Brevet FR2629554A1 — publié le 19891006

i VALVE POUR FLUIDE, EN PARTICULIER VALVE PNEUMATIQUE POUR AVERTISSEUR A AIR COMPRIME. L'invention est relative à une valve pour fluide, du genre de celles qui comprennent un clapet porté par une tige montée coulissante dans un corps de valve, qui comporte un siège contre lequel le clapet est propre à s'appliquer sous l'action de moyens de rappel élastiques, l'ouverture du clapet pouvant être assurée à l'aide d'un organe de commande agissant sur la tige de la valve. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, une valve pneumatique, notam- ment destinée à un avertisseur à air comprimé à deux tons, tels que ceux utilisés sur les trains. L'invention a pour but, surtout, de fournir une valve du genre défini précédemment qui soit d'un encombrement réduit tout en assurant une étanchéité excellente, afin de minimiser la consommation de fluide sous pression.- Il est souhaitable, en outre, que la valve permette de commander un appareil auxiliaire en même temps que le fluide est distribué. Selon l'invention, une valve pour fluide, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait que le clapet comporte un joint torique pour réaliser une étanchéité axiale contre le siège, ce joint torique étant enfermé dans une gorge et maintenu par une couronne cylindrique sur sa périphérie extérieure, le joint torique étant propre à venir en appui axial contre une face transversale à l'axe de la tige, et que le siège du clapet est situé du côté de l'arrivée du fluide sous pression, de sorte que ce clapet est sollicité à la fermeture par la pression. La valve comporte une coupelle montée sur la tige de valve, du côté opposé au siège, cette coupelle étant munie d'un rebord cylindrique propre à coiffer le joint torique, et formant ladite couronne. Avantageusement, un jeu est.prévu, en fin de course de fermeture, entre l'organe de commande et l'extrémité voisine de la tige de la valve, pour per- mettre d'assurer la venue en contact du joint torique contre le siège. Les moyens de rappel élastiques comprennent,. de préférence, un ressort en hélice disposé entre la coupelle et le fond d'une chambre recevant le fluide sous pression, la coupelle étant en butée axiale con- tre un épaulement de la tige de valve. La valve peut être double et comprendre deux clapets d'axes parallèles, disposés côte à côte; la valve comporte alors une entrée centrale de fluide sous pression qui comprend un alésage.sécant avec les deux chambres contenant les deux clapets, ces chambres comprenant les moyens de rappel élastiques. L'organe de commande, pour la valve double, comprend un balancier qui agit, par basculement, alternativement sur chaque tige de clapet, ce balan- cier étant commandé par une manette. Un contact électrique peut être associé à la valve pour être commandé simultanément avec le ou les clapets; avantageusement, le contact est décalé, par rapport au corps de valve, suivant une direction parallèle à l'axe de basculement de l'organe de com- mande. De préférence, le contact est disposé avec son poussoir dans le plan de basculement de la manette, tandis que le corps de valve est déporté par rapport à ce plan, le balancier prévu pour agir sur les tiges des clapets étant portée par un manchon cylindrique engagé sur un arbre traversé orthogonale- ment, ainsi que le manchon, par une tige de manette. L'extrémité de la tige de manette propre à commander le contact électrique est située à proximité de l'axe de basculement de cette manette, et un dispo- sitif multiplicateur de course est prévu entre l'extrémité de la tige de manette et le poussoir du contact pour amplifier le mouvement de ladite extrémité. Cette extrémité de la tige de manette est munie, de préeférence, d'un galet, propre à appuyer contre le dispositif multiplicateur de course, ce der- nier comprenant un levier articulé sur un axe parallèle à l'axe de basculement de la manette, le levier du dispositif multiplicateur comprenant une surface de came concave en V contre laquelle est propre à agir le susdit galet. Le dispositif multiplicateur de course comprend, de préférence, un second levier articulé sur un axe parallèle à celui du premier levier, mais situé du côté opposé par rapport à la position moyenne de la manette, ce second levier présentant une surface concave coudée dont le creux est en appui contre une extrémité du premier levier, le second levier appuyant par son extrémité extérieure contre le poussoir du contact. Le dispositif multiplicateur est agencé pour assurer une commande symétrique du poussoir du contact suivant que la manette est déplacée dans un sens ou dans l'autre. Pour cela, avantageusement, le premier levier présente une face extérieure de référence qui, en position moyenne de la manette, n'est pas ortho- gonale A la direction de coulissement du poussoir du contact, la surface de came en V étant symétrique par rapport à la droite orthogonale à cette face et qui passe par le sommet du V. Avantageusement, la valve double pneumatique est montée sur un avertisseur à air comprimé, à deux tons, chaque clapet étant associé à un ton, respec- tivement aigu et grave. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ci- annexes, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une vue en élévation d'une valve double pneumatique, conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe suivant la ligne Il-II figure 3. La figure 3 est une vue arrière par rapport à la figure 1. La figure 4, enfin, est une coupe suivant la ligne IV-IV figure 3. En se reportant aux dessins, on peut voir une valve double pneumatique 1 composée de deux valves élémentaires 1l, lb identiques. La valve lb, bien visible sur la figure 2, comprend un clapet 2 porté par une tige 3 montée coul- issante dans un corps de valve 4 qui comporte un siège contre lequel le clapet 2 est propre à s'appliquer sous l'action de moyens de rappel élastiques 6 constitués par un ressort en hélice 7. L'ouverture du clapet 2 peut être assurée à l'aide d'un organe de commande 8 propre à agir sur la tige 3 de la valve qui traverse, de manière étanche, grâce à une bague 9, la paroi 10 du corps de valve. Le clapet 2 comporte un joint torique 11 pour réaliser une étanchéité axiale contre le siège 5. Ce joint 11 est enfermé dans une gorge 12 prévue sur une partie de plus fort diamètre de la tige 3. Le joint 1l est maintenu par une couronne cylindrique 13 qui prend appui sur sa périphérie extérieure, le joint il étant propre à venir en appui axial contre une face transversale à l'axe de la tige, cette face consti- tuant le siège 5. Ce dernier est situé du côté de l'arrivée du fluide sous pression de sorte que la pression contribue à accentuer la fermeture du clapet. Le joint 11 est donc d'autant plus étanche que la pression est grande. La couronne 13 est formée par le -rebord cylindrique d'une coupelle 14 montée coulissante sur la tige de valve du côté opposé au siège 5 et mainte- nue par un jonc ou circlip. Le ressort 7 est prévu entre cette coupelle et le fond de la chambre 15 dans laquelle est admis le fluide sous pression. La coupelle 14 et son rebord 13 ne laissent apparaître qu'environ le quart de la surface du joint torique et permettent de ne pas amoindrir l'élasticité du joint, tout en évitant tout décollement du joint 11 de la gorge 12 qui pourrait être provoqué par la vitesse de l'air se détendant. Comme visible sur la figure 1, les corps 4 des deux valves la, lb forment un seul bloc-16 comprenant un orifice central d'admission 17 (voir figure 4) qui débouche dans une chambre médiane d'alimentation 18, sécante avec les deux chambres latérales 15 contenant les clapets 12. De préférence, la chambre 18 est cylindrique et a son axe orthogonal à celui des autres chambres cylindriques 15, dont les axes sont parallèles, de même que ceux des tiges 3 des deux clapets. Sur la figure 1, on peut voir les deux ori- fices de sortie 19a, 19b, de la valve double, situés du côté de chaque siège 5 opposé au clapet 2. Dans une application particulière d'une telle valve double à la commande d'un avertisseur-à air comprimé, à deux tons, les orifices 19a, 19b sont reliés respectivement à l'avertisseur grave, et à l'avertisseur aigu ou inversement. La communication entre les trois chambres grace à des trous sécants permet un faible encombrement et une fabrication aisée. Comme visible sur la figure 2, un jeu 1 est prévu, en fin de course de fermeture, entre l'organe de commande 8 et l'extrémité voisine de la tige 3 de la valve pour permettre d'assurer la venue en contact du joint torique 11 contre le siège 5. L'organe de commande 8, prévu pour commander alternativement les tiges parallèles 3 des deux cla- pets de la valve double, comprend un balancier 20, dont le contour a sensiblement la forme d'un triangle isocèle, lié en rotation à une tige 21 de manette 22. Le balancier est solidaire d'un manchon cylindrique 23 engagé sur un arbre 24 monté rotatif dans une embase fixée, par une bride 26, sur une plaque-support 27, par exemple appartenant à un tableau de bord. Comme visible sur la figure 1, le bloc 16 est fixé sous l'embase 25 du côté opposé à la plaque 27. La commande manuelle se fait par l'intermédiaire de la manette 22 et de la tige 21 qui peuvent basculer de sorte que leur axe se déplace dans un plan orthogonal à l'arbre 24, en entraînant, dans ce mouvement de bascule, le balancier 20. Comme visible sur la figure 4, le corps de valve 16 et le balancier 20 sont déportés, suivant une direction parallèle à l'axe géométrique de l'arbre 24, par rapport au plan de basculement de la manette 22. Un contact électrique 28, muni d'un poussoir de commande 29, est associé à la valve pour Otre com- mandé simultanément avec les clapets. Ce cQntact 28 est décalé, par rapport au corps de valve 16, comme visible sur la figure 4, de sorte que le