CH672357A5 - - Google Patents

Description

DESCRIPTION

L'invention concerne une électrovanne de faibles dimensions dans laquelle un sous-ensemble d'électroaimant de commande est mécaniquement associé à un sous-ensemble de commutation pneumatique à clapet de façon indémontable pour qu'aucune intervention extérieure ne puisse modifier les relations dimensionnelles établies entre un noyau plongeur de cet électroaimant et le clapet de la vanne.

On connaît déjà des électrovannes dont la structure générale correspond à celle qui est mentionnée ci-dessus et où le caractère indémontable de l'association est obtenu grâce au sertissage de deux pièces coopérantes. Lorsque les dimensions de ces électrovannes deviennent faibles, une telle opération n'est pas avantageuse en raison de la précision qu'elle requiert et de la taille des moyens qu'il faut mettre en œuvre pour l'exécuter.

On a proposé d'opérer des collages ou des soudures par ultrasons, qui présentent de leur côté des inconvénients connus, tels que la nécessité d'appliquer un nettoyage préalable, ou respectivement celle d'assurer une fourniture d'énergie compatible avec des variations possibles de la qualité des matériaux plastiques employés.

Lorsque l'on s'oriente vers les moyens d'association les plus connus tels que les rivets, les vis, les clavettes ou les goupilles, on constate que la simplicité de leur constitution peut conduire l'utilisateur à tenter des démontages et des remontages lorsque l'une ou l'autre des électrovannes qu'il utilise ou dont il dispose vient à présenter un défaut. De telles interventions, qui sont naturellement déconseillées sur des appareils de tailles traditionnelles, doivent être absolument proscrites lorsque la réduction des dimensions fait inter-5 venir de façon relativement plus importante les tolérances de fabrication, faute de quoi des modifications des caractéristiques de fonctionnement visant à établir la sécurité de fonctionnement d'un système d'automatisme, risqueraient de provoquer des pannes.

A l'échelle des dimensions concernées, les effets de ces tolérances io sont en effet fréquemment compensés soit par un réglage opéré en usine, soit grâce à un appairage préalable de certaines pièces.

Un démontage et un nouveau remontage de pièces préalablement assemblées ou, a fortiori, une association d'éléments distincts venant de deux appareils différents, doivent donc être rendus tout à fait im-15 possibles.

L'invention se propose, par suite, de fournir des moyens d'assemblage pour les deux sous-ensembles principaux d'une électrovanne de faibles dimensions qui soient peu coûteux et soient accompagnés de mesures propres à rendre leur démontage impossible, sauf 20 à entraîner une destruction de l'appareil.

Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que chacun des deux sous-ensembles en matière plastique comporte des portions de canaux qui sont susceptibles de venir en alignement avec celles de l'autre pour former un canal aligné, apte à recevoir au moins une 25 goupille cylindrique métallique, dont une première extrémité de celle-ci est placée au-dessous de la surface où débouche l'entrée du canal aligné, tandis que l'autre extrémité se trouve au voisinage d'une pièce métallique de protection qui est placée de façon inaccessible dans l'un quelconque des deux sous-ensembles, et qui est disposo sée sensiblement transversalement à l'axe de canal aligné.

L'invention, ainsi que plusieurs modes de réalisation, seront mieux compris au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. 35 II sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels :

— la figure 1 est une vue en coupe partielle le long d'un plan médian I-I de la figure 2 d'une électrovanne selon l'invention,

— la figure 2 est une vue de côté de l'électrovanne de la figure 1 partiellement coupée selon le plan II-II de la figure 1,

— la figure 3 est une vue partielle semblable à celle de la figure 2 dans laquelle les éléments constitutifs de l'électrovanne sont représentés séparés les uns des autres,

— la figure 4 est une vue de dessus du sous-ensemble de vanne à 4s clapet,

— la figure 5 est une vue en coupe, le long de la ligne V-V de la figure 2, de l'électrovanne selon l'invention,

— la figure 6 est une vue de dessous du sous-ensemble d'électroaimant selon la direction F de la figure 3,

— la figure 7 est une vue en coupe partielle selon la ligne VII-VII de la figure 2 montrant un premier mode de réalisation de moyens d'association inviolable des sous-ensembles formant l'électrovanne selon l'invention,

— les figures 8 et 9 illustrent par des coupes semblables à celles selon la ligne V-V de la figure 2 quatre variantes de réalisation des moyens d'association inviolables des sous-ensembles formant l'électrovanne selon l'invention,

— la figure 10 est une coupe selon la ligne X-X de la figure 9,

— la figure 11 illustre les deux sous-ensembles de l'électrovanne au niveau de leur face de contact mais décalés l'un par rapport à l'autre le long de leur plan de joint pour faire apparaître certaines relations dimensionnelles.

