Brevet FR2653848A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne un agencement de valve constitué d'un boîtier dans lequel sont disposées une valve pilote à commande élec- tromagnétique, commandant une pression différentielle pneumatique et comportant deux sièges d'étanchéité qui sont disposés d'une manière coaxiale entre eux et d'une manière décalée axialement l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'un élément de fermeture, et une valve principale qui peut être actionnée par la pression différentielle et comporte deux sièges d'étanchéité qui sont disposés d'une façon coaxiale entre eux et d'une façon axialement décalée l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'un élément de fermeture, la position de cet élément de fermeture pouvant être modifiée à l'aide d'une cloison mobile à membrane sur laquelle peut s'appliquer la pression différentielle et qui est repoussée élastiquement par un ressort de rappel, cet élément de fermeture permettant une liaison entre un raccord de sortie et soit un premier, soit un second raccord d'entrée, l'organe de fermeture de la valve pilote et celui de la valve principale étant consti- tués l'un et l'autre par un élément de valve, élastique et à symétrie de révolution, qui est repoussé Plastiquement en direction des deux sièges d'étanchéité, et la cloison à membrane séparant deux compartiments pneuma- tiques dans le boîtier. Un tel agencement de valve est par exemple connu par la Demande de Brevet Allemant publiée n 3 739 337. Dans cet agencement de valve connu, la valve pilote, l'électro-aimant, la cloison à membrane et la valve principale ont un axe commun de symétrie, tandis que, dans la position de repos, les compartiments séparés par la cloison à membrane sont soumis à une dépression. Les raccords, réalisés sur une partie de raccordement, sont disposés de façon que leurs axes soient situés dans deux plans qui sont situés parallèlement à une certaine distance l'un de l'autre. On doit considérer comme inconvénients dans l'agencement de valve précédemment connu la longueur totale de celui-ci, sa structure complexe et le grand nombre de raccords pneumatiques, ainsi que le grand nombre de pièces nécessaires. C'est pourquoi la présente invention a pour but de perfectionner un agencement de valve du type indiqué au début, d'une façon telle que sa longueur totale soit considérablement raccourcie. Simultanément, l'ensemble doit être simplifié et le nombre des raccords pneumatiques doit être réduit. Cet agencement de valve doit être facilement réalisable par fabri- cation en série et doit être constitué de pièces individuelles pouvant être fabriquées à faible coût, de façon à pouvoir éviter dans une large mesure des dispositions complexes de fabrication. Conformément à la présente invention, ce but est atteint par le fait que l'axe commun de la valve pilote et de l'électro-aimant actionnant cette valve pilote s'étend perpendiculairement à l'axe de la valve princi- pale, dans un plan décalé radialement par rapport à cet axe, et en ce que, dans la position de repos, les deux compartiments sont soumis à l'action de la pression pneumatique la plus élevée. Une structure particulièrement compacte et d'encombrement réduit s'obtient dans le cas d'un perfectionnement avantageux apporté à l'objet de l'invention, le boîtier étant constitué d'une partie de raccordement et d'une partie intermédiaire, grâce au fait que les compartiments sont réalisés dans une chambre pneumatique qui est délimitée par la partie intermédiaire et une partie formant couvercle fixée sur celle-ci. