Brevet FR2790065A1 — publié le 20000825

"Dispositif de percussion pour une cartouche piézo- électrique, et robinet à gaz équipé d'un tel dispositif" DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de percussion pour une cartouche piézo-électrique. Elle vise également un robinet à gaz équipé de ce dispositif. Il est depuis longtemps connu d'utiliser des dispositifs de percussion pour comprimer une cartouche piézo-électrique et produire ainsi une impulsion de tension d'amplitude suffisamment élevée pour générer entre deux électrodes d'allumage une étincelle apte à enflammer un mélange gazeux. Le document FR2498740 divulgue ainsi un allumeur piézo-électrique du type à percussion constitué par une masse de percussion présentant deux ergots diamétralement opposés pouvant se déplacer sur une rampe ménagée sur le corps d'un bouton-poussoir, un ressort prenant appui respectivement à l'intérieur du corps du bouton-poussoir et sur la masse de percussion destiné à propulser cette masse, et un boîtier destiné à recevoir à l'une de ses extrémités l'ensemble bouton-poussoir, ressort et masse de percussion, et à son autre extrémité l'ensemble percuté: frappeur, cristal piézo-électrique, enclume, connexion et pièce d'immobilisation. On connait aussi des dispositifs de percussion du type à marteau pivotant, tel que celui divulgué par exemple par le document FR2209079. Ce dispositif de percussion pour appareils piézo-électriques comprend un marteau pivotant rappelé vers une position abattue par un ressort et pourvu d'une surface d'appui, et un poussoir rappelé vers une position relevée par un ressort et enfonçable manuellement. La surface d'appui du marteau est sollicitée en contact contre une came tournante comportant au moins un secteur comprenant d'une part une première portion à profil croissant s'écartant de l'axe de rotation de la came et sur laquelle se déplace la surface d'appui en - 2 - soulevant le marteau pendant que la came tourne, et d'autre part, une deuxième portion à profil décroissant se rapprochant de l'axe de rotation et permettant à la surface d'appui de retomber en amont de la portion à profil croissant en même temps que le marteau retombe sur l'organe piézo-électrique. Ces dispositifs de percussion existants ont en commun l'inconvénient d'être de fabrication complexe, de nécessiter un assemblage de différentes pièces de petite dimension et d'imposer en conséquence des contraintes sévères de fabrication qui conduisent à des produits d'un coût de fabrication encore élevé en comparaison avec les autres composants d'un système de commande d'un brûleur à gaz. Le but de l'invention est de proposer un nouvel agencement de dispositif de percussion pour une cartouche piézo-électrique, qui soit de réalisation plus simple et moins coûteuse que les dispositifs de percussion existants. On atteint les objectifs précités avec un dispositif de percussion pour une cartouche piézo- électrique du type contenant deux éléments céramiques piézo-électriques montés l'un contre l'autre entre deux plots électriquement conducteurs et séparés par une électrode de sortie, ce dispositif de percussion comprenant: - des moyens pour loger la cartouche piézo- électrique agencés de sorte qu'un premier plot électriquement conducteur est en appui contre une butée tandis que le second plot électriquement conducteur s'étend librement au delà desdits moyens de maintien, - des moyens pour percuter le second plot électriquement conducteur de façon à générer, par compression des éléments céramiques piézo-électriques, une impulsion électrique à haute tension sur l'électrode de sortie, - 3- - des moyens pour rappeler les moyens percuteurs vers une première position de contact, dans laquelle lesdits moyens percuteurs sont maintenus sous pression en contact contre ledit second plot électriquement conducteur, - des moyens pour déplacer lesdits moyens percuteurs vers une seconde position écartée de ladite première position, et - des moyens de commande pour libérer lesdits moyens percuteurs de ladite seconde position écartée vers ladite première position de contact, Suivant l'invention, les moyens de logement et les moyens de rappel sont réalisés en une pièce support unique en matériau métallique. On supprime ainsi les inconvénients liés à des structures de percussion composées de plusieurs éléments hétérogènes tels que des cages, des ressorts et des mécanismes de blocage et de commande. Comme il n'est plus nécessaire de réaliser un assemblage complexe de pièces fixes et d'organes mobiles, il en résulte un gain économique considérable et en outre une plus grande solidité du dispositif de percussion et une amélioration sensible de la fiabilité. Dans un mode préféré de réalisation, la pièce support unique est obtenue à partir d'une tôle en acier découpé et