Brevet FR2686388A1 — publié le 19930723

Electrovanne à induit plongeur L'invention concerne une électrovanne à induit plongeur munie d'un induit mobile dans un agencement de bobine, auquel est fixé un élément de fermeture formé au moins en partie en un matériau élastique et reposant à l'état fermé sur un siège de la vanne. Une électrovanne de ce type est connue par exemple par le document EP O 151 562 A 2 La vanne connue est constituée sous forme d'un distributeur à trois voies dans lequel l'un des sièges est formé par l'extrémité d'un tube passant dans l'induit alors que l'autre siège est à l'opposé du premier siège L'induit comprend à son extrémité un évidement de type cylindrique et creux muni d'une rainure circulaire dans sa paroi périphérique, dans laquelle est disposé un disque élastique constituant un élément de fermeture Le disque élastique peut être amené en appui sur l'un ou l'autre des sièges de la vanne L'induit peut donc être ainsi déplacé vers une position dans laquelle le disque vient en appui sur le siège correspondant de la vanne, ce disque étant alors un peu infléchi. Si l'on utilise des électrovannes pour interrompre le courant d'une fluide en mouvement, des difficultés peuvent apparaître lors de l'ouverture de la vanne Il en résulte éventuellement un effet d'aspiration qui rend difficile l'ouverture de la vanne, c'est-à-dire une séparation entre l'élément de fermeture et le siège Donc, cette séparation exige une force magnétique relativement importante Ceci est d'autant plus désavantageux qu'avec les vannes qui sont fermées à l'état non activé, seule une force relativement faible est disponible justement au début du mouvement de l'induit Jusqu'ici, on a remédié à cette situation en dimensionnement l'agencement de bobine et l'induit de façon suffisante ou en les constituant de manière qu'ils puissent recevoir un courant d'intensité relativement importante Il va de soi que cette solution n'est pas satisfaisante Il arrive souvent que de la place ne soit pas disponible quand il s'agit d'électrovannes importantes Un courant de forte intensité conduit automatiquement également à un fort échauffement et de ce fait à des pertes qui doivent être évitées dans la mesure du possible. L'invention a donc pour but de proposer une électrovanne dont la force qui est nécessaire à son ouverture puisse être diminuée. Avec une électrovanne selon l'invention du type mentionné dans le préambule, ce but est atteint du fait que l'élément de fermeture comprend une languette au moins partiellement élastique, qui repose en position de fermeture par une première section sur le siège de la vanne et qui comprend une seconde section s'étendant sur le côté du siège de la vanne, la liaison avec l'induit n'étant réalisée que par la seconde section. Ainsi, on obtient ce résultat que la vanne peut rester fermée au cours de la premières phase du mouvement de l'induit L'induit doit simplement surmonter la force élastique de la languette élastique, cette force étant cependant plus faible que la force de retenue de la languette sur le siège qui est produite par exemple par un effet d'aspiration Après s'être déplacé sur une certaine distance, l'induit parvient dans une zone o la force de traction est plus importante En outre, l'induit accumule du fait de son mouvement une certaine énergie cinétique L"'impulsion" de l'induit et la force de traction qui augmentent exercent alors leur action à l'extérieur du siège de la vanne Il en résulte un couple exercé sur la languette, qui soulève d'abord cette languette sur un côté du siège de la vanne Il en découle une petite ouverture, mais qui suffit pour commencer à laisser passer un écoulement La languette peut alors être écartée un peu plus du siège de la vanne, en suivant le mouvement de l'induit Malgré l'effet d'aspiration provenant du fluide qui s'écoule par l'interstice, la force suffit alors à soulever totalement la languette du siège de la vanne Cette languette revient ensuite automatiquement par son élasticité dans sa position de repos dans laquelle elle libère totalement le siège de la vanne. Grâce à une constitution de ce type, la force magnétique nécessaire pour soulever l'élément de fermeture du siège de la vanne est sensiblement plus faible L'agencement de bobine peut donc être constitué en fonction