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention qui favorise l'assemblage prévoit qu'une membrane faisant partie de la cloison à membrane est serrée entre la partie intermédiaire et la partie formant couvercle et que cette partie intermédiaire et cette partie formant couver- cle sont réunies entre elles par complémentarité de formes. Dans le cas d'un autre développement de l'invention, on obtient un raccourcissement supplémentaire de la longueur totale et/ou une simpli- fication supplémentaire de l'assemblage par le fait qu'un ressort de rappel, repoussant élastiquement la cloison à membrane, est disposé dans un évidement communiquant avec le compartiment pneumatique disposé du c8té intérieur dans le sens axial, ce ressort prenant appui sur un disque venant en butée sur le fond de l'évidement, ce disque retenant axialement une bague d'étanchéité qui assure l'étanchéité, par rapport à la partie inter- médiaire, d'un poussoir d'actionnement qui transmet le déplacement de la cloison à membrane de la valve principale. Conformément à une autre particularité avantageuse de l'inven- tion, la partie intermédiaire est pourvue de butées élastiques qui coopèrent avec la cloison à membrane lors d'un actionnement de l'agencement de valve de l'invention. Cette disposition permet d'obtenir un mode de fonctionnement de l'agencement de valve de l'invention qui provoque extrê- mement peu de bruit. Une autre variante avantageuse de réalisation de l'objet de l'invention prévoit que l'électro-aimant est disposé dans un évidement cylindrique ménagé dans la partie intermédiaire et est maintenu à l'aide de deux broches qui sont disposées perpendiculairement à l'axe de cette partie intermédiaire. De préférence, l'électro-aimant comporte un prolongement axial présentant une gorge radiale circonférentielle, les broches ayant une forme conique et s'engageant, à l'état assemblé, dans cette gorge circonfé- rentielle. Ces dispositions permettent d'ajuster d'une manière précise la course de fermeture et/ou d'ouverture de la valve pilote et de rendre optimaux le temps de mise en service et le temps de mise hors service de l'agencement de valve. Conformément à une autre particularité de l'invention, la sécu- rité fonctionnelle de l'agencement de valve conforme à l'invention est augmentée par le fait qu'un élément de filtration est interposé en amont de la valve pilote et un autre élément de filtration en amont du premier raccord d'entrée, ce dernier communiquant de préférence avec l'atmosphère. Une autre particularité de l'invention contribue à accroître encore la sécurité fonctionnelle, cette particularité consistant à munir la partie intermédiaire d'un guide qui reçoit le poussoir d'actionnement et dont la longueur est dimensionnée de façon que son extrémité soit située dans le plan contenant la surface d'étanchéité de l'élément de fermeture de la valve principale. Grâce à cette disposition, on élimine dans une large mesure le risque que le poussoir d'actionnement ne se coince. Suivant un autre développement de l'invention, on obtient fina- lement un raccourcissement du temps de mise en service de la valve pilote par le fait que la tête de valve de la valve pilote, qui porte l'un des sièges d'étanchéité de cette valve pilote, est mobile sans être soumise à une force quelconque au cours de la phase initiale du mouvement d'action- nement. Un mode de réalisation de l'invention va être décrit ci-après d'une manière plus détaillée, en regard des dessins annexés. Sur ceux-ci, la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un agencement de valve conforme à l'invention, la moitié gauche représentant une coupe sui- vant la ligne A-A et la moitié droite une coupe partielle suivant la ligne C-C de la figure 2 et la figure 2 représente une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1. L'agencement de valve représenté aux figures i et 2 est consti- tué pour l'essentiel d'une valve pilote 5, ainsi que d'une valve principale 7 qui sont disposées dans un boîtier i qui est divisé en une partie de raccordement 2, une partie intermédiaire 3 et une partie formant couvercle 4, parties qui sont de préférence réunies entre elles par complémentarité de formes. La partie de raccordement 2 comporte un deuxième raccord d'entrée ou raccord de vide 22, ainsi qu'un raccord de sortie 20, raccords dont les axes de symétrie 50, 30 sont disposés perpendiculairement l'un à l'autre et qui communiquent dans la position de repos. Sur l'extrémité du raccord de sortie 20 qui est disposée axiale- ment vers l'intérieur, un premier siège annulaire d'étanchéité 14 de la valve principale 7 est ménagé dans la partie