Brevet FR2756033A1 — publié le 19980522

DISPOSITIF DE LIAISON MECANIOUE UNIVERSEL POUR COMMANDE DE VANNES OUART DE TOUR POUR CIRCUIT DE CIRCULATION DE FLUIDE LIOUIDE La présente invention concerne un dispositif de liaison mécanique universel pour commande d'une pluralité de vannes quart de tour pour circuit de circulation de fluide liquide. L'invention permet sans changer le système de fabrication des vannes ni des moteurs de répondre à un coût intéressant et de doser, diriger et isoler les débits fluides (eau, gaz, fioul, etc.) dans des applications multiples, notamment le chauffage, piscines, chaudières, industries, etc. Les vannes quart de tour auxquelles s'adressent l'invention peuvent être de tout type, à savoir les vannes papillon, les vannes 2/3 voies et les vannes à bille. D'une manière générale, les vannes quart de tour utilisées dans les circuits de circulation de fluide liquide présentent toutes un axe de manoeuvre permettant l'entraînement 1/4 de tour pour une action allant de l'ouverture à la fermeture. A cet effet, ledit axe de manoeuvre est relié à des moyens moteurs d'entraînement qui, actuellement, sont, soit des moyens d'entraînement manuels grâce à une poignée, soit des moteurs électriques, pneumatiques ou hydrauliques. Toutefois, ces moyens moteurs connus présentent un certain nombre d'inconvénients. La commande uniquement manuelle des vannes ne permet pas, une commande automatique. D'autre part, les moteurs électriques, pneumatiques, hydrauliques utilisés actuellement sont adaptés au cas par cas selon le type de vannes à commander. De plus, ils sont généralement lourds, coûteux et leur puissance est souvent surdimensionnée et ne dispose pas de toutes les fonctions requises. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un dispositif de liaison mécanique universel pour commander une pluralité de vannes quart de tour pour circuit de circulation de fluide liquide, chaque vanne présentant un axe de manoeuvre et des moyens de liaison à un moteur d'entraînement dudit axe de manoeuvre, dispositif qui serait effectivement à tous les types de vannes quart de tour existantes et qui serait également bon marché et facile à mettre en oeuvre du fait qu'il intégrerait des éléments standard disponibles dans le commerce. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit dispositif comprend: - au moins un moteur d'entraînement pour l'ensemble des axes de manoeuvre desdites vannes, constitué par un servomoteur quart de tour comportant un module d'entraînement présentant un arbre d'entraînement creux s'étendant sensiblement perpendiculairement entre, d'une part, une première face formant une semelle plane pour ledit module d'entraînement, et, d'autre part, une deux face, sensiblement parallèle à ladite première face; - un jeu de noix d'entraînement munies, chacune, de moyens de coopération avec ledit arbre d'entraînement creux, et des moyens d'entraînement de l'axe de manoeuvre d'au moins une desdites vannes quart de tour; - une plaque de liaison plane, percée d'un trou de passage des axes de manoeuvre et comportant, d'une part, des moyens de fixation au module d'entraînement du servo-moteur, et, d'autre part, une pluralité d'organes de liaison aptes à coopérer avec lesdits moyens de liaison de la pluralité desdites vannes quart de tour. Ainsi, le caractère universel du dispositif conforme à l'invention provient, d'une part, du jeu de noix d'entraînement qui permet à l'utilisateur de choisir la noix adaptée à la vanne quart de tour qu'il veut commander, et, d'autre part, de la plaque de liaison plane qui joue en quelque sorte le rôle de pièce d'interface sur laquelle peuvent se fixer pratiquement toutes les vannes quart de tour existantes du fait de la présence de la pluralité d'organes de fixation prévus en conséquence. De plus, il est possible d'utiliser pour l'entraînement, un servo-moteur quart de tour standard du commerce réservé à la commande des clapets d'air comme la climatisation, la ventilation, la sécurité coupe feu et désemfumage des locaux, tout en conservant le caractère multiusage air/fluide liquide moyennant une modification mineure du servo-moteur, c'est-à-dire la réalisation d'un jeu de noix d'entraînement pouvant s'adapter à tous les axes de manoeuvre des vannes existantes. Cette adaptation est par ailleurs rendue possible par la présence de ladite plaque de liaison plane qui, selon une disposition avantageuse de l'invention, permet de recevoir toutes les vannes quart de tour du marché, quels que soient leurs moyens de liaison puisque ceux-ci sont pris en compte pour la réalisation de ladite plaque de liaison plane. On peut également signaler un autre avantage du dispositif de l'invention qui consiste en ce que la demiplaque de liaison plane, fixée sur le corps de la vanne et le servo-moteur, assure non seulement la fonction fixation mais l'anti-rotation sans utiliser celui prévu d'origine par les fabricants de ce type de servo-moteurs de clapets d'air. