Brevet FR2819875A1 — publié le 20020726

La présente invention a pour objet une vanne pneumatique à pointeau. Cette vanne est destinée notamment à l'équipement de blocs changeurs de teinte et des pulvérisateurs de peinture utilisés dans des installations de peinture, par exemple dans l'industrie automobile. Une vanne de ce type comporte, de façon connue, un corps cylindrique destiné à être monté dans un alésage de l'appareil à équiper, avec ménagement de deux surfaces d'étanchéité annulaire délimitant une chambre qui, reliée à un dispositif d'alimentation en air comprimé, communique avec un premier compartiment disposé à l'intérieur du corps et séparé d'un second compartiment par un piston. Le piston est solidaire d'une tige dépassant axialement à l'extrémité avant du corps, et dont l'extrémité est équipée d'un pointeau destiné, suivant sa position, à prendre appui ou non sur un siège. La seconde chambre contient au moins un ressort agissant sur la tige dans un sens de fermeture de la vanne par appui du pointeau sur son siège. L'air sous pression agit, dans le premier compartiment, dans le sens inverse. La tige traversant l'extrémité avant du corps, une étanchéité est réalisée à ce niveau. Généralement, le corps est totalement cylindrique, et son extrémité avant est perpendiculaire à son axe. Cette technique pose des problèmes de centrage et de concentricité entre le corps de la vanne et l'alésage ménagé dans l'appareil à équiper. Si le centrage n'est pas parfait, le pointeau ne porte pas de façon symétrique sur son siège, il peut en résulter un défaut d'étanchéité au niveau du pointeau et un mélange de deux teintes au niveau de la vanne ; ce défaut non automatiquement détectable peut même aller contaminer le circuit de distribution de la teinte c'est à dire plusieurs centaines de litres de peinture. De même, le défaut de centrage peut se produire une usure des joints et éventuellement un défaut d'étanchéité. Ce type de vanne vient se monter dans un logement aménagé dans un corps de telle manière que trois zones distinctes sont créées : une première zone, située à l'avant de la vanne au niveau du pointeau, est constituée d'une chambre de peinture dans laquelle débouche le conduit d'alimentation en peinture, éventuellement le conduit de recirculation ; cette chambre communique avec le conduit alimentant la buse de peinture ; une seconde zone intermédiaire, en général située au niveau de la partie centrale de la vanne, est constituée d'une chambre sous air comprimé servant au pilotage de la vanne ; dans cette chambre débouche les conduits d'alimentation et d'échappement de l'air comprimé ; une troisième zone, située à l'arrière de la vanne, est en relation avec le milieu environnant. Ces zones sont étanches entre elles grâce à des joints de forme torique placés sur le corps extérieur de la vanne. Un premier joint permet d'étancher les zones peinture et air entre elles, un second joint permet d'étancher la zone air vis à vis de l'extérieur. La fonction d'étanchéité de ces joints est primordiale ; en effet un défaut d'étanchéité du premier joint entraînerait une remontée de peinture dans le réseau d'air comprimé non automatiquement détectable ; un défaut d'étanchéité du second joint entraînerait une absence de pilotage de la vanne ; un défaut d'étanchéité global des 2 joints entraînerait une fuite de peinture non automatiquement détectable dans la machine. Or la vanne étant en général montée par vissage à l'intérieur du logement du corps, ces joints toriques subissent une friction important lors du montage pouvant les vriller et les détériorer. Cette dégradation n'est pas visible une fois la vanne montée dans son corps. L'étanchéité au niveau de la tige de peinture a elle-même une importance primordiale car les conséquences d'un défaut seraient similaires à ce qui est décrit plus haut. Le but de l'invention est de fournir une vanne pneumatique à pointeau de ce type, dans laquelle l'étanchéité entre les surfaces d'étanchéité annulaires du corps et la paroi de l'alésage dans lequel le corps est monté, ne risque pas d'être détériorée lors du montage, dans laquelle le centrage soit parfaitement assuré, et dans laquelle l'étanchéité entre la tige portant le pointeau et le corps est assurée sans engendrer de frictions de valeurs trop importantes. A cet effet, dans la vanne qu'elle concerne, du type précité, l'extrémité arrière du corps est fermé par un bouchon fixé sur le corps de façon à être bloqué en translation mais libre en rotation sur celui-ci, ce