de raccordement 2, ce siège d'étanchéité étant disposé d'une manière coaxiale par rapport à un second siège d'étanchéité 15 qui est prévu sur une tête de valve 12 pouvant être actionnée par un poussoir d'actionnement 11. Dans la position de repos de l'agencement de valve, le second siège d'étanchéité 15 coopère avec un élément de fermeture 13 qui, de préférence, est formé par un élément élas- tique et à symétrie de révolution et est repoussé élastiquement par un ressort de valve 16 en direction des deux sièges d'étanchéité 14, 15. L'agencement de l'élément de fermeture 13 dans le boîtier i est de préfé- rence choisi de façon que, à son extrémité opposée à la tête de valve 12, il soit emboîté sur un prolongement cylindrique 46 de la partie intermé- diaire 3 et soit retenu à l'aide d'un moyen annulaire 37 de maintien d'élé- ment de fermeture. Un premier raccord d'entrée 21, ou mise à l'atmosphère, est formé par plusieurs segments annulaires ménagés dans la partie intermé- diaire 3, un élément de filtration 35 étant disposé dans la zone périphé- rique de ces segments annulaires. A son extrémité opposée à la valve principale 7, la partie intermédiaire 3 délimite, avec la partie formant couvercle 4, une chambre pneumatique 40 qui est divisée, par une cloison à membrane 8 mobile axiale- ment et disposée dans cette chambre, en un premier compartiment 23 qui communique avec l'intérieur de la partie de raccordement 2 et en un second compartiment 24 qui est relié à l'atmosphère par l'intermédiaire de fentes 36 ménagées dans la partie formant couvercle 4. La cloison à membrane 8 est constituée d'une membrane 10, serrée entre la partie intermédiaire 3 et la partie formant couvercle 4, ainsi que d'une plaque pour membrane 9 qui est repoussée élastiquement par un ressort de rappel 17 et est solidaire, d'une manière permettant la transmission des forces, du poussoir d'actionnement 11 actionnant la valve principale 7. De préférence, le ressort de rappel 17 est disposé dans un évidement 41, ménagé dans la partie intermédiaire 3, qui débouche dans le premier compartiment 23 et sur le fond duquel le rappel 17 prend appui par l'intermédiaire d'un disque de retenue 18 qui, dans une gorge annulaire qui n'est pas référencée de manière plus précise, retient une bague d'étanchéité 19 assurant l'étanchéité du poussoir d'actionnement 11. A la suite de cet évidement 41 suivant la direction axiale, il est prévu un guide 45 dans lequel le poussoir d'actionnement 11 est guidé et qui s'étend jusqu'au plan contenant la surface d'étanchéité de l'élément de fermeture 13 de la valve principale 7. La surface extrême de la partie intermédiaire 3 qui délimite le premier compartiment 23 comporte plusieurs butées élastiques 31 contre lesquelles la cloison à membrane 8 vient en butée lors de l'actionnement. La communication entre le premier compartiment 23 et l'intérieur de la partie de raccordement 2 et/ou le second raccord d'entrée 22 s'effectue par l'intermédiaire d'un conduit pneumatique 25 qui s'étend dans la partie intermédiaire 3 parallèlement à la direction d'actionnement de la valve principale 7, ce conduit apparais- sant sur la vue en coupe, et avec arrachement, de la moitié droite de la figure 1 et pouvant être obturé du fait de l'actionnement de la valve pilote 5. Ainsi qu'il ressort clairement notamment de la figure 2, la valve pilote 5 indiquée ci-dessus est constituée d'un premier siège d'étan- chéité 26 qui est de préférence ménagé dans la partie intermédiaire 3, d'un second siège d'étanchéité 28 ménagé sur une tête de valve 27 de la valve pilote, ainsi que d'un élément de fermeture 33 qui coopère avec ces deux sièges d'étanchéité 26, 28 et qui est constitué par un élément élastique d'étanchéité à symétrie de révolution et est fixé sur la partie intermé- diaire à l'aide d'un moyen de maintien 32. Par l'intermédiaire d'un élément d'actionnement 47, la tête de valve 27 de la valve pilote est solidaire, d'une manière active, de l'induit, non représenté, d'un électro-aimant 6 qui est emboîté dans un évidement cylindrique 42 ménagé dans la partie intermédiaire 3. L'élément