, à une source d'alimentation du matériau sous pression S et à un mécanisme de distribution ou pistolet D. A cet effet, les orifices d'entrée 2a et de sortie 3a sont respectivement pourvus de taraudages 2b et 3b coopérant avec des filetages correspondants 4a et 5a des tuyaux de transport ou canalisations 4 et 5. Les embouts 2 et 3 sont munis respectivement de chambrages 2c et 3c, sensiblement coaxiaux aux orifices d'entrée 2a et de sortie 3a, et dont les taraudages respectifs 2d et 3d coopèrent avec des filetages la et lb réalisés aux extrémités extérieures opposées du cylindre 1, pour permettre la fixation des embouts 2 et 3 sur celui-ci. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention comporte un piston 6 disposé à l'intérieur du cylindre 1, dans deux alésages 7 et 8 sensiblement coaxiaux entre-eux et aux orifices d'entrée 2a et de sortie 3a. Le piston 6 est pourvu axialement de deux corps 9 et 10, disposés respectivement à l'intérieur des alésages 7 et 8. Le corps 9 du piston 6 est muni d'une face active 11 dirigée vers l'orifice de sortie 3a, qui définit dans l'alésage 7, à l'intérieur du cylindre 1, une chambre de sortie 12 débouchant dans l'orifice de sortie 3a. St Le corps 10 du piston 6 est muni quant à lui d'une face active 13 dirigée vers l'orifice d'entrée 2a, qui définit dans l'alésage 8 et dans un alésage 14 coaxial adjacent, une chambre d'entrée 15 débouchant dans l'orifice d'entrée 2a. On remarquera ici que.ia face active 11 définissant la chambre de sortie 12 possède une surface supérieure à la surface de la face active 13 définissant la chambre d'entrée 15. Les diamètres respectifs du corps 9 et de l'alésage 7, étant à cet effet supérieurs aux diamètres respectifs du corps 10 et de l'alésage 8. Par ailleurs, le piston 6 comporte un conduit de liaison traversant 16 pratiqué à l'intérieur de celui-ci, sur son axe longitudinal 6a. Le conduit de liaison 16 débouche librement dans la chambre de sortie 12 tandis qu'il comporte, du c8té de la chambre d'entrée 15, un moyen d'étranglement 17 permettant son obturation. Le moyen d'étranglement 17 est constitué d'un siège 18 fixé à l'extrémité du conduit de liaison 16 débouchant dans la chambre d'entrée 15 du cylindre 1. Le siège 18 est muni d'une portée conique 19 de forme concaves dirigée vers l'orifice d'entrée 2a et prolongée par un orifice traversant 20 pour déboucher dans le conduit de liaison 16. D'autre part, le moyen d'étranglement 17 est constitué d'une bille 21 qui est de forme complémentaire à la portée conique 19,et qui est maintenue par un support 22 fixé dans le cylindre 1. Le support 22 est formé d'un disque évidé, en appui contre un épaulement 23 ménagé dans la chambre d'entrée 15, et disposé à l'intérieur d'un alésage 24 adjacent et coaxial à l'alésage 14, réalisé à l'extrémité du cylindre 1. Le support 22 est maintenu par le fond 2e du chambrage 2c de l'embout 2 vissé sur le cylindre 1 et il comporte un ou plusieurs orifices de passage 25 permettant le transfert du matériau débité par l'orifice d'entrée 2a vers la chambre d'entrée 15 correspondante. Ainsi, le support 22, maintenu et bloqué entre l'épaulement 23 et l'embout 2, est fixé dans le cylindre 1. Par ailleurs, le support 22 est muni d'un évidement 26, de forme sensiblement tronconique, évasé vers le piston 6, et dans lequel est scellé la bille d'étranglement 21, par collage, soudage ou analogue. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'évidement 26 est réalisé dans une partie en saillie 22a du support 22, dirigée vers le piston 6. D'autre part, on remarquera que l'alésage 7 comporte, à proximité de l'alésage adjacent 8, un conduit radial traversant 27 permettant l'échappement et l'admission de l'air dans l'alésage 7 du c8té de la face arrière 28 du corps 9, opposée à la face active 11, lors du déplacement du piston 6 dans le cylindre 1. A cet effet, le corps 9 du piston 6 a été réalisé de telle sorte que sa face arrière 28 ne vienne pas en contact avec le fond ou épaulement de l'alésage 7 formé par la différence de diamètre entre cet alésage et l'alésage 8, afin que le conduit 27 ne puisse être fermé lors de l'obturation du conduit de liaison 16 par le moyen d'étranglement 17. En outre, les corps 9 et 10 sont respectivement pourvus à leur périphérie de gorges circonférentielles 29 et 30, recevant respectivement des Joints toriques 31 et 32 permettant l'étanchéité des chambres d'entrée 15 et de sortie 12. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Lorsque l'unité d'extrusion est mise en oeuvre pour réaliser une ou plusieurs opérations, par exemple, sur un véhicule automobile, le mécanisme de distribution D est à l'état repos, c'est-à-dire à l'arrêt, sa gachette ou son mécanisme de commande étant relâché pour empêcher l'écoulement du matériau. Ainsi, la source d'alimentation du matériau S est mise sous pression et le matériau débité du tuyau de transport ou canalisation 4 débouche dans l'orifice d'entrée 2a et passe au travers du ou des orifices de passage 25 pour remplir la chambre d'entrée 15. Le piston 6, ne subissant aucun effort antagoniste sur sa face active 11, en l'absence de matériau dans la chambre de sortie 12, se translate d'une position de fermeture, représentée sur la figure unique, vers une position d'ouverture, non représentée, sous l'action du matériau débouchant de l'orifice d'entrée 2a. Ainsi, le matériau débité passe au travers du conduit de liaison 16, vers la chambre de sortie 12, pour atteindre, par l'intermédiaire du tuyau de transport ou canalisation 5, le mécanisme de distribution ou pistolet D. Ce mécanisme étant non actionné, et par conséquent fermé, le matériau remplit le tuyau de transport ou canalisation 5, ainsi que la chambre de sortie 12, pour créer une pression sur la face active 11, qui grâce à sa surface qui est supérieure à la surface de la face active opposée 13, entratne le piston 6 vers sa position de fermeture o le moyen d'étranglement 17 obture le conduit de liaison 16. On précisera ici que la position de fermeture du piston 6, dans laquelle le conduit de liaison 16 est obturé, correspond à la position active du moyen d'étranglement 17, c'est-à-dire lorsque le siège 18 est en contact avec la bille 21 pour former une liaison étanche entre la chambre d'entrée 15 et la chambre de sortie 12. Ainsi, la translation'du piston 6 dans le cylindre 1 est limitée d'une part, dans la position de fermeture, par le contact siège-bille, et d'autre part, dans la position d'ouverture, lorsque le siège 18 quitte la bille 21, par le contact entre un fond 3e du chambrage 3c de l'embout 3 et la face active 11 du corps 9. Lorsque le mécanisme de distribution est actionné et qu'il permet au matériau se trouvant à l'intérieur du tuyau de transport ou canalisation 5 de s'échapper pour former un cordon d'étanchéité, la pression régnant sur la face active 11, à l'intérieur de la chambre de sortie 12, diminue, ce qui permet au matériau débité par l'orifice d'entrée 2a de translater le piston 6 de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture, la portée sphérique 19 du siège 18 quittant la bille 21. Par conséquent, le matériau débouchant de l'orifice d'entrée 2a, lors de l'actionnement du mécanisme de distribution D, passe vers l'orifice de sortie 3a par le conduit de liaison 16 du piston 6 en subissant une perte de charge éliminant la surpression initiale indésirable, générée par la source d'alimentation du matériau sous pression S, qui règne dans le tuyau de transport ou canalisation 4 au démarrage de l'opération d'extrusion. Lors de l'arrêt ou fermeture du mécanisme de distribution ou pistolet D, le piston 6 est de nouveau translaté de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture par le matériau agissant sur la face active 11, qui est débité par le conduit de liaison 16 et qui est refoulé par le tuyau de transport 5 et le conduit de sortie 3a. La face active 11, actionnée par le matériau ainsi débité par le conduit de liaison 16 et refoulé par le tuyau de transport ou canalisation 5, forme un moyen de rappel du piston 6 vers sa position de fermeture, lors de l'arrêt ou fermeture du mécanisme de distribution ou pistolet D. On remarquera ici que le conduit de liaison 16 peut être réalisé dans la paroi du cylindre i de