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit dispositif comprenant un servo-moteur quart de tour unique, et ladite demi-plaque de liaison plane est fixée sur la semelle plane d'embase du servo-moteur. Par contre, un deuxième mode de réalisation prévoit que, ledit dispositif comprenant deux servo-moteurs quart de tour accouplés par leur semelle plane d'embase (face à face) et ladite demi-plaque spéciale de liaison plane est fixée sur la face supérieure (côté butée mécanique extérieure) du servomoteur quart de tour. Cette disposition particulière présente l'avantage de doubler le couple nominal moteur et permet de satisfaire une plus large demande sans pour autant remettre en cause son caractère universel. Par ailleurs, de manière à offrir l'option "commande manuelle" des vannes, il est prévu que ledit dispositif comporte une poignée de manoeuvre manuelle, se fixant par vis sur la noix d'entraînement mâle. Deux formes de réalisation de ladite poignée de commande manuelle sont possibles: - dans le cas où le dispositif de l'invention ne comporte qu'un servo-moteur unique, ladite poignée de commande manuelle est coudée et disposée sur la face supérieure (côté butées mécaniques extérieures) du servo-moteur quart de tour; - dans le cas où le dispositif de l'invention comporte deux servo-moteurs accouplés, ladite poignée de commande manuelle est plate et disposée entre les deux semelles planes d'embase des servo-moteurs quart de tour. Enfin, une caractéristique avantageuse du dispositif de l'invention, la poignée de commande manuelle consiste en ce quelle comporte des butées mécaniques permettant une limitation de l'angle de rotation mini ou maxi entre 0 et 900 par pas de 50, aptes à coopérer avec des butées fixes extérieures disposées sur la face supérieure dudit module d'entraînement. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée: - la figure 1 est une vue éclatée d'un premier mode de réalisation d'un dispositif universel de commande, conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue éclatée d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif universel de commande, conforme à l'invention; - la figure 3a est une vue de dessus d'une noix d'entraînement des dispositifs des figures 1 et 2; - la figure 3b est une vue de côté de la noix de commande de la figure 3a; - la figure 4 est une vue de dessus d'une plaque de liaison plane des dispositifs des figures 1 et 2; - la figure 5a est une vue de dessus d'une poignée de manoeuvre manuelle munie de butées mécaniques de réglage; - la figure 5b est une vue de côté de la poignée de manoeuvre manuelle de la figure 5a. Sur la figure 1 est représenté en vue éclatée un dispositif universel de commande d'une pluralité de vannes quart de tour, telle qu'une vanne papillon 100, pour un circuit de circulation de fluide liquide, par exemple un circuit de chauffage à circulation d'eau. Comme on peut le voir sur la figure 1, la vanne 100 quart de tour présente un axe 110 de manoeuvre ainsi que des moyens 120 de liaison à un moteur électrique 200 d'entraînement dudit axe 110 de manoeuvre. Dans l'exemple de la figure 1, lesdits moyens de liaison sont constitués par des trous traversants 120 permettant une fixation par vissage sur ledit moteur 200 d'entraînement. Le moteur 200 d'entraînement de la figure 1 est un servo-moteur quart de tour destiné à commander un ensemble de vannes, telles que la vanne papillon 100. Dans ce but, le servo-moteur électrique 200 comporte un module 210 d'entraînement présentant un arbre 211 d'entraînement creux pourvu de crans longitudinaux périphériques 212, s'étendant sensiblement perpendiculairement entre, d'une part, une première face 213 formant une semelle plane pour ledit module 210 d'entraînement, et, d'autre part, une deuxième face 214, sensiblement parallèle à ladite première face 213. Le servo-moteur 200 quart de tour comporte également un boîtier 220 contenant les organes électro-mécaniques de commande de l'axe 211 d'entraînement creux du module 210 d'entraînement. La figure 1 fait apparaître une noix 300 d'entraînement munie de moyens de coopération avec l'arbre 211 d'entraînement creux, constitués par des crans longitudinaux 302 disposés sur le pourtour de ladite noix 300 et dont le profit est analogue à celui des crans longitudinaux périphériques 212 de l'arbre 211 de manière que, par effet d'engrenage, l'arbre 211 d'entraînement puisse effectivement entraîner la noix 300 dans son mouvement de rotation. En outre, la noix 300 d'entraînement comporte des moyens d'entraînement de l'axe 110 de manoeuvre de la vanne 100 quart de tour, qui, dans l'exemple de la figure et comme on peut le voir plus précisément sur les figures 3a et 3b, sont formés d'un trou 301 de section intérieure carrée, congruente de la section carrée extérieure de l'axe 110 de manoeuvre de la vanne 100. La noix 300 d'entraînement de