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REVENDICATIONS
1. Electrovalve miniaturisée, caractérisée en ce que son corps, comprenant une zone de valve (200) et une zone d'électro-aimant (201), y comprise noyau de la bobine d'électro-aimant, est formé d'une seule pièce (100) s'étendant sur la majeure partie au moins de la longueur de l'électrovalve.
2. Electrovalve miniaturisée, selon la revendication 1, caractérisée en ce que son corps (100) est en matière plastique injectée.
3. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 2, caractérisée en ce que la carcasse magnétique (101) de l'électro-aimant est formée d'une pièce noyée dans le corps (100), en sorte qu'il constitue dans la matière de ce corps une armature métallique supportant la majeure partie des efforts et sollicitations dus au mouvement des parties mobiles et au fluide sous pression.
4. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 2, caractérisée en ce que tous les éléments ne faisant pas partie des circuits électrique et magnétique sont faits en matière plastique.
5. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'un des pôles magnétiques (105) est noyé dans le corps de l'électrovalve.
6. Electrovalve miniaturisée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lia course (20) du noyau mobile (18) est réglable par réglage de la hauteur d'un noyau fixe (19).
7. Electrovalve miniaturisée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que son corps (100) présente une cavité (400) servant de logement à un noyau fixe (19) et de guidage à un noyau mobile (18) et une autre cavité (300) servant de logement au bobinage (14) de l'electro-aimant.
8. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 1, caractérisée par une buse (21) associée à un élément compressible (26) agencé pour que, par coopération avec une pièce d'assemblage (27), la course (20) soit maintenue constante une fois l'ensemble monté.
9. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 1, caractén- sée en ce qu'un élément mobile (4) formant clapet est monté librement dans un logement (5) ménagé dans le corps (100), et en ce que cet élément mobile commande l'ouverture et la fermeture d'orifices correspondant aux différentes voies.
10. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 1, caractérisée par des lumières (6) pratiquées dans le corps de valve (100) ou dans l'élément mobile (4), dont une au moins est en regard d'un orifice (2).
11. Electrovalve miniaturisée selon la revendicationl, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une pièce (8) mobile avec le noyau magnétique mobile de l'électro-aimant, pour déplacer l'élément mobile (4) dans le sens de la fermeture de l'orifice d'amenée du fluide sous pression, cette pièce (8) traversant le corps de valve (100) sans traverser le canal d'échappement (3).
12. Electrovalve miniaturisée selon la revendication 11, caracté- risée en ce que le noyau mobile (18) comporte un logement axial dans lequel est disposé un ressort de rappel (7) sollicitant la pièce (8) agissant sur l'élément mobile (4)-permettant l'obturation de l'orifice d'amenée du fluide sous pression (1).
Les électrovalves connues pour la distribution des fluides sous pression ou dépression comportent un électro-aimant destiné à commander les mouvements d'ouverture et de fermeture d'au moins un orifice. Lorsque cet électro-aimant est parcouru par un courant électrique, il engendre un flux magnétique qui provoque le déplacement d'un noyau magnétique mobile, lequel peut soit porter directement un clapet ou avoir une forme adéquate assurant l'étanchéité pour l'ouverture ou la fermeture des orifices de passage du fluide, soit commander l'ouverture, respectivement la fermeture, d'un servomécanisme.
Les électrovalves connues du type à trois voies comportent un orifice d'arrivée de fluide sous pression, un orifice de distribution et un orifice d'échappement. Elles sont en général conçues de manière à assurer une caractéristique débit/pression suffisante pour bon nombre d'applications, mais elles sont néanmoins surdimensionnées, notamment pour la commande de distributeurs pneumatiques ou de composants miniaturisés.
Certaines électrovalves miniaturisées permettent d'obtenir une caractéristique débit/pression suffisante, ainsi qu'une puissance relativement faible de l'ordre de 2 W.
Néanmoins, la réalisation de ces miniaturisations est encore onéreuse et exige un degré de contrôle complexe pour assurer une fiabilité suffisante de l'électrovalve, plus particulièrement pour la réalisation d'électrovalves ayant une consommation inférieure à 1-W et une pression au moins égale à 10 bar et dont les orifices soient supérieurs à 0,8 mm.
Le fait que le corps de valve soit en général assemblé à la partie électro-aimant implique, d'une part, un nombre de pièces excessif et par là même des tolérances de fabrication réduites et, d'autre part, divers moyens d'étanchéité entre les parties corps de valve et électroaimant, ce qui a pour conséquence un renchérissement des coûts de fabrication et de montage.