pliée. Il s'agit d'un mode de réalisation particulièrement rapide et économique. Les moyens de rappel sont avantageusement réalisés sous la forme d'une lame flexible ayant une extrémité libre comportant les moyens percuteurs et dont la base est partie intégrante de la pièce support unique. Par ailleurs, les moyens percuteurs sont de préférence aussi partie intégrante de la pièce support unique en matériau métallique, ce qui conduit alors à une intégration totale des fonctions de percussion. Pour accroître l'efficacité de la percussion, il peut être avantageux d'augmenter la masse de la partie mobile à - 4 - l'extrémité de la lame flexible, par exemple en prévoyant deux ailes formant marteau. Il faut cependant noter que d'autres agencements de marteau peuvent être envisagés pour obtenir des performances électriques satisfaisantes. En pratique, les moyens de commande comprennent un organe d'actionnement agencé pour coopérer avec les moyens percuteurs. Cet organe d'actionnement peut être commandé soit manuellement soit au moyen d'une tige de réglage d'un robinet. Dans ce dernier cas, les moyens percuteurs peuvent comporter un évidement agencé pour recevoir l'organe d'actionnement qui a alors pour fonction première de déplacer les moyens percuteurs à partir de la position de contact vers la position écartée, puis ensuite de libérer ces moyens percuteurs afin qu'ils reviennent sous l'action des moyens de rappel dans leur position de contact initiale. Dans un exemple préféré de réalisation, les moyens de logement sont réalisés par découpage et pliage d'une première extrémité de la pièce support unique tandis que la lame flexible de rappel comporte une base qui est partie intégrante d'une seconde extrémité de la pièce support unique opposée à ladite première extrémité. La pièce support unique comporte de préférence un plan de fixation et la lame flexible de rappel est sensiblement perpendiculaire à ce plan de fixation. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un robinet à gaz comprenant un dispositif de percussion selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend une tige de réglage pourvue d'un ergot d'actionnement au titre des moyens de déplacement et des moyens de commande de ce dispositif de percussion. Lorsque ce robinet comporte un corps ayant une face latérale sensiblement plane, cette face latérale sensiblement plane est de préférence agencée pour recevoir la pièce support unique. - 5 - La pièce support unique peut alors comporter au moins une patte de blocage prévue pour être engagée dans un évidemment ménagé dans le corps dudit robinet. Dans ce type de robinet, il est à noter que la tige de réglage peut être sensiblement parallèle à la lame flexible de rappel du dispositif de percussion selon l'invention en position de contact. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure lA représente un ensemble robinet à gaz/dispositif de percussion selon l'invention, en position de contact; - la figure lB représente l'ensemble robinet à gaz/dispositif de percussion de la figure 1A, en position écartée; - la figure 1C représente l'ensemble robinet à gaz/dispositif de percussion des figures lA et lB, en situation de percussion; - la figure 2 est une vue de dessus d'un dispositif de percussion selon l'invention, fixé au corps d'un robinet à gaz; - la figure 3 est une vue de face du dispositif de percussion de la figure 2; - la figure 4 est une vue arrière du dispositif de percussion des figures 2 et 3; et - la figure 5 est une vue avant du dispositif de percussion des figures 2 à 4. On va maintenant décrire, en référence aux figures précitées, un exemple de réalisation d'un dispositif de percussion 1 selon l'invention, couplé et fixé à un robinet à gaz tel que celui décrit dans le document WO99/01700. Le dispositif de percussion 1, réalisé à partir d'une simple tôle en acier préalablement découpée et pliée, comprend une cage 2 conçue pour loger une cartouche piézo- - 6 - électrique 10 constituée de deux éléments céramiques piézoélectriques 10A, 0lB de forme cylindrique, contenus dans un tube en matériau électriquement isolant et séparés par une électrode de sortie 17 sur laquelle est recueillie5 l'impulsion de haute tension générée lors de la percussion de la cartouche piézo-électrique 10. Cette cartouche est en outre pourvue à ses deux extrémités d'un premier et d'un second plots électriquement conducteurs, un premier plot électriquement conducteur (non visible sur les10 figures) venant en appui contre une plaque de butée 21 de la cage 2 tandis que le second plot électriquement conducteur 11 s'étend librement à l'extérieur de la cage 2. Un câble électrique 13, éventuellement isolé, peut être relié par une connexion 12 à l'électrode de sortie 17. Il est à noter qu'un tel câble n'est pas systématiquement