bouchon étant fileté extérieurement afin d'être vissé dans un taraudage de l'alésage. Avantageusement, le bouchon est fixé sur le corps par clipsage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie avant du corps possède une forme tronconique centrée sur l'axe de la tige et de même inclinaison que celle d'une portée tronconique délimitant une partie de l'alésage recevant la vanne. Cette caractéristique permet de réaliser le vissage du bouchon dans l'alésage de l'appareil sans pivotement du corps de vanne, et par conséquent sans risque de vrillage des joints toriques assurant l'étanchéité entre le corps de vanne et la paroi de l'alésage. Le centrage est ainsi réalisé de façon parfaite en raison des portées tronconiques qui participent en outre à la réalisation de l'étanchéité entre le corps de la vanne et la paroi de l'alésage dans lequel elle est montée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la tige solidaire du piston dépasse de l'arrière du corps en traversant un orifice ménagé dans la paroi arrière du corps, et l'extrémité de la tige comporte des moyens d'actionnement manuel, tels qu'une gorge périphérique. Cet agencement permet, en cas de besoin, d'exercer une traction sur la tige, à l'encontre de l'action du ressort, en vue d'ouvrir manuellement la vanne, pour la réalisation d'opérations de tests. Une telle possibilité n'est pas offerte habituellement, les tests devant être réalisés en commandant l'ouverture de la vanne au niveau de l'armoire de commande, qui ne se trouve pas nécessairement à proximité de la buse de pulvérisation, s'il s'agit d'une installation de peinture, nécessitant alors l'intervention de deux opérateurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étanchéité du passage de la tige à l'extrémité avant du corps est réalisée par deux joints à lèvres. En outre, l'étanchéité du piston à l'intérieur du corps est réalisée par un joint à lèvres. Ces caractéristiques sont intéressantes, car permettant de réduire le nombre de joints, et par suite les frottements qui résultent de la présence de ceux-ci. Il est donc possible de faire fonctionner une telle vanne à l'aide d'une pression de commande d'une valeur relativement basse, par exemple de 6 bars. Afin de parfaire les conditions d'étanchéité de la vanne en conditions de fermeture de celle-ci, le pointeau est en matière plastique et est associé à un siège en acier inoxydable. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette vanne : Figure 1 en est une vue de côté ; Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale en position montée dans le corps d'un bloc changeur de teinte d'une installation de peinture. La vanne selon l'invention est représentée en extérieur à la figure 1, et comprend un corps 2 dont l'extrémité postérieure est équipée d'un bouchon 3, et de l'extrémité avant duquel dépasse une tige 4 équipée d'un pointeau 5. Le corps 2 est de forme cylindrique, et est équipé de deux joints annulaires 6 et 7 destinés à réaliser l'étanchéité vis-à-vis d'un alésage cylindrique 8 ménagé dans un bloc de changeur de teinte d'une installation de peinture, dont une partie est représentée à la figure 2. L'alésage 8 débouche dans un canal 9 destiné à véhiculer la peinture. Comme montré aux figures 1 et 2, l'extrémité avant du corps comporte une portée 10 tronconique destinée à venir prendre appui contre une portée 12 que comporte l'alésage 8 ménagé dans le bloc changeur de teinte. Cet agencement assure, d'une part, le centrage de la vanne à l'intérieur de l'alésage et, d'autre part, participe à l'étanchéité entre le corps de vanne et la paroi de l'alésage. Comme montré à la figure 2, la paroi extérieure du corps délimite avec l'alésage une chambre annulaire 13 pouvant être alimentée en air sous pression par un canal 14. La chambre annulaire 13, dont l'étanchéité est assurée par les joints 6 et 7, communique avec un compartiment 15 ménagé à l'intérieur du corps par des orifices 11. L'intérieur du corps comprend un compartiment 15 et un second compartiment 16 situé du côté de l'arrière, séparés l'un de l'autre par un piston 17 avec réalisation de l'étanchéité entre le piston et le corps par un joint à lèvres 18. Le compartiment 16 contient un ressort 19 prenant appui contre le piston 17 pour déplacer la tige du côté de l'avant du corps. La partie arrière du corps est fixée par le bouchon 3. Ce bouchon est clipsé sur le corps, de telle sorte qu'il est bloqué en translation vis-à-vis du corps mais libre en rotation vis-à-vis de celui-ci. Ce