La présente invention a pour but de fournir une électrovalve miniaturisée exempte de ces inconvénients. Elle a pour objet une électrovalve miniaturisée conforme à la revendication 1.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'électrovalve objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de l'électrovalve, I'appareil étant hors tension.
La fig. 2 est une vue en élévation partiellement en coupe selon 2-2 de fig. 1.
La fig. 3 est une vue réduite en plan par-dessus de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue réduite en coupe par la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue réduite en coupe par la ligne 5-5 de la fig. 2.
La fig. 6 est une vue en coupe par la ligne 6-6 de la fig. 2 représentant uniquement le corps de l'électrovalve muni de ses inserts.
L'électrovalve représentée aux fig. 1 à 6 comprend un corps
d'électrovalve 100 en une seule pièce (fig. 6), dont on distingue une
zone 200 de valve proprement dite et une zone 201 d'électro-aimant.
Ce corps est fait de préférence en matière plastique moulée ou injec
tée, isolante de l'électricité.
La zone 200 comporte une face dans laquelle débouchent trois conduits 1, 2 et 3, respectivement d'amenée, de distribution et d'échappement de fluide. Un élément mobile formant clapet 4 est monté librement, c'est-à-dire avec jeu, dans un logement 5 ménagé dans la zone 200 du corps 100 et commande les orifices 1 à 3, comme décrit ci-après. Ce logement 5 présente (fig. 5) des lumières 6 diamétralement opposées par rapport au clapet 4 (fig. 5) pour permettre le passage du fluide.
Un noyau magnétique mobile 18 exerce sur le clapet 4, par l'intermédiaire de doigts 8 qui le prolongent, la force d'un ressort 7, pour appliquer le clapet normalement contre l'orifice 1 et le fermer.
Les doigts 8 coulissent avec jeu dans des passages 9 (fig. 4) du corps
100 sans traverser le canal d'échappement 3. Ils sont solidaires du noyau 18. Dans une variante, ils pourraient être libres.
L'électro-aimant comporte une carcasse magnétique 101 reposant sur la face 11 du corps d'électrovalve, et retenue adéquatement par lajoue 12 du corps de bobine 13, partie intégrante de la pièce
100; aucun moyen d'étanchéité n'existe dans cette zone puisque le corps 100 est monobloc, avec la carcasse 101 et la joue 12 prises dans ce corps. Un bobinage 14 est enfilé dans la cavité 300 ménagée à cet effet dans le corps 100 d'électrovalve. Le noyau mobile 18 est guidé dans la cavité 400 où il coulisse librement; il comporte un trou axial dans lequel est disposé un ressort de rappel 7 de compression, s'appuyant sur une face d'un noyau fixe 19.
Le noyau fixe 19 est disposé à l'intérieur de la cavité 400; il comporte à sa partie supérieure des moyens d'étanchéité et de réglage de
sa position axiale. La course, réglable, du noyau mobile 18 est indiquée en 20 sur la fig. 1.
Le clapet 4 permet une obturation étanche des orifices qu'il commande. Il est muni (fig. 2) sur sa face supérieure d'une rondelle ma gnétique annulaire 17.
L'assemblage des pièces constituant l'électrovalve décrite se fait par emboîtement de la bobine 14 dans la cavité 300, des noyaux fixe
19 et mobile 18 dans la cavité 400, du clapet 4 et d'une buse 21 dans la cavité 500 du corps 100, et par fermeture de la zone 201 par un pôle magnétique 23, fermant le circuit magnétique de l'électroaimant, et par un bouchon 28. Une rondelle 29 en matière isolante forme la joue supérieure de la bobine 14.
La chambre 5 est fermée du côté du bas par une buse 21 associée à un anneau élastiquement compressible 26 sur lequel vient presser un bouchon 27 qui est forcé à cran dans une chambre 500 du corps 100. Cette disposition assure que la course 20 soit maintenue constante une fois l'ensemble monté. Un anneau d'étanchéité 30 est prévu sur le pourtour de la buse 21.
Le corps 100 de l'électrovalve et la buse 21 sont avantageusement faits en un matériau ayant un très faible coefficient de frottement, en sorte que les parties mobiles 4 et 18 en contact avec ce corps 100 et cette buse 21 subissent un minimum de frottement pendant leurs mouvements.
On voit en 102 et 103 (fig. 2 et 3) des cosses reliées électriquement aux deux extrémités de l'enroulement 14 et prises dans la matière plastique lors de l'injection de la matière qui formera le corps 100.