On notera que l'invention concerne une électrovanne 1 représentée schématiquement dans son ensemble aux figures 1 et 2 dont les 65 dimensions sont de l'ordre de 8 à 15 millimètres.

Cette électrovanne se compose de deux sous-ensembles 2 et 3 associés au niveau d'un plan de joint JJ' par des moyens définis ultérieurement.

3

672 357

Le premier sous-ensemble 2 se présente comme un bloc massif 4 en matière plastique dans lequel est disposé un système de valve pneumatique à clapet 5 qui est susceptible de relier sélectivement un canal de sortie 6, débouchant sur une face latérale 7 du bloc 4, à un canal d'alimentation en pression 8 et à un canal de mise à l'échappement 9 débouchant tous deux au voisinage du canal de sortie 6 sur la même face 7. Cette face 7 est celle qui sera associée à une contre-face 7a d'un appareil à commander, avec interposition d'un joint d'étan-chéité 7b. Le clapet libre 5 peut se déplacer le long d'un axe XX'

pour relier une chambre cylindrique 10 en communication permanente avec le canal 6 et dans laquelle il se déplace, soit avec un orifice 11 qui aboutit au canal 9, soit avec un orifice 12 qui aboutit au canal 8. Ce dernier orifice 12 est lui-même porté par un bouchon 13 communiquant latéralement avec le canal 8 grâce à un passage interne 14 et monte à force dans l'entrée 15 de la chambre 10.

Ainsi qu'on le voit mieux à la figure 2, qui est une coupe transversale de la figure 1 passant par l'axe XX', la face supérieure 16 du clapet reçoit les extrémités de deux branches 17,18 d'une fourche 19 se déplaçant de part et d'autre d'une prolongation 20 du conduit 9 perpendiculaire à ce dernier, en saillie dans la chambre 10 et à l'extrémité de laquelle se trouve l'orifice 11. Le cas échéant, cette fourche, représentée ici d'une seule pièce pour simplifier le dessin, peut être rapportée sur le noyau et faire appel à des matériaux de nature différente.

Cette fourche est solidaire d'un noyau plongeur 21 qui coulisse dans un étui axial 22 placé dans le second sous-ensemble 3. L'étui axial 22 pénètre partiellement par son extrémité dans la chambre 10 à laquelle il est concentrique et un joint 22a placé dans un lamage 10a assure l'étanchéité de la chambre 10 au niveau de sa fermeture par le sous-ensemble 3. Ce dernier sous-ensemble 3 comporte un dispositif d'attraction électromagnétique 23 comprenant, de façon connue, une culasse 25, un bobinage 26 qui entoure l'étui 22, et un ressort de rappel 27 du noyau plongeur 21 dont l'effet dans le sens A tend à placer ce noyau dans sa position de repos.

Dans cette position de repos, le clapet est appuyé sur un siège du bouchon 13 portant l'orifice 2 qui est ainsi fermé. L'orifice 11 est quant à lui ouvert et une faible distance -e- de l'ordre d'un quart de millimètre sépare cet orifice 11 de la face supérieure 16 du clapet 5, définissant un espace par lequel le canal de sortie 6 est relié au canal d'échappement 9.

Lorsque le bobinage 26 est parcouru par un courant, qui est amené par des bornes 28, 29, surmoulées avec les pièces fixes de l'électroaimant dans un corps 30 en matière plastique formant enveloppe du sous-ensemble 3, le noyau plongeur est attiré en sens inverse de A vers le centre du bobinage et vient s'appuyer sur une surface de butée 31 solidaire de la culasse 25.

Ce mouvement permet de libérer le clapet 5 de l'effet du ressort. Ce clapet vient alors obturer l'orifice 11 sous l'effet de la pression régnant dans les canaux 8,14, en s'écartant de l'orifice 12 pour établir une communication entre ce dernier et le canal de sortie 6.

Le plan de joint JJ' est matérialisé sur le sous-ensemble d'électroaimant 3 par une face 32 et sur le sous-ensemble 2 de commutation pneumatique par une face 33 lorsque celles-ci sont appliquées l'une contre l'autre.