d'actionnement 47 est guidé de manière coulis- sante dans un prolongement axial 44 de cet électro-aimant 6, ce prolonge- ment axial 44 comportant une gorge radiale circonférentielle 43, tandis que son étanchéité par rapport à la partie intermédiaire 3 est assurée à l'aide d'une bague d'étanchéité 39. La gorge circonférentielle 43 reçoit partiel- lement deux broches 38 qui sont disposées à l'opposé l'une de l'autre dans un plan perpendiculaire à l'axe 29 de la valve pilote 5, ces broches étant de préférence de forme conique et immobilisant l'électro-aimant 6 dans le boîtier i en étant introduites dans des rainures correspondantes 48 de la partie intermédiaire 3. Cette disposition permet d'ajuster de manière précise la distance séparant le second siège d'étanchéité 28 et l'élément de fermeture 33 de la valve pilote 5 et/ou de rendre optimaux le temps de mise en service et le temps de mise hors service de cette valve. Afin de ne pas nuire à la sécurité fonctionnelle de la valve pilote 5, un élément annulaire de filtration 34 est disposé dans le moyen 32 de maintien de la valve pilote, cet élément de filtration 34 empêchant d'une manière efficace les particules de poussière contenues dans l'air extérieur de pénétrer à l'intérieur du boîtier 1. L'agencement de l'électro-aimant 6, ainsi que de la valve pilote 5 dans le boîtier i est de préférence choisi de façon que leur axe commun 29 s'étende perpendiculaire à l'axe 30 de la valve princi- pale 7, plus précisément dans un plan qui est décalé radialement par rapport à cet axe 30 et est situé à peu près entre la surface extrême de la partie intermédiaire 3 qui délimite le premier compartiment 23 et le débou- ché du conduit pneumatique 25. Le fonctionnement de l'agencement de valve à commande électro- magnétique conforme à l'invention est le suivant: On supposera que le second raccord d'entrée 22 est raccordé à une source de vide. Lorsque l'électro-aimant 6 n'est pas sous tension, la valve pilote 5, la cloison à membrane 8, ainsi que la valve principale 7 sont dans la position de repos représentée à la figure 1, de sorte qu'une communication est établie entre le second raccord d'entrée 22 (entrée de dépression) et le raccord de sortie 20, tandis que le premier compartiment de travail 23 communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire de la partie inférieure du conduit pneumatique 25, du siège d'étanchéité 28 de la valve pilote 5, qui est ouvert, ainsi que d'un orifice 49 ménagé dans le moyen de maintien 32. Etant donné que le second compartiment de travail 24 est en communication permanente avec l'atmosphère par l'intermédiaire des fentes 36 de la partie formant couvercle 4, la pression atmosphérique règne dans les deux compartiments 23, 24 et la cloison à membrane 8 est en équilibre de pression. Lorsqu'une tension est appliquée à la bobine de l'électro- aimant 6, il s'exerce sur l'induit de celui-ci une force qui provoque un déplacement de l'élément d'actionnement 47, et donc de la tête de valve 27 de la valve pilote qui en est solidaire, en direction de l'élément de fermeture 33. Lorsque le contact est réalisé avec cet élément de fermeture 33, le siège d'étanchéité 28 ménagé sur la tête de valve 27 de la valve pilote se trouve fermé, de sorte que la communication entre le premier compartiment 23 et l'atmosphère est interrompue. Cette action de fermeture est immédiatement suivie d'un soulèvement de l'élément de fermeture 33 par rapport au premier siège d'étanchéité 26, ce qui entraîne une libération de la communication pneumatique existant entre- le premier compartiment 23 et le second raccord d'entrée'22 (entrée de dépression) par l'intermédiaire du conduit 25. Il en résulte que l'air contenu dans le premier compartiment 23 est évacué par mise sous vide, de sorte que, sous l'effet de la pression différentielle agissant sur la cloison à membrane 8 mobile, ceci crée une force d'actionnement qui est dirigée vers le haut sur le dessin et qui est directement proportionnelle à la surface effective de la cloison à membrane 8 et qui parvient à vaincre la force du rappel du ressort de rappel 