Brevet FR2005749A1 — publié le 19691219

i 2005749 Cette invention se rapporte à un dispositif avec commande par fluide du type comprenant tin piston ou tiroir mobile dans xm carter destiné à le recevoir pour commander l'écoulement à travers une paire d'orifices prévus dans la paroi de ce carter 5 et concerne plus particulièrement un piston formant un organe distributeur mais tout en pouvant également être appliqué . à un piston étudié de manière à transmettre la puissance d'un arbre ou d'un fluide» L'invention est matérialisée dans un dispôsitif avec com-10 mande par fluide du type sus-indiqué comprenant un piston capable d'occuper deux positions de travail ou de commande alternatives dans chacune desquelles ce piston est empêché de se déplar» cer par des forces de déséquilibrage dues à la pression du fluide agissant sur les faces du piston à étendues efficaces inéga-15 les, le piston comportant également en plus de ses faces soumises à l'action du fluide deux faces dirigées en sens opposés dont chacune limite l'une de deux chambres ménagées dans le carter et est destinée à recevoir un signal de pression de déclenchement devant être appliqué temporâirement à la chambre appropriée par-20 mi les deux chambres afin d'inverser la direction de la force résultante agissant sur le piston, en obligeant ainsi celui-ci à s déplacer vers son autre position de travail dans laquelle il e st maintenu par les forces de déséquilibrage agissant sur lui par suite de la pression de ce fluide après que le signal de pression 25 précité a cessé de sa manifester* Rationnellement, un des orifices du carter est un orifice d'eatrée du fluide et est âgencés de manière à communiquer sous la commande d'une face terminale du piston avec l'autre orifice qui est lui-même disposé pour communiquer avec m tuyau de sortie 30 du fluide sous la commande d'une face dirigée en sens opposé du piston, l'un de ces orifices étant ouvert et l'autre orifice étant fermé quand le piston se trouve dans l'une de ses positions de travail, l'autre orifice étant ouvert et ledit premier orifice étant fermé quand le piston se trouve dans l'autre de ses positions 35 de travail, les étendues effectives des faces du piston soumises à ce fluide étant calculées de telle sorte qua quand un orifice est ouvert et que l'autre orifice est fermé, la résultante des forces de déséquilibrage agissant sur le piston agisse pour le maintenir dans ladite position de travail et que quand l#orifice a 2005749 69 10403 précité est fermé et que l'autre orifice est ouvert, la résultante des forces de déséquilibrage agissant sur le piston agisse pour le maintenir dans ladite autre position de travail jusqu'à l'application, au"piston d'un signal de pression de déclenchement 5 approprié. En faisant intervenir des forces de déséquilibrage pour maintenir le piston dans l'une ou l'autre de ses positions de travail et en tirant parti d'un signal de pression de déclenchement pour inverser la résultante des forces de déséquilibrage, 10 le piston est entraîné depuis une position de travail jusqu'à l'autre par l'écoulement du fluide et sa pression et non pas par la valeur du signal, de pression, de sorte que la vitesse d'ae-tionnement du piston est déterminée par la pression et la ca*> pacita d'écoulement des orifices en cours de réglage au lieu 15 de l'être par la valeur des gignaux de pression de déclenchement. Chaque face terminale du piston peut être disposée de manière à chevaucher l'orifice respectif quand il le ferme, de telle sorte que la surface effective de la face terminale du piston soumise à la pression du fluide quand l'orifice intéressé-20 est fermé soit inférieure à la surface effective quand l'orifice respectif est ouvert. Une pareille disposition présente cet inconvénient que la fuite du fluide vers l'échappement peut se produire pendant la permutation depuis une position de travail du piston jusqu'à l'autre. 25 Pour éviter ces inconvénients, le piston peut, à titre de variante, comporter à chacune de ses extrémités, un prolongement cylindrique mesurant un diamètre plus petit qu'une partie intermédiaire voisine du piston et insérable dans des conditions assurant l'étanchéité dans l'orifice respectif, les longueurs 30 axiales des prolongements en question étant calculées de telle sorte que ledit orifice soit fermé avant que l'autre orifice ne soit ouvert et vice versa, la surface effective de chaque face terminale du piston, îrusuid l'orifice respectif est fermé, étant la surface en section droite du prolongement seul, la surface 35 effective de la face terminale du piston quand l'orifice respectif est ouvert étant la section droite intégrais de ladite partie intermédiaire adjacente des pistons. A titre d'exemple, un dispositif distributeur réalisé conformément à chacun des deux paragraphes précédents est décrit 69 10403 3 2005749 ci—après en regard des dessins schématiques annexés dans lesquels Les fig. 1 et 2 sont respectivement des vues en