Pour que l'électrovanne fonctionne correctement lorsque lesdites faces 32 et 33 sont appliquées l'une contre l'autre, on doit respecter un certain nombre de dispositions géométriques respectives. On comprend, si on se reporte à la figure 3, que la longueur a des branches 17 et 18 mesurée à partir de la face 32, la distance b du siège entourant l'orifice 11 par rapport à la face 33, la distance c du siège entourant l'orifice 12 par rapport à un épaulement 35 du bouchon 13, la distance/par rapport à la face 32, du fond d'un lamage 36 recevant la face correspondante de l'épaulement 35, ces dimensions soient déterminantes pour le fonctionnement correct de l'électrovanne. En effet, elles conditionnent d'une part la course du clapet 5, dont celle du noyau 22, ainsi que le degré de compression de la matière élastomère du clapet dans ses deux positions, ainsi que l'allongement du ressort de rappel et donc la force qu'il développe.

Il apparaît donc que la mise au point d'une électrovanne de petites dimensions nécessite soit l'établissement précis de certaines cotes de position grâce à un réglage, soit l'appairage de certaines pièces pour tenir compte des variations dimensionnelles d'un constituant à l'autre dans une fabrication de série, à l'intérieur des tolérances de fabrication.

C'est ainsi, par exemple, qu'une réalisation précise de l'assemblage pourra nécessiter la mesure préalable de la cote -a-, la réalisation d'un usinage mesuré de la partie 20 pour amener l'orifice 11 à une cote -b- qui soit compatible avec -a-, et introduire ensuite dans la chambre 10 un bouchon 13 et un clapet 5 pour lesquels on s'est assuré auparavant, par appairage, que la distance -d- (voir figure 3) qu'ils établissent, lorsqu'ils sont superposés avec une certaine force égale à celle du ressort de rappel, est elle-même compatible avec -a-lorsque l'épaulement 35 est appliqué dans le lamage 36, compte tenu de la distance/.

Si l'on souhaite qu'une électrovanne de petites dimensions conserve ses propriétés, il est donc indispensable que les divers éléments qui la composent soient rendus indémontables, ou que, à défaut, toute tentative faite pour opérer un démontage provoque une destruction de l'appareil qui rende son réemploi impossible.

L'association des deux sous-ensembles 2 et 3, face 33 contre face 32, comme le montrent les figures 4 à 7, est établie à l'aide de deux paires de pattes prismatiques 41, 42 et 43, 44 qui sont placées en saillie par rapport à la face 32 du sous-ensemble 3 et qui pénètrent dans deux paires d'encoches de formes correspondantes 45,46 et 47, 48 ménagée sous le plan de joint JJ' passant par la face 33 du sous-ensemble 2; ces pattes et encoches sont adjacentes à deux bords opposés des faces 32 et 33. Ces pattes 41 à 44 du sous-ensemble 3, ainsi que les portions 51, 52 bordant extérieurement les encoches 46 et 47 et 54, 55 du corps 4 situées entre les encoches, sont percées de portions de canaux 53, 57, 58, 59, pour les pattes et 56, 61, 62, 65 pour les positions du corps 4 qui viennent en regard pour former deux canaux borgnes sensiblement alignés 50 respectivement 60 lorsque les pattes sont placées dans les encoches et que les faces 33 et 32 sont en appui comme le montre la figure 5. Ces canaux ont de préférence des axes ZZ' sensiblement parallèles au plan de joint JJ'. Deux goupilles 63a et 63b sont placées dans ces canaux 50, 60 de façon telle que l'une 64 de leurs extrémités soit placée dans l'entrée 50a du canal 50 et au-dessous du niveau de la face 7, tandis que l'autre extrémité 66 vient au voisinage d'une pièce de protection. Cette pièce de protection,-qui peut prendre différentes formes et localisations visibles aux figures 8, 9 et 10, est en métal dur, passe par l'axe de la goupille et a pour but de faire dévier latéralement un outil tel qu'un chasse-goupille ou un foret qui serait présenté dans l'axe des goupilles du côté de la face opposée à la face 7 par où les goupilles ont été introduites.

A la figure 8 et dans la région inférieure de celle-ci, la pièce de protection est, dans une première réalisation, constituée par une bille 71 dont le diamètre est de préférence plus grand que celui de la goupille 63a et qui est incorporée dans la portion 90 du corps 4 adjacente à l'extrémité 66 de la goupille 63a; il apparaît clairement que la goupille ne peut être ni extraite du côté de la face 7, ni chassée à partir de la face opposée, ni détruite par forage en raison de la dureté de la bille et/ou du glissement latéral en sens L que subirait cet outil en rencontrant la bille 71.