d'une force sensiblement plus faible Les dimensions d'ensemble peuvent être diminuées La consommation de courant diminue. Selon un mode de réalisation préféré, la languette est élastique entre la première section et la seconde section Selon ce mode de réalisation, la languette bascule et s'éloigne du siège de la vanne. Quand l'ensemble de la languette est élastique, il peut en résulter un déroulement de la languette quand elle se détache du siège de la vanne. Selon une constitution particulièrement avantageuse, il est prévu que l'élément de fermeture comprend une plaque en forme d'anneau de cercle, la languette étant reliée à la plaque et faisant saillie vers l'intérieur Une plaque de ce type peut être facilement fixée dans l'induit Les forces radiales qui sont produites par le mouvement de la languette peuvent être absorbées sur tous les côtés par la constitution sous forme d'un anneau de cercle. Il est préférable que la languette et la plaque soient constituées d'un seul tenant La combinaison languette-plaque peut être par exemple estampée ou découpée à partir d'une ébauche La liaison est alors formée par une zone en forme de branche qui subsiste entre la languette et la plaque en forme d'anneau de cercle Cette branche peut avoir la même largeur que la languette ou même être un peu plus large. Avantageusement, l'induit comprend à son extrémité qui est tournée vers le siège de la vanne un évidement de type cylindrique et creux, dans lequel est disposée la plaque Du fait de cette constitution, la plaque est fixée latéralement sur tout son pourtour. On obtient donc une position stable de la languette par rapport au siège de la vanne Les forces latérales qui apparaissent lors de l'ouverture de la vanne sont ainsi absorbées. Il est avantageux que dans la paroi périphérique de l'évidement soit prévue une rainure circulaire ou une saillie circulaire sur la paroi périphérique, grâce à laquelle la plaque est maintenue, éventuellement avec interposition d'une bague élastique La plaque est ainsi retenue d'une façon simple dans l'évidement à l'encontre des forces de traction. Dans un mode de réalisation particulièrement simple à réaliser, le bord de l'évidement est rabattu vers l'intérieur, une bague de serrage étant prévue en particulier entre le bord rabattu et la plaque Après avoir introduit la plaque dans l'évidement, le bord externe de l'évidement est rabattu vers l'intérieur et la plaque est ainsi maintenue fiablement dans l'évidement La bague de serrage peut donc protéger éventuellement la plaque, de manière qu'elle ne soit pas endommagée par le sertissage. De préférence, la languette s'applique contre l'induit à l'état de repos L'état de repos est défini comme étant celui o aucune force de traction n'agit sur la languette Ceci est par exemple le cas quand la vanne est totalement ouverte et la languette totalement soulevée du siège de la vanne On atteint une autre position de repos quand l'induit presse la languette sur le siège de la vanne Dans la position de repos, elle est donc supportée par l'induit au moins sur un côté, ce qui diminue les vibrations et de ce fait les bruits Un autre avantage est que la languette, lors de la fermeture de la vanne, est pratiquement protégée en totalité par l'induit, ce qui fait que des forces de fermeture très élevées peuvent être supportées. Avantageusement, la languette est constituée en acier à ressort inoxydable Ce matériau est suffisamment élastique pour céder de façon suffisante lors de l'ouverture de la vanne Par ailleurs, il présente une résistance suffisante pour absorber les forces de traction qui apparaissent lors de l'ouverture et pour résister à une multitude de mouvements de la vanne. Pour améliorer le comportement lors de la fermeture, il peut être prévu selon un mode de réalisation avantageux de disposer entre la languette et-le siège de la vanne une couche élastique constituée notamment en une substance du type caoutchouc ou en une matière plastique Un matériau de ce type peut être par exemple du caoutchouc naturel ou synthétique ou du Téflon La couche élastique présente une certaine élasticité, et des inégalités de la surface du siège de la vanne et/ou de la languette peuvent ainsi être compensées. Il est préférable que la couche élastique soit disposée sur la languette Dans le