Brevet FR3010477A1 — publié le 20150313

CLAPET MUNI D'AXES DE TIGES DE CHARNIÈRES MONTÉS À PRÉCISION HISTORIQUE L'objet dont il est question ici concerne les clapets et, plus particulièrement, la fixation des axes de tiges de charnières à un corps de clapet. Les clapets à battant, y compris les clapets à battant doubles, utilisent des tiges de charnières qui sont montées sur des axes pour le pivotement des battants. La précision et la méthodologie utilisées lors du montage et du placement de la tige de charnière sont cruciales pour le bon fonctionnement et la longévité du clapet. En règle générale, il existe deux approches pour créer les caractéristiques de montage de la tige de charnière : axes intégrés et non-intégrés. Pour les axes intégrés, le corps de clapet et les axes sont formés ensemble, généralement par outillage. Pour les axes non-intégrés, le corps de clapet et les axes sont formés séparément et ensuite assemblés, généralement avec un ou plusieurs éléments de fixation. RÉSUMÉ Un clapet comprend un corps muni d'un canal d'écoulement et un trou se prolongeant dans le corps ; un axe avec une base et un trou se prolongeant dans la base, l'axe étant relié au corps ; et un ergot de centrage qui se loge dans le trou du corps et qui se prolonge dans le trou de l'axe. Avantageusement, l'ergot de centrage peut être emmanché à force dans le trou du corps. Avantageusement, l'ergot de centrage peut être chanfreiné à au moins une extrémité. Avantageusement, un ou plusieurs éléments de fixation peuvent permettre de connecter l'axe au Corps. Avantageusement, l'un ou les plusieurs éléments de fixation peuvent être adjacents à l'ergot de centrage. Avantageusement, l'axe peut supporter une tige de charnière. Avantageusement, la tige de charnière peut comprendre un trou pour le prolongement de l'ergot de centrage au moins une partie du chemin à travers la tige de charnière. Avantageusement, le trou de la tige de charnière peut avoir un diamètre plus grand que l'ergot de centrage pour tenir compte de la dilatation thermique. Avantageusement, la tige de charnière peut comporter une rainure circonférentielle pour recevoir l'ergot de centrage. Avantageusement, l'ergot de centrage peut avoir une extrémité arrondie pour s'ajuster à la rainure. Avantageusement, l'extrémité de l'ergot de centrage peut être formée pour être de forme complémentaire à la rainure circonférentielle. Un procédé pour assembler un clapet à battant comprend l'emmanchement à force d'un ergot de centrage dans un trou dans un corps de clapet ; l'alignement d'un axe avec un trou dans la base pour que l'ergot de centrage se prolonge dans le trou dans la base de l'axe ; et la fixation de l'axe au corps de clapet avec un élément de fixation. Avantageusement, une tige de charnière peut être installée pour être maintenue par l'axe. Avantageusement, l'ergot de centrage peut se prolonger au moins partiellement dans la tige de charnière. Avantageusement, le procédé peut comprendre en outre la sélection d'une tige de charnière comportant un trou qui a un diamètre plus grand que l'ergot de centrage pour tenir compte de la dilatation thermique. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES La FIG. IA est une vue en perspective d'un exemple de clapet à battant selon un mode de réalisation de l'invention. La FIG. 1B est une vue en coupe du clapet à battant de la FIG. lA le long de la ligne B-B. La FIG. 1C est une vue agrandie d'une partie de la FIG. 1B La FIG. 1D est une vue en coupe du clapet à battant de la FIG. lA le long de la ligne D-D. La FIG. 2A est une vue en coupe d'un exemple de clapet à battant selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La FIG. 2B est une vue agrandie de la partie 2B de la FIG. 2A. La FIG. 2C est une vue agrandie de la section 2C de la FIG. 2A. La FIG. 3A est une vue en coupe d'un exemple de clapet à battant selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La FIG. 3B est une vue agrandie de la partie 3B de la FIG. 3A. La FIG. 3C est une vue agrandie de la section 3C de la FIG. 3A. La FIG. 4A est une vue en coupe d'un exemple de clapet à battant selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. La FIG. 4B est une vue agrandie de la partie 4B de la FIG. 4A. La FIG. 4C est une vue agrandie de la section 4C de la FIG. 4A. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La FIG. lA est une vue en perspective d'un mode de réalisation du clapet à battant 10, la FIG. 1B est une vue en coupe du clapet à battant 10 le long de la ligne B-B, la FIG. 1C est une vue agrandie d'une partie du clapet à battant 10, et la FIG. 1D est une vue en coupe du clapet à battant 10 le long de la ligne D-D. Le clapet à battant 10 comprend un corps de clapet 12, des axes 14, une tige de charnière 16, une goupille de butée 18, des cravates 20, des ergots de centrage 22 et des éléments de fixation 24. Dans ce mode de réalisation, le corps de clapet 12 comprend deux trous (qui ne sont pas visibles car recouverts par les cravates 20 dans les FIGs. 1A-1B) et deux trous 26 qui se prolongent dans le corps 12, et quatre trous 28 qui se prolongent à travers le corps 12. Chaque axe 14 comprend une base 29 et un trou 30 qui se prolonge dans l'axe 14 à la base 29. Dans le mode de réalisation illustré, les éléments de fixation 24 sont des boulons avec des écrous autobloquants, même s'il peut y avoir d'autres types d'éléments de fixation dans d'autres modes de réalisation. Pour simplifier, les axes sont illustrés sans hachurage. Les ergots de centrage 22 sont calés dans les trous 26, et peuvent être emmanchés à force dans le corps 12. La tige de charnière 16 et la goupille de butée 18 se prolongent à travers les cravates 20, pour que les cravates 20 puissent pivoter autour de la tige de charnière 16. La tige de charnière 16 et la goupille de butée 18 s'emmanchent dans les axes 14 aux deux extrémités. Les axes 14 se connectent au corps 12 par alignement de sorte que les ergots de centrage 22 se prolongent dans les trous 30. Les axes 14 peuvent être emmanchés à force par glissement dans les ergots de centrage 22, et ensuite les éléments de fixation 24 peuvent être utilisés pour fixer les axes 14 au corps 12. Une fois que les axes 14 sont fixés au corps 12, les cravates 20 peuvent sélectivement pivoter autour de la tige de charnière 16 afin de sélectivement restreindre l'écoulement ou permettre l'écoulement à travers le clapet 10. Comme le démontre la FIG. 1D, l'ergot de centrage 22 a une forme cylindrique et peut être chanfreiné à l'une extrémité ou les deux, ce qui peut aider au contact avec le trou 30, la tige de charnière 16 et/ou le trou 26. L'ergot de centrage 22 peut être fabriqué en acier, en acier inoxydable ou en tout autre matériau selon les exigences du clapet 10. L'ergot de centrage 22 se prolonge généralement en longueur au moins d'une fois et demie le diamètre d'un ergot de centrage 22 dans chacun du corps 12 et de l'axe 14. Par exemple, l'ergot de centrage 22 peut se prolonger en longueur par deux fois de son diamètre dans le corps 12 et d'une fois et demie de son diamètre en longueur dans l'axe 14. Le prolongement des ergots de centrage 22 dans les deux axes 14 et le corps 12 peut varier en fonction des charges structurales sur les axes 14. En utilisant un ergot de centrage 22, qui se prolonge du trou 26 dans le corps 12 jusqu'au trou 30 dans l'axe 14, le clapet 10 peut utiliser des axes non-intégrés tout en maintenant un emplacement d'axe 14 précis pour que la tige de charnière 16 de support maintienne une bonne opération et la longévité du clapet 10. Comme il est mentionné ci-dessus, le clapet 10 peut généralement être fabriqué avec des axes intégrés ou non-intégrés. Les axes intégrés demandent plus de matériaux et leur fabrication est assez difficile en raison de la forme du corps 12 et des axes 14. Ainsi, en rendant les axes 14 non-intégrés au corps 12 on peut économiser en matériaux et en coûts de fabrication, mais un inconvénient majeur des axes non-intégrés est que l'emplacement et le positionnement de la tige de charnière 16 est au final moins précis en comparaison aux axes intégrés mécaniquement. Ceci peut être dû au montage des axes, par exemple, les vis peuvent légèrement désaxer les axes. En utilisant l'ergot de centrage 22, qui peut être emmanché à force dans le corps 12, les axes 14 peuvent être précisément alignés pour que l'ergot de centrage se prolonge dans le trou 30. Ceci atténue grandement les inconvénients de l'utilisation des axes non-intégrés 22 dans le clapet 10, et peut également conférer une capacité de cisaillement et donc une meilleure intégrité structurale du clapet 10, étant donné que les éléments de fixation 24 ne sont généralement pas conçus pour être soumis à une charge de cisaillement. L'utilisation de l'ergot de centrage 22 pour relier les axes 14 au corps 12 permet d'avoir un système robuste, peu coûteux et relativement simple pour la rétention de la tige de charnière 16 et permet au clapet 10 de bénéficier des avantages de l'utilisation des axes intégrés 14. La fabrication des axes 14 non-intégrés au corps 12 peut permettre la fabrication des axes 14 et du corps 12 avec des matériaux différents, par exemple, un corps 12 en aluminium plus léger et des axes 14 en acier inoxydable plus résistants à l'usure, pour l'optimisation du système selon les besoins. L'utilisation des axes non-intégrés 12 peut permettre