poussoir 29 du contact ait son axe situé dans le plan de bascule- ment de la manette 22 et de la tige 21. L'extrémité 30 de la tige 21, propre à commander le contact élec- trique 28, est située à proximité de l'axe géométrique de rotation A, dans le but de réduire l'encombrement de l'ensemble. Cette extrémité 30 est munie, de préférence, d'un galet rotatif 31. - Un dispositif multiplicateur de course 32 est prévu entre l'extrémité 30 de la tige de manette et le poussoir 29 du contact pour amplifier le mouve- ment de ladite extrémité 30. Le dispositif multipli- cateur de course 32 comprend un premier levier 33 articulé sur un axe 34 parallèle & l'axe de bascule- ment A de la manette 22, mais déporté transversale- ment. Le levier 33 comporte une surface de came 35 concave en V contre laquelle est propre à agir le galet, la pointe du V étant tournée du côté opposé à la manette 22. La section transversale du levier 33, comme visible sur la figure 4, a de préférence une forme en L, au niveau de la came.en. V, de manière à avoir une rigidité suffisante. Le levier 33 se pro- longe par une branche 36 recourbée sensiblement à angle droit du cOté de l'arbre 24 opposé à l'axe d'articulation 34. Un ressort de rappel 37 est prévu, Le dispositif multiplicateur 32 comprend un second levier 38 articulé -sur un axe 39 parallèle à l'axe 34 du premier levier mais situé du côté opposé par rapport au balancier 20. Ce second levier 38 a une forme coudée et sa partie concave reçoit l'angle con- vexe formé au niveau du retour 36 du premier levier. La face supérieure de ce levier 38 s'appuie sous le levier 33 et l'extrémité du levier 38 éloignée de l'axe 39 appuie, par sa face extérieure inclinée con- tre le poussoir 29. Le ressort 37 est comprimé entre l'extrémité de la branche recourbée 36 et une extrémité du levier 38 située au-delà de l'axe 39, de manière à assurer le rappel des deux leviers. La face extérieure de référence 40 du levier 33, en position moyenne de la manette 22, n'est pas orthogonale à la direction de coulissement du poussoir 29, comme visible d'après la figure 3, de manière à permettre, avec une surface 35 de came en V symétrique par rapport à une droite. orthogonale à cette face , et qui passe par le sommet du V, d'assurer une commande symétrique du poussoir 29, que la manette 22 se déplace d'un côté ou de l'autre par rapport à sa position moyenne. De préférence, un soufflet 41 dont la base est fixée sur la bride 26 est prévu pour entourer la tige 21 jusqu'à la poignée de la manette 22. Ceci étant, l'utilisation et le fonctionne- ment de la valve sont les suivants. En faisant basculer la manette 22 dans un sens ou dans l'autre, depuis sa position moyenne, on provoque l'enfoncement du clapet 2 correspondant et l'alimentation en air comprimé d'une des sorties 19a, 19b et donc l'alimentation de l'avertisseur associé, pour l'exemple considéré. Le déplacement vertical (selon l'exemple considéré) de l'extrémité 30 de la tige 21 est inférieur à la course nécessaire du poussoir 29 pour provoquer le basculement du contact interrupteur 28. L'amplification introduite par la coopération du galet 31 et de la surface de came 35 et par la coopération des leviers 33 et 38 permet d'obtenir l'amplitude de déplacement souhaitée. Le déplacement du galet 31 dans le V provoque une première multiplication du mouve- ment. Une seconde multiplication est due au rap- port des distances entre l'articulation 34 du premier levier et d'une part, l'extrémité convexe arrondie du levier 33 qui appuie contre le creux du levier 38, et, d'autre part, le point de contact entre le galet 31 et le V. Une troisième multiplication intervient en raison du rapport des distances entre l'articulation 39 du deuxième levier et, d'une part, le point d'attaque du poussoir 29, et d'autre part, la partie concave de ce second levier en appui contre l'extrémité arrondie du premier levier 33. La valve conforme à l'invention permet d'obtenir une étanchéité absolue. Le ressort de rappel 7 permet le maintien en position du clapet 2 même en l'absence de fluide sous pression. Cette valve reste d'un encombrement réduit, tout en étant d'une grande robustesse, pour des débits d'air comprimé à 8 bars de l'ordre de 20 litres/seconde. La valve pourrait être utilisée pour d'autres fluides, ainsi que pour d'autres applica- tions. REVENDICATIONS 1. Valve pour fluide, en particulier valve pneumatique, comprenant un clapet porté par une tige montée coulissante dans un corps de valve, qui com- porte un siège contre lequel le clapet est propre à s'appliquer sous l'action de moyens de rappel élas- tiques, l'ouverture du clapet pouvant etre assurée à l'aide d'un organe de commande agissant sur la tige de la valve, caractérisée par le fait que le clapet (2) comporte un joint torique (11) pour réaliser une étanchéité axiale contre le siège (5), ce joint torique (11) étant enfermé dans une gorge (12) et maintenu par une couronne cylindrique (13) sur sa périphérie extérieure, le joint torique (11) étant propre à venir en appui axial contre une face transversale à l'axe de la tige, et que le siège (5) du clapet est situé du côté de l'arrivée du fluide sous pression, de sorte que ce clapet est sollicité à la fermeture par la pression. 