cas de défauts d'étanchéité de la vanne, la languette, éventuellement avec la plaque en forme d'anneau de cercle, est plus facile à remplacer que le siège de la vanne. Pour appliquer la couche, il est préféré selon un mode de réalisation que cette couche élastique soit vulcanisée, appliquée par frittage, collée ou pulvérisée sur la languette La couche élastique est alors solidaire de la languette, et cette couche élastique suit immédiatement lors du soulèvement de la languette du siège de la vanne. Selon un autre mode de réalisation, il peut être prévu que la couche élastique soit constituée sous forme d'un élément séparé qui comprend un appendice faisant saillie de la couche et s'enclenchant dans une ouverture de la languette Dans ce cas, il est possible de remplacer la couche élastique en la séparant de la languette La couche élastique peut être plus épaisse On peut adapter son épaisseur à des conditions déterminées Quand on modifie l'épaisseur de cet élément, il est possible d'exercer une influence sur le comportement à l'ouverture de la vanne, sans avoir besoin de modifier son dispositif d'excitation. Il est préférable que l'appendice soit constitué sous la forme d'un champignon et comprenne une bride périphérique se disposant par l'arrière sur la languette En vue de son montage, l'élément formant la couche élastique peut être enclenché facilement dans l'ouverture de la languette au moyen de son appendice en forme de champignon Il se maintient de lui-même grâce à la bride périphérique Il peut être dégagé de la languette en utilisant une force accrue. L'invention va maintenant être décrite dans ce qui suit à l'aide de modes de réalisation préférés, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation de principe d'une électrovanne; la figure 2 montre une plaque avec sa languette; la figure 3 montre la succession des mouvements qui se déroulent lors de l'ouverture de la vanne; la figure 4 montre une autre constitution de l'élément de fermeture; la figure 5 montre une autre constitution d'une plaque munie d'une languette; et la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. Une électrovanne à induit plongeur I comprend un agencement de bobine 2 qui est entouré par une culasse 3 Un induit est monté de façon mobile dans l'agencement de bobine 2 Quand le courant est appliqué à cet agencement de bobine 2, l'induit 4 est attiré de sa position de repos représentée à la figure 1 pour venir s'appliquer contre une tête de noyau 5 de la culasse 3 A l'autre extrémité de l'induit 4 est monté un élément de fermeture 6 qui s'applique sur un siège 8 de la vanne par une plaque de fermeture 7 représentée plus en détail à la figure 2 Dans cet état fermé, la plaque de fermeture ferme avec le siège 8 de la vanne le parcours d'écoulement entre une entrée 9 et une sortie 10 Le siège 8 de la vanne est représenté ici pour des raisons de simplicité comme étant l'extrémité d'un tube Il formant la sortie 10 Mais habituellement le siège de la vanne est constitué d'une façon connue. La figure 2 montre une plaque de fermeture 7 Elle est constituée par un anneau de cercle 12 auquel est relié une languette 13, cette languette 13 faisant saillie vers l'intérieur de l'anneau de cercle 12 Le siège 8 de la vanne est indiqué en tiretés On peut voir que la languette 13 comprend une première section I par laquelle elle s'applique contre le siège 8 de la vanne, et une seconde section II qui s'étend sur le côté du siège 8 de la vanne et qui est raccordée à l'anneau de cercle 12 Comme l'anneau de cercle 12 est relié à l'élément de fermeture 6 de l'induit 4, la liaison entre la languette 13 et l'induit 4 n'a lieu que par l'intermédiaire de cette seconde section H. La languette 13 et l'anneau de cercle 12 sont formés d'un seul tenant Ils sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une région de liaison 14 entre la première section I et la seconde section II Ceci permet une fabrication très simple Par exemple, l'ensemble de la plaque de fermeture 7 peut être estampé à partir d'une ébauche en forme de plaque Mais fondamentalement il est également possible d'assembler la languette 13 et l'anneau de cercle 12 à partir de deux éléments séparés Quand il s'agit d'un mode de réalisation d'un seul tenant, l'ensemble de la plaque de fermeture 7 est réalisé en