On remarquera que la carcasse magnétique 101 avec le pôle magnétique 105, étant pris dans le corps 100, constituent une armature métallique de renforcement supportant la majeure partie des efforts et sollicitations dus aux mouvements des parties mobiles 4, 18 et au fluide sous pression.
Aucune partie métallique n'étant accessible à l'usage, une mise à la terre n'est pas nécessaire.
Tous les éléments ne faisant pas partie du circuit électrique et du circuit magnétique sont en matière plastique, ce qui permet d'obtenir à bon compte une reproductibilité accrue et une meilleure fiabilité des pièces, et particulièrement de l'amenée 1 et de l'échappement 3 du fluide.
Le réglage de la course 20 du noyau magnétique mobile 18 a lieu en déplaçant axialement le noyau fixe 19 par vissage ou dévissage dans la pièce 23. On voit en 24 le filetage. On pourrait réaliser ce réglage autrement, par exemple au moyen d'un ancrage 25 et en chassant le noyau fixe 19 à la cote précise. Ainsi, les pas de vis sur le noyau 19 et dans la chambre 400 seraient évités. Cette disposition permet d'usiner l'ensemble avec des tolérances de fabrication assez larges, et donc de réduire substantiellement le coût de l'appareil.
La fabrication par injection du corps 100 permet de réaliser, d'une part, la cavité 400 servant de logement au noyau fixe 19 et de guidage au noyau mobile 18 et, d'autre part, la cavité 300 servant de logement au bobinage 14, ce qui facilite le montage.
Le fonctionnement de l'électrovalve décrite est le suivant: lorsque l'électro-aimant est au repos, donc hors tension, le noyau mobile 18 transmet et exerce sur le clapet 4, par l'intermédiaire des doigts 8, la force du ressort de rappel 7. Ce clapet 4 est ainsi appliqué contre l'orifice de sortie du canal 1, qu'il obture, empêchant l'admission de fluide sous pression. Les canaux 2 et 3 de distribution et d'échappement de fluide sont alors en communication.
Losque l'électro-aimant est excité, le noyau mobile 18 est attiré contre le noyau fixe 19, supprimant ainsi toute action sur le clapet 4 qui est poussé par le fluide sous pression contre l'orifice d'entrée du canal 3. Cet orifice est donc obturé, et les canaux 1 d'admission de fluide sous pression et 2 de distribution sont en communication.
Les lumières 6 (fig. 5) permettent le plein débit du fluide et pourraient être pratiquées dans le clapet et non pas dans le logement 5 comme représenté. L'actionnement de l'élément mobile ou clapet 4 est ainsi assuré, dans un sens, par le fluide sous pression provenant de l'orifice 1 et par la rondelle magnétique 17 lorsque le noyau mobile 18 est attiré par le noyau fixe 19. Dans l'autre sens, c'est-àdire pour la fermeture de l'orifice 1, le déplacement du clapet est assuré par le ressort de rappel 7 exerçant sa force sur les doigts 8 par l'intermédiaire du noyau mobile 18.
Les avantages importants de l'électrovalve décrite résident dans le fait que les zones 200 et 201 du corps de l'électrovalve sont formées d'une pièce unique 100 (fig. 10), évitant ainsi tous moyens d'assemblage ou d'étanchéité entre elles, et que le noyau fixe 19 est fileté et vissé dans la pièce 23 (éventuellement dans la paroi 13 de la cavité 400), pour permettre le réglage de la course 20. Ce concept permet d'avoir un minimum de pièces et d'opération de montage, tout en utilisant des méthodes de fabrication peu onéreuses, telles que l'injection de matière synthétique.
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CLAIMS
1. Miniature solenoid valve, characterized in that its body, comprising a valve zone (200) and an electromagnet zone (201), including the core of the electromagnet coil, is formed from a single piece (100) extending over at least most of the length of the solenoid valve.
2. Miniaturized solenoid valve according to claim 1, characterized in that its body (100) is made of injected plastic.
3. Miniaturized solenoid valve according to claim 2, characterized in that the magnetic carcass (101) of the electromagnet is formed from a part embedded in the body (100), so that it constitutes in the material of this body a metal frame supporting most of the stresses and stresses due to the movement of the moving parts and to the fluid under pressure.
4. Miniaturized solenoid valve according to claim 2, characterized in that all the elements which are not part of the electrical and magnetic circuits are made of plastic.
5. Miniaturized solenoid valve according to claim 2, characterized in that one of the magnetic poles (105) is embedded in the body of the solenoid valve.
6. Miniature solenoid valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the stroke (20) of the movable core (18) is adjustable by adjusting the height of a fixed core (19).