2. Valve selon la revendication 1,. caractérisée par le fait qu'elle comporte une coupelle (14) montée sur la tige (13) de valve, du côté opposé au siège (5), cette coupelle (14) étant munie d'un rebord cylindrique (13) propre à coiffer le joint torique (11) et formant ladite couronne. 3. Valve selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'un jeu (i) est prévu, en fin de course de fermeture, entre l'organe de commande (8) et l'extrémité voisine de la tige (3) de la valve, pour permettre d'assurer la venue en contact du joint torique (11) contre le siège. 4. Valve selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fait que les moyens de rappel élastiques (6) comprennent un ressort en hélice (7) disposé entre la coupelle (14) et le fond d'une cham- bre (15) recevant le fluide sous pression, la coupelle (14) étant en butée axiale contre un épaulement de la tige (3) de valve. 5. Valve selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle est dou- ble et comprend deux clapets (2) d'axes parallèles, disposés côte à cote, la valve comportant une.entrée centrale (17) de fluide sous pression qui comprend un alésage (18) sécant avec les deux chambres (15) con- tenant les deux clapets, ces chambres comprenant les moyens de rappel élastiques (6). 6. Valve selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'organe de commande (8) comprend un balancier (20) qui agit, par basculement, alternativement sur chaque tige (3) de clapet, ce balancier étant commandé par une manette (22). 7. Valve selon la revendication 6, dans laquelle un contact électrique est associé à la valve pour étre commandé simultanément avec le ou les cla- pets, caractérisée par le fait que le contact (28) est décalé, par rapport au corps de valve (4), suivant une direction parallèle à l'axe (A) de basculement de l'organe de commande (8). 8. Valve selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le contact (28) est disposé avec son poussoir (29) dans le plan de bas- culement de la manette (22), tandis que le corps de valve (4, 16) est déporté par rapport & ce plan, le balancier (20) prévu pour agir sur les tiges (3) des clapets étant porté par un manchon (23) cylindrique engagé sur un arbre (24) traversé orthogonalement, ainsi que le manchon, par une tige (21) de manette. 9. Valve selon la revendication 7 ou 8, caractérisée par le fait que l'extrémité (30) de la tige de manette propre à commander le contact élec- trique (28) est située à proximité de l'axe de basculement (A) de cette manette, et un dispositif multiplicateur de course (32) est prévu entre l'extrémité (30) de la tige de manette et le poussoir (29) du contact pour amplifier le mouvement de ladite extrémité. 10. Valve selon la revendication 9, caractérisée par le fait que l'extrémité (30) de la tige de manette est munie d'un galet (31) propre à appuyer contre le dispositif multiplicateur de course (32), ce dernier comprenant un levier (33) articulé sur un axe (34) parallèle à l'axe de basculement (A) de la manette, le levier (33) du dispositif multipli- cateur comprenant une surface de came concave en V (35) contre laquelle est propre à agir le susdit galet (31). 11. Valve selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le dispositif multipli- cateur de course (32) comprend un second levier (38) articulé sur un axe (39) parallèle à celui du premier levier, mais situé du côté opposé par rapport à la position moyenne de la manette (22), ce second levier (38) présentant une surface concave coudée dont le creux est en appui contre une extrémité du premier levier (33), le second levier (38) appuyant par son extrémité extérieure contre le poussoir (29) du con- tact. 12. Valve selon la revendication 10, ou 11, caractérisée par le fait que le dispositif multipli- cateur (32) est agencé pour assurer une commande symétrique du poussoir (29) du micro-contact (28) suivant que la manette (22) est déplacée dans un sens ou dans l'autre. 13. Valve selon la revendication 12, caractérisée par le fait que le premier levier (33) présente une face extérieure de référence (40) qui, en position moyenne de la manette (22), n'est pas s 2629554 orthogonale à la direction de coulissement du poussoir (29) du contact, la surface de came en V étant symétrique par rapport à la droite orthogonale à cette face (40), qui passe par le sommet du V. 14. Valve double pneumatique selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisée par le fait qu'elle est montée sur un avertisseur à air comprimé, à deux tons, chaque clapet (2) étant associé à un ton, respectivement aigu et grave.