acier à ressort inoxydable, ce qui fait que l'ensemble de la plaque est élastique Fondamentalement, il suffit cependant que seule la languette 13 soit élastique Dans un cas extrême, il suffirait même que seule la région de jonction 14 entre la première section I et la seconde section II soit élastique. Le mode de fonctionnement de la vanne munie de la plaque de fermeture 7 est représenté schématiquement à la figure 3 La figure 3 a montre la vanne à l'état fermé La languette 13 repose contre le siège 8 de la vanne L'élément de fermeture 6 soutient la languette Il peut éventuellement presser la languette à plat contre le siège 8 de la vanne. A la figure 3 b, l'induit 4 s'est déplacé sur une petite distance en direction de sa position d'ouverture L'induit 4 ne doit surmonter pendant ce mouvement que la force élastique de la languette 13. L'induit 4 accélère ensuite, ceci signifiant qu'une certaine énergie cinétique lui est impartie Il se rapproche alors de la tête de noyau , ce qui fait que l'entrefer dans le circuit magnétique diminue La force appliquée à l'induit augmente L'induit est alors dans la position qui est représentée à la figure 3 c et la languette 13 est soulevée au moins sur un côté du siège 8 de la vanne Ceci est rendu possible par les forces agissant à l'extérieur du siège 8 de la vanne et qui exercent un effet de levier sur la languette 13 Le fluide peut donc s'écouler par la sortie 10, comme indiqué par la flèche 15 La différence de pression entre l'entrée 9 et la sortie 10 qui avait jusqu'à ce moment contribué à maintenir la languette 13 sur le siège 8 de la vanne est alors en partie équilibrée La languette 13 n'est encore pratiquement soumise qu'aux forces d'aspiration produites par le fluide qui s'écoule en direction de la flèche 15 A ces forces s'oppose la force de rappel de la languette 13 qui augmente de plus en plus à mesure qu'augmente le mouvement vers l'extérieur de l'induit 4, le résultat étant que la languette 13 se soulève finalement totalement du siège de la vanne et parvient à nouveau en appui contre l'élément de fermeture 6 Cette position est la position de repos de la languette Dans cette position de repos, la languette ne peut pas osciller librement car elle n'est mobile que dans une direction, à savoir en s'éloignant de l'élément de fermeture 6 Ceci contribue à diminuer les bruits. La figure 4 montre un autre mode de réalisation de l'élément de fermeture 6 dans lequel les parties qui correspondent à celles des figures 1 à 3 sont désignées par des références augmentées de 100. L'élément de fermeture 106 comprend un évidement 16 de type cylindrique et creux, dans lequel est introduite la plaque de fermeture 107 Cette plaque de fermeture 107 a la même forme, vue en plan, que la plaque de fermeture 7 représentée à la figure 2 Mais elle comprend une garniture 17 en caoutchouc, Téflon ou autre matière synthétique, qui est également élastique et en particulier élastique en pression Cette garniture 17 est par exemple vulcanisée sur la plaque de fermeture 7 Elle est disposée entre la plaque de fermeture 107 et le siège non représenté de la vanne, et elle contribue à une meilleure étanchéité quand coopèrent la plaque de fermeture 107 et le siège de la vanne, car d'éventuelles inégalités présentes sur les surfaces peuvent être compensées grâce à elle. La périphérie interne de l'évidement 16 comprend une bride périphérique 18, qui est orientée vers l'intérieur de l'évidement 16. Elle maintient la plaque de fermeture 107 en l'empêchant d'effectuer un mouvement axial, c'est-à-dire un mouvement en direction de l'induit 4 Dans le présent mode de réalisation, la bride 18 est constituée par un sertissage, une bague de serrage 19 étant disposée entre la bride 18 et la plaque de fermeture 107 Pour réaliser cet assemblage, on commence par disposer la plaque de fermeture 107 munie de sa garniture dans l'évidement 16 On applique la bague de serrage 19 sur la garniture 17 de la plaque de fermeture 107 La paroi externe de l'élément de fermeture 106 qui entoure l'évidement 16 est alors rabattue vers l'intérieur De ce fait, la plaque de fermeture 107 vient s'appliquer à plat contre l'élément de fermeture 106, à savoir contre le fond de l'évidement 16. Les figures 5 et 6 représentent un autre mode de réalisation dans lequel les