une meilleure capacité de réparation et de maintenance du clapet 10, étant donné que les axes 14 peuvent être remplacés plutôt que de remplacer le corps de clapet 12 et les axes 14 en entier (comme pour un système intégré). La FIG. 2A est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un clapet à battant 10 et la FIG. 2B est une vue agrandie de la section 2B de la FIG. 2A, et la FIG. 2C est une vue agrandie de la section 2C de la FIG. 2A. Le clapet 10 comprend le corps 12 (avec des trous 26), les axes 14 (avec des trous 30), la tige de charnière 16, la goupille de butée 18, les cravates 20, les ergots de centrage 32 et les éléments de fixation 24. Dans ce mode de réalisation, la tige de charnière 16 comprend le trou 34 et le trou 36 qui se prolongent dans la tige de charnière 16. Le clapet 10 fonctionne de la même façon que le clapet 10 des FIGs. 1A-1D. Cependant, dans le mode de réalisation des FIGs. 2A-2C, l'ergot de centrage 32 se prolonge dans le trou 34 de la tige de charnière 16 et l'ergot de centrage 32 se prolonge dans le trou 36 de la tige de charnière 16. L'extrémité chanfreinée des ergots de centrage 32 pénètre dans les trous 34, 36. Le trou 34 peut être formé avec un diamètre juste au-dessus du diamètre de l'ergot de centrage 32 pour que l'ergot de centrage 32 s'y fixe en toute sécurité. Le trou 36 a un diamètre plus grand que l'ergot de centrage 32 pour tenir compte de la dilatation thermique, particulièrement lors de l'utilisation de différents matériaux pour les différentes parties du clapet 10. Dans d'autres modes de réalisation, les deux trous 34, 36 peuvent être plus grands ou l'un ou l'autre des trous 34, 36 peut être plus grand. En prolongeant les ergots de centrage 32 dans les trous 34, 36 dans la tige de charnière 16, les ergots de centrage 32 peuvent aider à maintenir la tige de charnière 16 en position axiale, prévenant tout mouvement de glissement de la tige de charnière 16 dans les axes 14. Comme dans les FIGs. 1A-1D, l'ergot de centrage 32 permet l'utilisation des axes non-intégrés tout en maintenant un emplacement précis de l'axe 14 pour supporter la tige de charnière 16. L'ergot de centrage 32 se prolonge également dans des trous 34, 36 pour apporter un soutien additionnel pour le maintien en position axiale de la tige de charnière 16, assurant ainsi la bonne opération et la longévité du clapet 10. La FIG. 3A est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un clapet à battant 10, la FIG. 3B est une vue agrandie de la section 3B de la FIG. 3A, et la FIG. 3C est une vue agrandie de la section 3C de la FIG. 3A. Le clapet 10 comprend un corps 12 (avec le trou 26), des axes 14 (avec un trou 30), une tige de charnière 16, une goupille de butée 18, des cravates 20, un ergot de centrage 40 et des éléments de fixation 24. Dans ce mode de réalisation, la tige de charnière 16 comprend des rainures circonférentielles 42, 44 se prolongeant dans la tige de charnière 16. Dans le mode de réalisation des FIGs. 3A-3C, l'ergot de centrage 40 est plat à l'une des extrémités et sphérique à l'autre extrémité. La rainure circonférentielle 42 est formée pour être de forme complémentaire à l'extrémité sphérique de l'ergot de centrage 40. La rainure circonférentielle 44 est plus grande que la rainure circonférentielle 42 pour tenir compte de la dilatation thermique des composants du clapet 10. Dans d'autres modes de réalisation, les deux rainures circonférentielles 42 et 44 peuvent être plus grandes ou l'une ou l'autre des rainures circonférentielles 42 et 44 peut être plus grande. En utilisant un ergot de centrage 40 avec une extrémité sphérique et des rainures circonférentielles 42, 44, l'ergot de centrage 40 maintient axialement les tiges de charnière 16, et peut permettre un assemblage plus facile du clapet 10, étant donné que le pivotement de la tige de charnière 16 n'a pas besoin d'être précis lors du placement des axes 14 (avec une tige de charnière 16) sur les ergots de centrage 40. La FIG. 4A est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un clapet à battant 10, la FIG. 4B est une vue agrandie de la section 4B de la FIG. 4A et la FIG. 4C est une vue agrandie de la section 4C de la FIG. 4A. Le clapet 10 comprend un corps 12 (avec un trou 26), des axes 14 (avec un trou 30), une tige de charnière 16, une goupille de butée 18, des cravates 20, un ergot de centrage 46 et des éléments de fixation 24. Dans ce mode de réalisation, la tige de charnière 16 comprend des trous 48 et 50 se prolongeant dans la tige de charnière 16. Dans le mode de réalisation des FIGs. 4A-4C, les trous 48 et 50 se prolongent tout le long jusqu'à la tige de charnière 16. Le trou 48 est formé pour qu'il