bouchon comporte un filetage extérieur 20 destiné à permettre son vissage dans un taraudage 22 de l'alésage 8. Ainsi, la fixation de la vanne est réalisée par vissage du bouchon 3 dans le taraudage 22 de l'alésage 8. Il doit être noté que, lors du vissage du bouchon, le corps de la vanne n'est pas entraîné en rotation, de telle sorte que l'on évite les risques de vrillage des joints 6 et 7 avec les défauts d'étanchéité qui pourraient en résulter. Comme montré aux figures 1 et 2, la tige 4 traverse le bouchon 3 par une ouverture 23, et l'extrémité de la tige présente une gorge périphérique 24 permettant l'actionnement de la tige manuellement à l'aide d'un outil. La partie avant de la tige traverse la partie avant du corps, l'étanchéité à ce niveau étant réalisée à l'aide de deux joints à lèvres 25. La partie avant de la tige 4 est disposée à l'intérieur d'une chambre 26, dans laquelle débouchent un canal 27 d'amenée de peinture et un canal 28 assurant le retour de la peinture non consommée au réservoir. Le pointeau 5, monté à l'extrémité de la tige 4, est destiné à prendre appui contre un siège 29 réalisé en acier inoxydable, tandis que le pointeau est en matière plastique. La vanne est représentée, à la figure 2, dans sa position de fermeture. Cette position de fermeture est maintenue sous l'action du ressort 19, le compartiment 15 n'étant alors pas alimenté en air sous pression. Pour réaliser l'ouverture de la vanne, de l'air sous pression amené par le canal 14 est introduit dans le compartiment 15, repoussant le piston 17 et la tige 4 à l'encontre de l'action du ressort 19. Le canal 9 est alors mis en communication avec la chambre 26 permettant le passage de peinture du canal d'amenée de peinture 27 vers le canal 9 puis vers la buse de pulvérisation de peinture. Lorsque la pression d'air comprimé est supprimée, le ressort referme la vanne. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une vanne à pointeau de structure simple, offrant d'excellentes qualités d'étanchéité, ne nécessitant pas une pression élevée pour son actionnement, et pouvant être actionnée manuellement en agissant directement sur la tige portant le pointeau. REVENDICATIONS 1. Vanne pneumatique à pointeau, du type comportant un corps cylindrique (2) destiné à être monté dans un alésage (8) d'un appareil à équiper, avec ménagement de deux surfaces d'étanchéité annulaires (6,7) délimitant une chambre qui, reliée à un dispositif d'alimentation en air comprimé, communique avec un premier compartiment (15) disposé à l'intérieur du corps et séparé d'un second compartiment (16) par un piston (17), le piston (17) étant solidaire d'une tige (4) qui, dépassant axialement du corps, est équipée d'un pointeau (5) destiné, suivant sa position, à prendre appui ou non sur un siège (29), le second compartiment (16) contenant au moins un ressort (19) agissant sur la tige (4) dans un sens de fermeture de la vanne par appui du pointeau (5) sur son siège (29), tandis que l'air sous pression agit sur le piston (17) dans le sens inverse, la tige (4) traversant avec étanchéité l'extrémité avant du corps, caractérisée en ce que l'extrémité arrière du corps (2) est fermée par un bouchon (3) fixé sur le corps (2) de façon à être bloqué en translation mais libre en rotation sur celui-ci, ce bouchon (3) étant fileté extérieurement afin d'être vissé dans un taraudage (22) de l'alésage (8). 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bouchon (3) est fixé sur le corps (2) par clipsage. 3. Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie avant du corps (2) possède une forme tronconique (10) centrée sur l'axe de la tige (4) et de même inclinaison que celle d'une portée tronconique (12) délimitant une partie de l'alésage (8) recevant la vanne. 4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la tige (4) solidaire du piston (17) dépasse de l'arrière du corps en traversant un orifice (23) ménagé dans le bouchon du corps, et l'extrémité de la tige comporte des moyens d'actionnement manuel, tels qu'une gorge périphérique (24). 5. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'étanchéité du passage de la tige (4) à l'extrémité avant du corps est réalisée par deux joints à lèvres (25). 6. Vanne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'étanchéité du piston (17) à l'intérieur du corps est réalisée par un joint à lèvres (18). 7. Vanne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le pointeau (5) est en matière plastique et est associé à un siège (29) en acier inoxydable.