façon longitudinale, en étant relié, à ses deux extrémités fermées, par des conduits radiaux, débouchant respectivement dans l'alésage 8 et dans l'orifice de sortie 3a. Le conduit radial, débouchant dans l'alésage 8, doit être positionné de telle sorte qu'il soit obturé par le corps 10 du piston 6 lorsque celuici est en position de fermeture, le déplacement du piston 6 pouvant être limité par un moyen d'arrêt approprié, tel qu'une goupille. De même, le conduit radial débouchant dans l'orifice de sortie 3a doit être disposé de telle sorte qu'il ne puisse être obturé par le corps 9 du piston 6 lorsque celui-ci occupe sa position d'ouverture. D'autre part, on remarquera que le dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs conduits de liaison 16, le moyen d'étranglement 17 ou la paroi du cylindre 1 étant alors adapté et/ou usiné de façon appropriée. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. R E V E.N D I C A T IO N S 1. Dispositif régulateur-de débit, notamment pour l'extrusion de matériaux visqueux, du type comprenant un orifice d'entrée (2a) raccordé à une source d'alimentation (S) du matériau sous pression, et un orifice de sortie (3a) raccordé à un mécanisme de distribution (D), caractérisé en ce qu'il comporte un piston (6) disposé à l'intérieur d'un cylindre (1) et définissant dans celui-ci, par l'intermédiaire de ses deux faces actives opposées (13, 11), une chambre d'entrée (15) et une chambre de sortie (12) reliées respectivement aux orifices d'entrée (2a) et de sortie (3a), ce piston (6) étant susceptible d'être translaté d'une position de fermeture vers une position d'ouverture sous l'action du matériau débouchant de l'orifice d'entrée (2a) lors de l'actionnement du mécanisme de distribution (D), pour permettre le passage du matériau débité de cet orifice vers l'orifice de sortie (3a) par au moins un conduit de liaison (16), ledit piston étant susceptible d'être translaté de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture sous l'action d'un moyen de rappel lors de l'arrêt du mécanisme de distribution (D), ce qui permet l'obturation du conduit de liaison (16). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de rappel est constitué par la face active (11) du piston (6) qui définit la chambre de sortie (12) du cylindre (1) et qui est actionnée par le matériau débité par le conduit de liaison (16) et refoulé depuis l'orifice de sortie (3a), lors de l'arrêt du mécanisme de distribution (D). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la face active (11) du piston (6) qui définit la chambre de sortie (12) du cylindre (1) possède une surface supérieure à la face active (13) opposée de ce piston (6), qui définit la chambre d'entrée (15). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit de liaison (16) est pratiqué axialement à l'intérieur du piston (6), et en ce qu'il coopère avec un moyen d'étranglement (17) permettant, sous l'action du moyen de rappel du piston (6), l'obturation de ce conduit. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen d'étranglement (17) est constitué d'une part, d'un siège (18) qui est disposé à l'extrémité du conduit de liaison (16) débouchant dans la chambre d'entrée (15) du cylindre (1) et qui est muni d'une portée conique (19) dirigée vers l'orifice d'entrée (2a) et prolongée par un orifice traversant (20), et d'autre part d'une bille (21) maintenue par un support (22) fixé dans ledit cylindre (1). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (22) est formé d'un disque évidé, maintenu entre un épaulement (23) ménagé dans la chambre d'entrée (15) et un embout (2) vissé sur le cylindre (1), ce support (22) comportant d'une part, au moins un orifice de passage (25) permettant le transfert du matériau débité de l'orifice d'entrée (2a) vers l'a chambre correspondante, et d'autre part un évidement (26) de.forme sensiblement tronconique dans lequel est scellée ladite bille d'étranglement (21), par collage, soudage ou analogue. 7. Unité d'extrusion de matériaux visqueux équipée d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6. 13c.'b 13 2c 1 3d 1 la -\2 a 2 t 2 9 5 23...