s'ajuste à la circonférence externe de l'ergot de centrage 46, et le trou 50 est plus grand pour tenir compte de la dilatation thermique. Comme dans d'autres modes de réalisation, les dimensions et la taille des trous 48, 50 peuvent être différentes. Les ergots de centrage 46 ont une longueur leur permettant de se prolonger tout le long du chemin à travers les trous 48, 50 ou presque tout le long du chemin. Les ergots de centrage 46 peuvent aider à la fois au placement précis des axes 14, et peuvent également, additionnellement, assurer une rétention axiale de la tige de charnière 16 en se prolongeant à travers les trous 48, 50, le prolongement des trous 48, 50 tout au long jusqu'à la tige de charnière 16 peut rendre leur fabrication plus facile et moins coûteuse. En résumé, en utilisant les ergots de centrage 22, 32, 40, 46 pour se prolonger entre le corps du clapet 12 et les axes 14, des axes non-intégrés peuvent être utilisés pour le clapet 10 tout en maintenant une bonne position de l'axe 14, et donc, de la tige de charnière 16. Ceci peut aider à augmenter la durée de vie du clapet et ajouter une force de cisaillement à la connexion entre les axes 14 et le corps 12, tout en permettant également d'avoir les autres avantages qui découlent de l'utilisation des axes non-intégrés, par exemple, la capacité d'optimiser les matériaux utilisés, des économies au niveau des matériaux et des coûts de fabrication, une meilleure capacité de réparation et de maintenance des pièces, la possibilité d'utiliser des axes communs dans des clapets 10 de tailles similaires, permettant ainsi une conception modulaire du clapet. Tout ceci peut entraîner une augmentation globale de la durée de vie et de la durabilité du clapet 10. Les FIGs. 1A-4C illustrent des clapets à battant 10 à titre d'exemple seulement et d'autres types de clapet peuvent employer des axes non-intégrés avec un ou plusieurs ergots de centrage, par exemple, des clapets papillon. REVENDICATIONS: 1. Clapet (10) comprenant : un corps (12) muni d'un canal d'écoulement et un trou (26) se prolongeant dans le corps ; un axe (14) avec une base (29) et un trou se prolongeant dans la base, l'axe étant relié au corps ; et un ergot de centrage (22) qui se loge dans le trou du corps et qui se prolonge dans le trou de l'axe. 2. Clapet (10) selon la revendication 1, dans lequel l'ergot de centrage (22) est emmanché à force dans le trou du corps. 3. Clapet (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'ergot de centrage (22) est chanfreiné à au moins une extrémité. 4. Clapet (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre : un ou plusieurs éléments de fixation (24) pour connecter l'axe (14) au corps (12). 5. Clapet (10) selon la revendication 4, dans lequel l'un ou les plusieurs éléments de fixation (24) sont adjacents à l'ergot de centrage (22). 6. Clapet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'axe (14) supporte une tige de charnière (16). 7. Clapet (10) selon la revendication 6, dans lequel la tige de charnière (16) comprend un trou (34, 36) pour le prolongement de l'ergot de centrage (32) au moins une partie du chemin à travers la tige de charnière. 8. Clapet (10) selon la revendication 7, dans lequel le trou de la tige de charnière (36) a un diamètre plus grand que l'ergot de centrage (32) pour tenir compte de la dilatation thermique. 9. Clapet (10) selon la revendication 6, 7 ou 8, dans lequel la tige de charnière (16) comporte une rainure circonférentielle (42, 44) pour recevoir l'ergot de centrage (40). 10. Clapet (10) selon la revendication 9, dans lequel l'ergot de centrage (40) a une extrémité arrondie pour s'ajuster à la rainure (42, 44). 11. Clapet (10) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'extrémité de l'ergot de centrage (40) est formée pour être de forme complémentaire à la rainure circonférentielle (42). 12. Procédé permettant d'assembler un clapet à battant, le procédé comprenant : l'emmanchement à force d'un ergot de centrage dans un trou dans un corps de clapet ; l'alignement d'un axe avec un trou dans la base pour que l'ergot de centrage se prolonge dans le trou dans la base de l'axe ; et la fixation de l'axe au corps de clapet avec un élément de fixation. 13. Procédé de la revendication 12, comprenant également : l'installation d'une tige de charnière pour être maintenue par l'axe. 14. Procédé de la revendication 13, dans lequel l'ergot de centrage se prolonge au moins partiellement dans la tige de charnière. 15. Procédé de la revendication 14, comprenant également : la sélection d'une tige de charnière comportant un trou qui a un diamètre plus grand que l'ergot de centrage pour tenir compte de la dilatation thermique.