parties qui correspondent à celles des figures 1 à 3 sont désignées par des références augmentées de 200 La plaque de fermeture 207 présente en vue en plan la même forme que la plaque de fermeture 7 de la figure 2 A la figure 5, elle est cependant représentée vue par le dessous, c'est-à-dire en direction de la flèche A à la figure 6 A la place d'une garniture vulcanisée 17, la plaque de fermeture 207 comprend un élément élastique 217 constitué à la manière d'une plaque et comportant un appendice 21 en forme de champignon et faisant saillie de la plaque 217, qui est enfoncé dans une ouverture 22 de la plaque de fermeture 207, et plus précisément dans la languette 213 L'appendice en forme de champignon 21 comprend une bride périphérique 23 qui repose par l'arrière contre la languette 213 Après avoir fait passer l'appendice 21 dans l'ouverture 22 de la languette 213, la plaque élastique 217 est fixée sur la languette 213. REVENDICATIONS 1 Electrovanne à induit plongeur munie d'un induit mobile dans un agencement de bobine, auquel est fixé un élément de fermeture formé au moins en partie en un matériau élastique et reposant à l'état fermé sur un siège de la vanne, caractérisée en ce que l'élément de fermeture ( 6, 106) comprend une languette ( 13, 113, 213) au moins partiellement élastique, qui repose en position de fermeture par une première section (I) sur le siège ( 8) de la vanne et qui comprend une seconde section (II) s'étendant sur le côté du siège ( 8) de la vanne, la liaison avec l'induit ( 4) n'étant réalisée que par la seconde section (IH). 2 Electrovanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la languette ( 13) est élastique entre la première section (I) et la seconde section (II). 3 Electrovanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de fermeture ( 6, 106) comprend une plaque en forme d'anneau de cercle ( 7, I 07, 207), la languette ( 13, 113, 213) étant reliée à la plaque et faisant saillie vers l'intérieur. 4 Electrovanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que la languette ( 13, 113, 213) et la plaque ( 12) sont constituées d'un seul tenant. Electrovanne selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'induit ( 4) comprend à son extrémité qui est tournée vers le siège ( 8) de la vanne un évidement de type cylindrique et creux, dans lequel est disposée la plaque ( 107). 6 Electrovanne selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'une rainure circulaire est prévue dans la paroi périphérique ( 20) de l'évidement ( 16), ou une saillie circulaire ( 18) est prévue sur ladite paroi périphérique ( 20), grâce à laquelle la plaque ( 107) est maintenue, éventuellement avec interposition d'une bague élastique. 7 Electrovanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bord ( 18) de l'évidement ( 16) est rabattu vers l'intérieur, une bague de serrage ( 19) étant prévue en particulier entre le bord rabattu ( 18) et la plaque ( 107). 8 Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, il caractérisée en ce que la languette ( 13, 113) s'applique contre l'induit ( 6, 106) à l'état de repos. 9 Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la languette ( 13, 113, 213) est constituée en acier à ressort inoxydable. Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'une couche élastique ( 17, 217) constituée notamment en une substance du type caoutchouc ou en une matière plastique est disposée entre la languette ( 13, 213) et le siège de la vanne. 11 Electrovanne selon la revendication 10, caractérisée en ce que la couche élastique ( 17, 217) est disposée sur la languette ( 113, 213). 12 Electrovanne selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que la couche élastique ( 17) est vulcanisée, appliquée par frittage, collée ou pulvérisée sur la languette ( 113). 13 Electrovanne selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que la couche élastique est constituée sous forme d'un élément séparé ( 217) qui comprend un appendice ( 21) faisant saillie de la couche ( 217) et s'enclenchant dans une ouverture ( 22) de la languette ( 213). 14 Electrovanne selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'appendice ( 21) est constitué sous la forme d'un champignon et comprend une bride périphérique ( 23) se disposant par l'arrière sur la languette ( 213)