La partie supérieure de la figure 8 illustre une pièce de protection constituée par une plaquette 73 en métal dur se trouvant dans la portion 91 symétrique de celle 90 décrite ci-dessus dont le plan est incliné par rapport à l'axe de la goupille 63b, de façon à communiquer à un outil une déviation qui le dirige vers une région délicate 74 de l'appareil pour provoquer sa destruction.

Dans la partie supérieure de la figure 9, une variante de pièce de protection est constituée par une petite goupille en métal dur 72 qui est placée transversalement et de façon inclinée par rapport à l'axe de la goupille 63b dans la portion 91 du corps 4.

Enfin, la partie inférieure de la figure 9 et la figure 10 illustrent une autre variante de la pièce de protection. Il s'agit d'une plaquette

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

672357

4

76 de métal dur dont un rebord 77 est encastré dans »me rainure 78 adjacente à l'encoche 48 du corps 4, tandis que sa partie 79 perpendiculaire à l'axe de la goupille 63a est logée entre la patte 43 du sous-ensemble et une paroi 43a de l'encoche 43, ce qui rend son extraction impossible, lorsque les deux sous-ensembles sont associés. Comme cette plaquette présente des dimensions supérieures au diamètre de la goupille 63a, une tentative de chasser est impossible.

En variante, chacune de ces plaquettes métalliques dures peut être pourvue au voisinage de l'axe des goupilles d'une ouverture excentrée dans laquelle viendrait se stabiliser un foret pour empêcher son alignement avec la goupille.

La figure 11, enfin, montre schématiquement que les portions de canaux 53, 57, 58, 59 ménagés dans les pattes du sous-ensemble d'électro-aimant (en une seule pièce avec le corps enveloppe 30 de surmoulage) ont des axes W et WW' distants de la face 32 d'une valeur m différente de celle p séparant les axes HH' et KK' des portions de canaux 56, 61, 62 et 65 ménagés dans le corps 4 du sous-5 ensemble de connexion pneumatique 2 entre les encoches 45, 46,47 et 48 et dans les parties 51, 52 de celui-ci. Si m est légèrement inférieur à p et si le diamètre des goupilles est légèrement inférieur au diamètre de ces canaux, leur alignement se fera sous contrainte lors de l'assemblage au moyen des goupilles, forçant les faces 32 et 33 à io être plaquées efficacement et régulièrement l'une sur l'autre.

L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de la fabrication des composants pneumatiques.

R

4 feuilles dessins

Claims (7)

672 357

1. Electrovanne de faibles dimensions dans laquelle un sous-ensemble d'électroaimant (3) de commande est mécaniquement associé par une face (32) à la face correspondante (33) d'un sous-ensemble de commutation pneumatique à clapet (2) de façon indémontable le long d'un plan de joint (JJ') pour qu'aucune intervention extérieure ne puisse modifier les relations dimensionnelles établies entre un noyau plongeur (22) de cet électroaimant et le clapet (5), caractérisée en ce que chacun des deux sous-ensembles (2, 3) en matière plastique comporte des portions de canaux (56, 65, 61, 62; 53, 57, 58, 59) qui sont en regard pour former au moins un canal aligné (50,60), recevant au moins une goupille (63a, 63b) cylindrique métallique, une première extrémité (64) de celle-ci étant placée au-dessous de la surface (7) où débouche l'entrée (50a) du canal aligné (50), tandis que l'autre extrémité (66) se trouve au voisinage d'une pièce métallique de protection (71, 72, 73, 76) qui est placée de façon inaccessible dans l'un quelconque des deux sous-ensembles (2, 3) et qui est disposée sensiblement transversalement à l'axe de ce canal (50, 60) aligné.

2. Electrovanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que des portions de canaux (53, 57, 58, 59) sont ménagées dans des pattes (41,42,44,43) prismatiques du corps (30) de sous-ensemble d'électrovanne (3), qui pénètrent dans des encoches (45, 46, 47, 48) du corps (4) de sous-ensemble de vanne à clapet (2) et qui sont placées à la périphérie de faces coopérantes (32, 33) des sous-ensem-bles.

2

REVENDICATIONS

3. Electrovanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface (7) où débouchent les canaux alignés (50, 60) est une face de fixation appliquée contre la surface (7a) d'un appareil commandé.

4. Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pièce de protection (71) est une bille.

5. Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pièce de protection est une goupille (72).

6. Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pièce de protection est une plaquette (73, 76).

7. Electrovanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que la plaquette (76) est placée dans une encoche (48) entre une patte (43) et une portion (90) du corps (4) et présente des moyens de rétention (77).