coupe axiale à travers les deux distributeurs dont il vient d'être parlé. g Gomme le montre la fig» 1 , le premier distributeur comprend un carter 1 renfermant un piston 2 mobile entre deux positions de travail dans lesquelles be piston ferme 1*extrémité voisine de l'un ou l'autre de deux tuyaux 3 et 4 ménageant les orifices mentionnés. Dans la position représentée, le tuyau 3 ■jq est fermé par la face terminale de droite du piston 2 tandis que le tuyau 4 est ouvert, le piston 2 est mobile vers la gauche pour venir occuper son autre position de travail pour la>-qjtelle le tuyau 4 est fermé par la face terminale de gauche du piston, tandis que le tuyau 3 est ouvert» Les deux faces ter*» 15 minales du piston 2 ont un diamètre supérieur à celui des alésages des tuyaux 3 et 4 et sont munies respectivement de sièges 5 et 6 assurant l'étanchéité par application contre les extrémités de ces tuyaux 3 et 4» Le tuyau 3 sert à l'admission du fluide à commander, tandis que le tuyau 4 eoimcmicrae exté» 20 rieurement au distributeur avec un espace annulaire 7 délimité dans le carter 1 et entourant le tuyau 3 soit directement, soit par l'intermédiaire d'un piston appelé à itr© commandé par le mouvement du distributeur» La communication externe entre 1* espace 7 e t le tuyaa 25 4 est représentée |ar ua tuyau 20. Cet eepae© 1 st 1© tuyas 4 peuvent communiquer avec les extrémités opposées à'tm piston pro~ ducteur de force (non représenté).Quand le pistoa de distribution 2 a été déplacé vers la gauche depuis sa position représentée? le fluide s'écoule depuis le tuyau d'entrée 3 en passant par 5) l'espace 7 et le tuyau de communication 20 ^usqu'am tuyau 4 ou bien peut déplacer un piston à la place du %$sa 20 5 ee piston déplaçant lui-même le fluide vers le tuyau 4® Qaaaâ le piston 2 s'est déplacé vers la droite pour venir occuper la position représentée, le tuyau d'entrée 3 est fermé tandis que le tuyau 4 est 35 ouvert vers un canal d'évacuation annulaire désigné par 8. Entre les deux extrémités du piston 2 se trouve un épauXement 9 méaagé entre une partie 10 de plus grand diamètrs éta piston et son extrémité de gauche® Cet épsslement 9 forme ime pas*©! d'une galerie annulaire 11 entourant- 1© pistoa 2 et eoEaîsaiquant par 69 10403 4 2005749 l'intermédiaire d'un canal 12 avec la face terminale de droits du piston 2. A tout moment, la pression de fluide d'admission régnant dans le tuyau 3 se propage dans le canal 12 par l'intermédiaire de cette galerie annulaire 11 et agit ainsi contre 5 l'épaulement 9 en antagonisme à la pression d'admission agissant sur la face terminale de droite du piston 2» le piston de distribution 2 comporte une bride circulaire 14 ayant un diamètre suj>é rieur entre l'épaulement 9 et 3a face terminale de droite et disposée de manière à se déplacer 10 dans une autre galerie annulaire 15 ménagée dans le carter 1* La galerie annulaire 11 et les deux parties de la galerie 15 aux extrémités de gauche et de droite de la bride 14 sont étanchéisées par des bagues toriques 16 montées sur le piston 2. Les parties terminales de gauche et de droite de la galerie 15 annulaire 15 sont munies respectivement d'orifices d'admission 17 et 18 auxquels peuvent être appliqués les signaux de pression de déclenchement* Dans la fig* 1 les sections de passage des deux tuyaux 3 et 4 sont égales et indiquées par A* La section de passage 20 de l'extrémité de gauche du piston 2 indiquée par 0^ est supérieure à la valeur A* La section de passage de l'extrémité de droit* du piston 2 indiquée par est également supérieure à la valeur A. La surface de l'épaulement 9 est désignée par B; elle est supérieure à la surface A d'une quantité • Les 25 signaux de pression de déiâjmhhament appliquée aux parties tenais nales de gauche et de droite de la galerie 15 sont désignés respectivement par et Sg » La section Cg est égale à la section A augmentée de la surfaoe B elle-même augmentée d'une section A g et peut être égale ou inférieure à la section 30 ^ " Quand le piston 2 se trouve dans sa position de travail de droite représentée, la pression d'admission S régnant dans le tuyau 3 agit contre la face terminale de droite du piston 2 sur la surface A et agit également dans la direction opposée 35 contre l'épaulement 9 sur la surface B* Le miston 2 démeure dans cette position du fait que la surface B est supérieur'® à la surface A d'une quantité ^ ^ et il se produit une force de déséquilibrage qui agit vers la droite et qui est égale à S = (B — A) m 3 x 1 . Le piston demeure dans eette 40 position jusqu'à ee qu'une pression d'impulsion de déaLenchement 69 10403 5 2005749 10 Sg soit appliquée temporairement par l'intermédiaire du tuyau 18 pour appliquer une force supérieure à S * & r Dès que le piston 2 s'est déplacé vers la gauche, le tuyau 3 s'ouvre, la force du fluide agissant vers la gauche est égal» à S x Cg , et la force agissant vers la droite est égale à S x B • Gomme la surface Gg est plus grande que la surface