7. Miniature solenoid valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that its body (100) has a cavity (400) serving as a housing for a fixed core (19) and for guiding a movable core (18) and another cavity (300) serving as a housing for the coil (14) of the electromagnet.
8. Miniature solenoid valve according to claim 1, characterized by a nozzle (21) associated with a compressible element (26) arranged so that, by cooperation with an assembly part (27), the stroke (20) is kept constant once the assembled assembly.
9. Miniature solenoid valve according to claim 1, characterized in that a movable element (4) forming a valve is freely mounted in a housing (5) formed in the body (100), and in that this movable element controls the opening and closing of orifices corresponding to the different channels.
10. Miniature solenoid valve according to claim 1, characterized by lights (6) formed in the valve body (100) or in the movable element (4), at least one of which is opposite an orifice (2).
11. Miniaturized solenoid valve according to claiml, characterized in that it comprises at least one part (8) movable with the movable magnetic core of the electromagnet, for moving the movable element (4) in the closing direction of the orifice for supplying the pressurized fluid, this piece (8) passing through the valve body (100) without passing through the exhaust channel (3).
12. Miniature solenoid valve according to claim 11, characterized in that the movable core (18) comprises an axial housing in which is disposed a return spring (7) urging the part (8) acting on the movable element (4 ) -allowing the obturation of the supply port of the pressurized fluid (1).
The known solenoid valves for the distribution of fluids under pressure or depression have an electromagnet intended to control the opening and closing movements of at least one orifice. When this electromagnet is traversed by an electric current, it generates a magnetic flux which causes the displacement of a mobile magnetic core, which can either directly carry a valve or have an adequate shape ensuring the sealing for the opening or the closing of the orifices for passage of the fluid, or controlling the opening, respectively the closing, of a servomechanism.
The known three-way type solenoid valves have a pressurized fluid inlet port, a distribution port and an exhaust port. They are generally designed so as to provide a sufficient flow / pressure characteristic for a good number of applications, but they are nevertheless oversized, in particular for the control of pneumatic distributors or miniaturized components.
Certain miniaturized solenoid valves make it possible to obtain a sufficient flow / pressure characteristic, as well as a relatively low power of the order of 2 W.
However, carrying out these miniaturizations is still expensive and requires a complex degree of control to ensure sufficient reliability of the solenoid valve, more particularly for the production of solenoid valves having a consumption of less than 1-W and a pressure at least equal to 10 bar and whose orifices are greater than 0.8 mm.
The fact that the valve body is generally assembled to the electromagnet part implies, on the one hand, an excessive number of parts and thereby reduced manufacturing tolerances and, on the other hand, various sealing means between the valve body and electromagnet parts, which results in higher manufacturing and mounting costs.
The object of the present invention is to provide a miniature solenoid valve free from these drawbacks. It relates to a miniaturized solenoid valve according to claim 1.
The accompanying drawing shows, schematically and by way of example, an embodiment of the solenoid valve object of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of the solenoid valve, the apparatus being switched off.
Fig. 2 is an elevational view partially in section on 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a reduced plan view from above of FIG. 1.
Fig. 4 is a reduced view in section through line 4-4 of FIG. 1.
Fig. 5 is a reduced view in section through line 5-5 of FIG. 2.
Fig. 6 is a sectional view through line 6-6 of FIG. 2 showing only the body of the solenoid valve fitted with its inserts.
The solenoid valve shown in fig. 1 to 6 includes a body
solenoid valve 100 in one piece (fig. 6), of which there is a
valve zone 200 proper and an electromagnet zone 201.
This body is preferably made of molded plastic material or injec
tee, insulating from electricity.
Zone 200 has a face into which three conduits 1, 2 and 3 open, respectively for supplying, distributing and escaping fluid. A movable element forming a valve 4 is mounted freely, that is to say with play, in a housing 5 formed in the zone 200 of the body 100 and controls the orifices 1 to 3, as described below. This housing 5 has (fig. 5) lights 6 diametrically opposite with respect to the valve 4 (fig. 5) to allow the passage of the fluid.
A movable magnetic core 18 exerts on the valve 4, by means of fingers 8 which extend it, the force of a spring 7, to apply the valve normally against the orifice 1 and close it.
The fingers 8 slide with play in passages 9 (fig. 4) of the body
100 without passing through the exhaust channel 3. They are integral with the core 18. In a variant, they could be free.
The electromagnet comprises a magnetic carcass 101 resting on the face 11 of the solenoid valve body, and suitably retained by the cheek 12 of the coil body 13, an integral part of the part.