nécessaire, mais qu'une simple cosse électrique peut suffire pour assurer la connexion avec la cartouche piézo- électrique. Par ailleurs, la référence de masse électrique est assurée par la pièce support elle-même qui est réalisée dans un matériau électriquement conducteur tel que de l'acier. La pièce support unique constituant le dispositif de percussion 1 selon l'invention comprend une partie plane 41 de fixation au corps d'un robinet à gaz 5 et une partie mobile de percussion 7 comportant une lame flexible 71 réalisant une fonction de rappel élastique pour un organe de percussion 72. La lame flexible 71 est rattachée à la partie plane de fixation 41 par une base 70 rigidifiée par pliage et adjonction d'un renfort 9. L'organe de percussion 72 est partie intégrante de la pièce support unique puisqu'il résulte d'un découpage et d'un pliage appropriés pour réaliser une structure de marteau sous la forme de deux ailes 73, 75 comportant un évidemment. Le dispositif de percussion 1 est fixé sur une face latérale sensiblement plane 55 du corps d'un robinet à gaz du type décrit dans le document WO99/01700. Ce robinet --7 - comprend notamment un orifice d'arrivée de gaz 51, un orifice de sortie de gaz 52, une électrovanne de sécurité 8 commandée par un signal généré par un thermocouple (non représenté) et une tige de réglage de débit 6 pourvue d'un ergot d'actionnement 60 prévu pour s'engager dans un évidement 75 de la structure de marteau 72. Le dispositif de percussion 1 est fixé au corps du robinet 5 au moyen d'une vis de fixation 3 vissée dans un trou fileté réalisé dans la face latérale. La pièce support unique est en outre pourvue d'une première patte de blocage 40 réalisée par découpe partielle et pliage d'une langue de tôle 4 au niveau de la partie de fixation plane 41, et d'une seconde patte de blocage 260 réalisée par découpe partielle et pliage d'une langue de tôle au niveau de la cage 2. Ces deux pattes de blocage sont prévues pour venir s'engager dans des évidements spécifiquement prévus dans le corps du robinet 5. On va maintenant plus particulièrement décrire, en référence aux figures 2 à 5, un mode pratique de réalisation de la pièce support unique à partir d'une pièce de tôle en acier, par exemple du type acier à ressort XC75 trempant recuit. La cage 2 est entièrement réalisée par découpage et pliage pour obtenir: une face de butée 21 comprenant une forme 210 prévue pour recevoir en appui à l'intérieur de la cage 2 le premier plot électriquement conducteur de la cartouche piézo-électrique, - deux faces opposées respectivement externe et interne 22, 23 et - une face latérale 25 comportant un évidemment prévu pour permettre le passage du câble électrique isolé 13. L'autre face latérale de la cage 2 est ouverte pour permettre l'introduction de la cartouche piézo-électrique 10 et l'insertion du second plot électriquement conducteur 11 dans une réceptacle 240 ménagé dans une face avant 24 - 8 - de la cage 2 et prévu pour maintenir en position la cartouche piézo-électrique 10 à l'intérieur de la cage 2. Les faces respectivement externe et interne 22, 23 sont chacune pourvue d'une patte de blocage 220, 230 venant bloquer la face arrière 21. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de percussion 1 selon l'invention couplé au robinet à gaz 5, en référence aux figures 1A, lB et 1C. Dans une position initiale (I), le marteau 72 est en contact permanent avec le second plot électriquement conducteur 11 de la cartouche piézoélectrique 10, du fait des forces de rappel exercées par la lame flexible de rappel 71. Lorsqu'un opérateur entreprend de faire tourner la tige de réglage 6 du robinet 5, l'ergot d'actionnement 60 engagé dans l'évidement 75 du marteau 72 va alors contribuer à écarter le marteau 72 du second plot électriquement conducteur 11 jusqu'à atteindre une position limite (II) correspondant au maximum d'écartement réalisable avec l'ergot d'actionnement 60. Dans cette situation, l'énergie potentielle associée à la lame flexible élastique atteint une valeur extrémale. En effet, pour une variation angulaire supplémentaire de la tige de réglage 6, l'ergot de fonctionnement 60 s'efface alors et ne se trouve plus engagé dans l'évidement 75, ce qui provoque la libération de la lame flexible 71 et une séquence d'accélération du marteau 75 jusqu'à ce que ce dernier vienne percuter le second plot électriquement conducteur 11 qui fait alors fonction d'enclume. Dans cette position (III), l'énergie cinétique du marteau 72 est sensiblement convertie en énergie électrique au sein des éléments céramiques piézo-électriques, ce qui se traduit par la génération d'une brève impulsion de haute tension sur l'électrode de sortie 17. Cette impulsion de haute tension est transmise via le câble électrique isolé 13 à un générateur d'étincelles (non représenté) disposé à - 9- proximité immédiate d'un brûleur à gaz alimenté par le robinet 5. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les formes et proportions de la pièce support unique qui vient d'être décrite peuvent être variées en fonction d'applications spécifiques et tout particulièrement en fonction du type de robinet équipé.10 Les organes de fixation du dispositif de percussion au corps du robinet peuvent être en nombre différents et disposés autrement que dans l'exemple décrit. Par ailleurs, la mise en oeuvre d'ailes pour la structure de marteau ne présente aucun caractère d'obligation et doit être envisagée en fonction des caractéristiques électriques recherchées et de considérations de nature dynamique. - 10- REVENDICATIONS 1. Dispositif de percussion (1) pour une cartouche piézo-électrique (10) du type contenant deux éléments céramiques piézo-électriques (10A, 10B) montés l'un contre l'autre entre deux plots électriquement conducteurs (11) et séparés par une électrode de sortie (17), ce dispositif de percussion (1) comprenant: - des moyens (2) pour loger la cartouche piézo-électrique (10) agencés de sorte qu'un premier plot électriquement conducteur est en appui contre une butée (21) tandis qu'un second plot électriquement conducteur (11) s'étend librement au delà desdits moyens de logement (2), - des moyens (72) pour percuter le second plot électriquement conducteur (11) de façon à générer, par compression des éléments céramiques piézo- électriques (1OA, 0lB), une impulsion électrique à haute tension sur l'électrode de sortie (17), - des moyens (71) pour rappeler les moyens percuteurs (72) vers une première position de contact (I), dans laquelle lesdits moyens percuteurs (72) sont maintenus sous pression en contact contre ledit second plot électriquement conducteur (11), - des moyens (6, 60) pour déplacer desdits moyens percuteurs (72) vers une seconde position (II) écartée de ladite première position (I), et - des moyens de commande (6) pour libérer lesdits moyens percuteurs (72) de ladite seconde position écartée (II) vers ladite première position de contact (I), caractérisé en ce que les moyens de logement (2) et les moyens de rappel (71) sont réalisés en une pièce support unique en matériau métallique. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce support unique est obtenue à partir d'une tôle en acier découpé et pliée. - 11- 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de rappel sont réalisés sous la forme d'une lame flexible (71) ayant une extrémité5 libre comportant les moyens percuteurs (72). 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens percuteurs (72) font aussi partie intégrante de la pièce support unique en matériau métallique. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens percuteurs (72) comprennent deux ailes (73, 74) formant marteau. 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 4 ou , caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un organe d'actionnement (60) agencé pour coopérer avec les moyens percuteurs (72). 7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens percuteurs (72) comportent un évidement (75) agencé pour recevoir l'organe d'actionnement (60). 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens de logement (2) sont réalisés par découpage et pliage d'une première extrémité de la pièce support unique tandis que la lame flexible de rappel (71) comporte une base (70) qui est partie intégrante d'une seconde extrémité de ladite pièce support unique opposée à ladite première extrémité. 9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce support unique comporte un plan de fixation (41) et en ce que la lame flexible de - 12- rappel (71) est sensiblement perpendiculaire audit plan de fixation (41). 10. Robinet à gaz (5) comprenant un dispositif de percussion (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une tige de réglage (6) pourvue d'un ergot d'actionnement (60) au titre des moyens de déplacement et des moyens de commande dudit dispositif de percussion (1). 11. Robinet à gaz (5) selon la revendication 10, comportant un corps (50) ayant une face latérale sensiblement plane, caractérisé en ce que cette face latérale sensiblement plane est agencée pour recevoir la pièce support unique. 12. Robinet à gaz (5) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la pièce support unique comporte au moins une patte de blocage (40) prévue pour être engagée dans un évidemment ménagé dans le corps (50) dudit robinet (5). 13. Robinet à gaz (5) selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la tige de réglage (6) est sensiblement parallèle à la lame flexible (71) de rappel du dispositif de percussion (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, en position de contact.