la figure 1 fait partie d'un jeu de noix qui présentent toutes les mêmes moyens de coopération, à savoir les crans longitudinaux 302, mais se distinguent les unes des autres par leurs moyens d'entraînement en ce sens que chaque noix dudit jeu est adaptée à un type de vannes quart de tour particulier, présentant par exemple un axe de manoeuvre de section carrée, oblongue, etc. Cette flexibilité apportée par le jeu de noix d'entraînement contribue à apporter au dispositif de commande, objet de l'invention, son caractère universel. Ainsi que le montre la figure 1, le dispositif de commande universel conforme à l'invention comporte également une plaque 400 de liaison plane, percée d'un trou 410 de passage pour l'axe 110 de manoeuvre de la vanne 100, mais aussi pour tous les axes de manoeuvre des vannes quart de tour que se propose de commander le dispositif de l'invention. D'autre part, ladite plaque 400 de liaison plane comporte des moyens de fixation au module 210 d'entraînement par la première face 213 formant semelle plane, constitués par des trous taraudés 415 permettant la fixation par vissage de la plaque 400 dans des trous 215 ménagés au travers du module 210 d' entraînement. Par ailleurs, la plaque 400 de liaison plane comporte des organes de liaison, ici des trous taraudés ou percés fraisés 420, 421, 422, aptes à coopérer avec des moyens de liaison des vannes quart de tour, tels que les trous traversants 120 de la vanne 100 de la figure 1, pour une fixation par vissage de la vanne 100 sur la plaque 400. Les divers tours taraudés 420, 421, 422, que l'on peut mieux voir sur la figure 4, correspondent aux différentes configurations existantes pour les trous 120 de liaison des vannes quart de tour visées par l'invention. A titre d'exemple, les trous 420 sont situés à 900 sur un cercle de 35 mm de rayon, tandis que les trous 421 sont diamétralement opposés sur un cercle de 25 mm de rayon, les trous 422 étant disposés à 900 sur un cercle de 20 mm de rayon. De cette manière, ladite plaque 400 de liaison plane peut assurer la fixation sur le module 210 d'entraînement et la plupart des vannes quart de tour existantes, il suffit pour cela de prévoir sur la plaque 400 autant de trous taraudés ou percés que nécessaire. Cette caractéristique propre à la plaque de liaison plane apporte également sa contribution au caractère universel du dispositif de commande selon l'invention. On notera par ailleurs que la plaque 400 de liaison plane ne s'inscrit que partiellement la première face 213 formant semelle plane, ceci dans le but d'une économie de matière et d'aspect plus convivial. La figure 2 illustre une variante du dispositif de commande universel de l'invention dans laquelle deux servomoteurs 200, 200' sont accouplés par leur première face 213, 213' formant semelle plane, ceci de façon à doubler la puissance de l'ensemble du dispositif. Dans cette configuration, la plaque spéciale 401 de liaison plane est fixée sur la deuxième face 214' du module 210' d'entraînement du servo-moteur 200' et s'emboîte dans les butées fixes (216' grâce aux deux trous 416 car double couple moteur. Sur la figure 2, sont représentés par un indice prime les éléments du servo-moteur 200 analogues aux éléments correspondants du servo-moteur 200. Les figures 1, 2, 3a et 3b montrent que la noix 300 d'entraînement est munie de moyens 303 de fixation de la poignée de commande manuelle 510 qui sont constitués par des perçages longitudinaux destinés à alléger ladite noix et à économiser de la matière dans une fabrication par moulage de la noix 300. Comme le montre la figure 1, le dispositif universel de commande, conforme à l'invention, comporte une poignée 510 de manoeuvre manuelle, solidaire de la noix 300 d'entraînement, ceci dans le but de pouvoir actionner manuellement la vanne 100 quart de tour sans l'intervention du servo-moteur 200 grâce à son débrayage manuel. A cet effet, la poignée 510 de manoeuvre manuelle présente, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 5, des trous 511 de fixation par vissage dans des trous taraudés constituant les perçages longitudinaux 303 de la noix 300 d'entraînement. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, ladite poignée 510 de manoeuvre manuelle est une poignée coudée disposée sur la deuxième face 214 du module d'entraînement du servo-moteur 200 quart de tour. La poignée 510 peut être réalisée en Zamac moulée ou embouti et présenter plusieurs longueurs (A, B, C et D au choix), sous forme télescopique, à manche vissant, etc. Les figures 1 et 5a, 5b montrent une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention consistant en ce que la poignée 510 de manoeuvre manuelle comporte des butées mécaniques 512 de limitation de l'angle de rotation de l'arbre 212 d'entraînement femelle. Comme l'indique la figure 1, ces butées mécaniques 512 sont destinées à coopérer avec des butées fixes 216 disposés sur la deuxième face 214 du module 210 d'entraînement. L'angle formé par lesdites butées mécaniques 512 est de 1200 dans l'exemple de la figure 5a, ce qui impose que le débattement angulaire entre les butées fixes 216 soit de 1200 + 900 = 2100. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la poignée 510 de manoeuvre manuelle est plate et placée entre les deux premières faces 213, 213' formant semelle d'embase des deux servo-moteurs 200, 200' quart de tour et pour assurer la limitation de l'angle de rotation, deux entretoises 416', s'emboîtent de part et d'autres dans les logements femelles standard des deux semelles d'embase plane 213, 213', et permettent aux butées 512 d'assurer leur fonction. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de liaison mécanique universel pour commande d'une pluralité de vannes quart de tour pour circuit de circulation de fluide liquide, chaque vanne (100) présentant un axe (110) de manoeuvre et des moyens (120) de liaison à un moteur (200) d'entraînement dudit axe (110) de manoeuvre, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend: - au moins un moteur (200) d'entraînement pour l'ensemble des axes de manoeuvre desdites vannes, constitué par un servo-moteur quart de tour comportant un module (210) d'entraînement présentant un arbre (211) d'entraînement creux s'étendant sensiblement perpendiculairement entre, d'une part, une première face (213) formant une semelle plane pour ledit module (210) d'entraînement, et, d'autre part, une deuxième face (214), sensiblement parallèle à ladite première face (213); - un jeu de noix (300) d'entraînement munies, chacune, de moyens (302) de coopération avec ledit arbre (211) d'entraînement creux, des moyens (303) de fixation de la poignée de commande manuelle (510) et des moyens (301) d'entraînement de l'axe (110) de manoeuvre d'au moins une (100) desdites vannes quart de tour; - une plaque (400) de liaison plane, percée d'un trou (410) de passage des axes (110) de manoeuvre et comportant, d'une part, des moyens (415) de fixation au module (210) d'entraînement du servo-moteur (200), et, d'autre part, une pluralité d'organes (420, 421, 422) de liaison aptes à coopérer avec lesdits moyens (120) de liaison de la pluralité desdites vannes quart de tour. 2 - Dispositif universel de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ledit dispositif comprenant un servo-moteur électrique (200) quart de tour, ladite plaque (400) de liaison plane est fixée audit module (210) d'entraînement par ladite première face (213) formant semelle plane. 3 - Dispositif universel de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque (400) de liaison plane ne s'inscrit que partiellement ladite première face (213). 4 - Dispositif universel de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ledit dispositif comprenant deux servo-moteurs (200, 200') quart de tour accouplés par leur semelle plane d'embase (213, 213'), ladite plaque spéciale (401) de liaison plane est fixée sur la deuxième face (214') du module (210') d'entraînement d'un (200') desdits servo-moteurs (200') les trous (416) permettent quand ils sont emboîtés dans des butées (216') de renforcer la résistance au cisaillement. 5 - Dispositif universel de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque noix (300) d'entraînement est munie de perçages longitudinaux (303). 6 - Dispositif universel de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte une poignée (510, 510') de manoeuvre manuelle, solidaire de chaque noix (300) d'entraînement. 7 - Dispositif universel de commande selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ladite poignée (510, 510') manuelle comporte des trous (511, 511') de fixation par vissage dans des trous taraudés constituant lesdits perçages longitudinaux (303) de la noix (300) d'entraînement. 8 - Dispositif universel de commande selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que ladite poignée (510) de manoeuvre manuelle est coudée et disposée sur la deuxième face (214) du module (210) d'entraînement du servomoteur (200) quart de tour. 9 - Dispositif universel de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite poignée (510) manuelle comporte des butées mécaniques (512) de limitation d'angle de rotation de l'arbre (212) d'entraînement femelle, aptes à coopérer avec des butées fixes (216) disposées sur la deuxième face (214) dudit module (210) d'entraînement. 10 - Dispositif universel de commande selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que ladite poignée (510') manuelle est plate et disposée entre les premières faces (213, 213') formant semelle d'embase plane des deux servo-moteurs (200, 200') quart de tour, et pour assurer la limitation de l'angle de rotation, deux entretoises (416') s'emboîtent de part et d'autre dans les logements femelles standard des deux semelles d'embase plane (213, 213'), et permettront aux butées (512) d'assurer leur fonction.