17. L'effet de cette force d'actionnement est un déplacement vers le haut du poussoir d'actionnement 11 qui est aussi directement suivi par l'élément de fermeture 13 de la valve principale 7 qui est soumis à une sollicitation élastique, de sorte que le second siège d'étanchéité 15 demeure fermé au cours de la phase initiale de l'opération de changement de position. Dans une position intermédiaire qui se présente ensuite, le premier siège d'étanchéité 14 est également fermé, à la suite de quoi, au cours de la poursuite du déplacement, le second siège d'étanchéité 15 se soulève de l'élément de fermeture 13. Le changement de position de l'agen- cement de valve de l'invention est ainsi achevé et une communication est réalisée entre le premier raccord d'entrée (atmosphérique) 21 et le raccord de sortie 20. Lorsque la tension appliquée sur la bobine de l'électro- aimant est interrompue, le processus décrit ci-dessus se déroule d'une manière inverse. Il ressort de la description précédente que, grâce au fait que les courses de changement de position des deux valves sont indépendantes l'une de l'autre, il est possible d'utiliser un petit électro-aimant, étant donné qu'il est simplement besoin d'une faible course, pouvant être choisie librement, qui est exempte de l'application d'une force quelconque pendant la phase initiale, ainsi que d'une force réduite qui peut être choisie librement à l'aide du diamètre de la valve pilote 27. On dispose par ailleurs d'une force de changement de position de la valve principale 7 qui est aussi importante qu'on le souhaite, étant donné qu'on peut aussi choisir librement la taille de la cloison à membrane 8 mobile. REVENDICATIONS 1. Agencement de valve constitué d'un boîtier dans lequel sont disposées une valve pilote à commande électromagnétique, commandant une pression différentielle pneumatique et comportant deux sièges d'étanchéité qui sont disposés d'une manière coaxiale entre eux et d'une façon décalée axialement l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'un élément de fermeture, et une valve principale qui peut être actionnée par la pression différentielle et comporte deux sièges d'étanchéité qui sont disposés d'une manière coaxiale entre eux et d'une façon axialement décalée l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'un élément de fermeture, la position de cet élément de fermeture pouvant être modifié à l'aide d'une cloison mobile à membrane sur laquelle peut s'appliquer la pression différentielle et qui est repoussée élastiquement par un ressort de rappel, cet élément de fermeture permettant une liaison entre un raccord de sortie et soit un premier, soit un second raccord d'entrée, l'organe de fermeture de la valve pilote et celui de la valve principale étant constitués l'un et l'autre par un élément de valve, élastique et à symétrie de révolution, qui est repoussé élastiquement en direction des deux sièges d'étanchéité, et la cloison à membrane séparant deux compartiments pneumatiques dans le boîtier, caractérisé en ce que l'axe commun (29) de la valve pilote (5) et de l'électro-aimant (6) action- nant cette valve pilote (5) s'étend perpendiculairement à l'axe (30) de la valve principale (7), dans un plan décalé radialement par rapport à cet axe (30), et en ce que, dans la position de repos, les deux compartiments (23, 24) sont soumis à l'action de la pression pneumatique la plus élevée. 2. Agencement de valve suivant la revendication 1, dans lequel le Doîtier est constitué d'une partie de raccordement, sur laquelle sont ménagés le second raccord d'entrée, le raccord de sortie, ainsi qu'un premier siège d'étanchéité de la valve principale, et d'une partie intermé- diaire contenant le premier raccord d'entrée, caractérisé en ce que les compartiments (23, 24) sont réalisés dans une chambre pneumatique (40) qui est délimitée par la partie intermédiaire (3) et une partie formant couver- cle (4) fixée sur celle-ci. 3. Agencement de valve suivant la revendication 2, dans lequel la cloison mobile à membrane est formée d'une plaque pour membrane, ainsi que d'une membrane en appui sur celle-ci, caractérisé en ce que la partie formant couvercle (4) et la partie intermédiaire (3) sont assemblées entre elles par complémentarité de formes et en ce que la membrane (10) est ser- rée entre cette partie intermédiaire (3) et cette partie formant couvercle (4). 