100; no sealing means exists in this zone since the body 100 is in one piece, with the carcass 101 and the cheek 12 taken in this body. A coil 14 is threaded into the cavity 300 provided for this purpose in the body 100 of the solenoid valve. The movable core 18 is guided in the cavity 400 where it slides freely; it has an axial hole in which a compression return spring 7 is disposed, resting on one face of a fixed core 19.
The fixed core 19 is disposed inside the cavity 400; it has at its upper part sealing means and adjusting
its axial position. The adjustable stroke of the movable core 18 is indicated at 20 in FIG. 1.
The valve 4 allows a tight sealing of the orifices which it controls. It is provided (fig. 2) on its upper face with an annular magnetic washer 17.
The assembly of the parts constituting the solenoid valve described is done by fitting the coil 14 into the cavity 300, fixed cores
19 and movable 18 in the cavity 400, of the valve 4 and of a nozzle 21 in the cavity 500 of the body 100, and by closing the zone 201 by a magnetic pole 23, closing the magnetic circuit of the electromagnet, and by a plug 28. A washer 29 of insulating material forms the upper cheek of the coil 14.
The chamber 5 is closed on the bottom side by a nozzle 21 associated with an elastically compressible ring 26 on which a plug 27 is pressed which is forced to lock in a chamber 500 of the body 100. This arrangement ensures that the stroke 20 is kept constant once the assembly is assembled. A sealing ring 30 is provided on the periphery of the nozzle 21.
The body 100 of the solenoid valve and the nozzle 21 are advantageously made of a material having a very low coefficient of friction, so that the moving parts 4 and 18 in contact with this body 100 and this nozzle 21 undergo a minimum of friction during their movements.
We see at 102 and 103 (fig. 2 and 3) lugs electrically connected to the two ends of the winding 14 and taken in the plastic material during the injection of the material which will form the body 100.
It will be noted that the magnetic carcass 101 with the magnetic pole 105, being taken up in the body 100, constitute a metallic reinforcement supporting most of the forces and stresses due to the movements of the mobile parts 4, 18 and to the fluid under pressure.
No metal part being accessible to the use, an earthing is not necessary.
All the elements which are not part of the electrical circuit and the magnetic circuit are made of plastic, which allows to obtain cheaply increased reproducibility and better reliability of the parts, and in particular of the supply 1 and the exhaust. 3 of the fluid.
The stroke 20 of the movable magnetic core 18 is adjusted by axially moving the fixed core 19 by screwing or unscrewing in the part 23. The thread is seen at 24. This adjustment could be made otherwise, for example by means of an anchor 25 and driving the fixed core 19 to the precise dimension. Thus, the threads on the core 19 and in the chamber 400 would be avoided. This arrangement makes it possible to machine the assembly with fairly wide manufacturing tolerances, and therefore to substantially reduce the cost of the device.
The manufacture by injection of the body 100 makes it possible to produce, on the one hand, the cavity 400 serving as a housing for the fixed core 19 and for guiding the movable core 18 and, on the other hand, the cavity 300 serving for housing the winding 14, which facilitates mounting.
The operation of the described solenoid valve is as follows: when the electromagnet is at rest, therefore de-energized, the movable core 18 transmits and exerts on the valve 4, by means of the fingers 8, the force of the spring of reminder 7. This valve 4 is thus applied against the outlet orifice of the channel 1, which it closes, preventing the admission of fluid under pressure. The fluid distribution and exhaust channels 2 and 3 are then in communication.
When the electromagnet is excited, the movable core 18 is attracted against the fixed core 19, thus eliminating any action on the valve 4 which is pushed by the pressurized fluid against the inlet orifice of the channel 3. This orifice is therefore closed, and the channels 1 for admission of pressurized fluid and 2 for distribution are in communication.
The lights 6 (fig. 5) allow full flow of the fluid and could be made in the valve and not in the housing 5 as shown. The actuation of the movable element or valve 4 is thus ensured, in one direction, by the pressurized fluid coming from the orifice 1 and by the magnetic washer 17 when the movable core 18 is attracted by the fixed core 19. In the other direction, that is to say for closing the orifice 1, the movement of the valve is ensured by the return spring 7 exerting its force on the fingers 8 via the movable core 18.
The important advantages of the described solenoid valve reside in the fact that the zones 200 and 201 of the body of the solenoid valve are formed from a single piece 100 (FIG. 10), thus avoiding any means of assembly or sealing between them, and that the fixed core 19 is threaded and screwed in the part 23 (possibly in the wall 13 of the cavity 400), to allow the adjustment of the stroke 20. This concept makes it possible to have a minimum of parts and assembly operation, while using inexpensive manufacturing methods, such as injection of synthetic material.