4. Agencement de valve suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le second raccord d'entrée (22) et le raccord de sortie (20) s'étendent perpendiculairement l'un à l'autre et en ce que le premier siège d'étanchéité (14) est ménagé sur l'extrémité axialement intérieure du raccord de sortie (20). 5. Agencement de valve suivant la revendication 4, dans lequel le second siège d'étanchéité de la valve principale est ménagé sur une tête de valve qui est solidaire de la cloison à membrane, caractérisé en ce que la tête de valve (12) est mobile à l'intérieur du raccord de sortie (20). 6. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, dans lequel l'un des compartiments peut être mis sous vide, tandis que le premier raccord d'entrée communique avec l'atmosphère et le second raccord d'entrée peut être mis en communication avec une source de vide, caractérisé en ce que le compartiment (23) pouvant être mis sous vide communique avec le second raccord d'entrée (22) par l'intermé- diaire de la valve pilote (5). 7. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le ressort de rappel (17) est disposé dans un évidement cylindrique (41) ménagé dans la partie intermé- diaire (3), cet évidement prolongeant le compartiment (23) pouvant être mis sous vide. 8. Agencement de valve suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le ressort de rappel (17) prend appui sur un disque (18) qui retient axialement une bague d'étanchéité (19) assurant l'étanchéité d'un poussoir d'actionnement (11) par rapport à la partie intermédiaire (3), ce poussoir reliant la tête de valve (12) à la cloison à membrane (9). 9. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la partie intermédiaire (3) est pourvue de butées élastiques (31) qui coopèrent avec la cloison à membrane (8) lors d'un actionnement. 10. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'un élément de filtration (34) est interposé en amont de la valve pilote (5). 11. Agencement de valve suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de filtration (34) est disposé dans un moyen de retenue (32) qui retient l'élément de fermeture (33) et est assemblé à la partie intermédiaire (3) par complémentarité de formes. 12. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'un élément de filtration (35) est interposé en amont du premier raccord d'entrée (21). 13. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'électro-aimant (6) est disposé dans un évidement cylindrique (42) ménagé dans la partie intermédiaire (3) et est maintenu à l'aide de deux broches (38) qui sont disposées perpendi- culairement à l'axe de cette partie intermédiaire. 14. Agencement de valve suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'électro-aimant (6) comporte un prolongement axial (44) présen- tant une gorge radiale circonférentielle (43), les broches (38) ayant une forme conique et s'engageant, à l'état assemblé, dans cette gorge circonfé- rentielle (43). 15. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel la partie intermédiaire comprend un guide recevant le poussoir d'actionnement, caractérisé en ce que la longueur du guide (45) est dimensionnée de façon que son extrémité soit située dans le plan contenant la surface d'étanchéité de l'élément de fermeture (13) de la valve principale (7). 16. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel un siège d'étanchéité de la valve pilote est ménagé sur une tête de valve de la valve pilote qui peut être actionnée par l'électro-aimant, caractérisé en ce que la tête de valve (27) de la valve pilote est mobile sans être soumise à une force quelconque au cours de la phase initiale du mouvement d'actionnement. 17. Agencement de valve suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la partie de raccordement (2) est assemblée à la partie intermédiaire (3) par complémentarité de formes.