B , le piston 2 se meut vers la position de travail de gauche dans laquelle il ferme le tuyau 4» Ce mouvement est indépendant cfe la valeur du signal Sg de pression de déclenchement et est déterminé par le débit d'écoulement et la pression du fluide arrivant par le conduit d'admission A. Quand le piston 2 s'est déplacé pour venir complètement jusqu'à sa position de travail de gauche, il demeure dans cette position jusqu'à ce qu'un signal de pression de déianchement soit appliqué par l'intermédiaire 15 de l'orifice 17 puisqu'il existe à ce moment une force de déséquilibrage s'exerçant sur le piston 2 et agissant vers la gauche qui est égale S * Gg ... S x B »- S x A. Ge dernier terme est dû à la pression appliquée par l'espace de communication 7 et le tuyau 4 contre la face terminale de gauche du 2o piston 2, La force de déséquilibrage résultante est donc égale à S m tHk g • Quand le signal 3^, de pression de déclenchement est appliqué par l'intermédiaire du tuyau 17, la force de déséquilibrage agissant sur le piston est invérsée, et le piston 2 se meut vers la droite» Dès que le tuyau 4 s'est trouvé 25 ouvert, la pression appliquée à travers lui tombe jusqu'à la pression d'échappement, et le piston se meut alors complètement vers la droite# Dans la fig» 2 est représentée une variante du distributeur qui diffère du dispositif que montre la fig» 1 en ce 30 sens que le piston 22 qui peut coulisser dans un carter 21 est muni de parties terminales cylindriques 25 et 26 de plus petit diamètre qui sont étudiées pour pouvoir coulisser dans des conditions assurant l'étanchéité dans des tuyaux désignés respectivement par 23 et 24. Les longueurs axiales de ces parties 35 25 et 26 sont calculées de telle sorte que quand le piston 22 se meut vers la droite, la partie de gauche 26 ne s'écarte pas du tuyau 24 avant que la partie 25 n'ait pénétré dans le tuyau 23. De façon analogue quand le piston 22 se meut vers la gauche, la partie 25 ne s'écarte pas du tuyau 23 tant que 69 10403 6 2005749 la partie 26 n'a pas pénétré dans le tuyau 24. Il en résulte que sauf dans les positions de travail d*extrême—gauche et d'ex— trême-droite, les tuyaux 23 et 24- sont tous deux étanchéiaés par le piston 22» Ceci s'oppose à toute fluide du.fluide et g se traduit par conséquence par un fonctionnement plus efficace du distributeur# Comme le montre la fig» 1, le piston 22 comporte un épaulement 27 semblable à l'épaulement 9 et capable de coulisser dans une galerie annulaire 31» Il est prévu un canal interne 32 semblable au canal 12 pour l'arrivée du fluide provenant du tuyau d'admission 23 vers la galerie annulaire 31. Il œt prévu également une bride centrale 34 semblable à la bride 14 divisant une galerie annulaire 35 en (feux parties à laquelle des signaux de pression de déclenchement et Sg peuvent 15 être appliqués par des orifices désignés respectivement par 37 et 38. Les deux parties de la galerie 35 et la galerie 31 sont étanchéisées par des bagues toriques 36 supportées par le piston 22. Les extrémités des parties 25 et 26 portent des bagues toriques 36 assurant un engagement étanche avec la paroi 2o des tuyaux 23 et 24. Il est prévu, en outre, un canal d'échappement annulaire 28 semblable au canal 8 de la fig» 1 et, comme dans cette dernière figure, il existe une communication externe représentée par un tuyau 40 entre l'espace annulaire 27 faisant le tour 25 du tuyau d'admission 23 et le tuyau 24. Ce tuyau 40 peut être remplacé par des pistons producteurs d'énergie (non représentés) avec les extrémités opposées desquels l'espace 27 et le tuyau 24 communiquent. Les surfaces du piston 22 et les sections des tuyaux 23 et 24 indiquées par A, B, C^ et Cg sont 30 semblables aux sections analogues dans la fig. 1» Les forces de déséquilibrage qui maintiennent le piston 22 dans l'une ou l'autre de ses positions de travail jusqu'à l'application d'un signal de pression de déclenchement 3^ vu Sg sont les mêmes que celles qui ont été indiquées à propos du distributeur repré-35 senté par la fig» 1. Bien que les deux distributeurs Représentés respectivement dans les fig» 1 et 2 fonctionnent à la manière de soupapes à levée, les pistons 2 et 22 peuvent être des soupapes de piston commandant des lumières prévues dans la paroi cylindrique du 10403 7 2005749 carter respectif. Au lieu que le piston. 2 ou 22 commande un piston externe de transmission de force relié à la place du tuyau 20 ou 30, ce piston peut être lui-même utilisé potir transmettre de l'énergie provenant soit d'une pression de fluide, soit d'une tige de piston. Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques* 69 10403 8 2005749 10 15 REVEHDICATIOHS l*>-> Dispositif avec commande par fluide comprenant un piston capable d'occuper deux positions de travail ou de commande alternatives dans chacune desquelles ce piston est empêché de 3e déplacer par des forces de déséquilibrage dues à la pression du fluide agissant sur les faces du piston à étendues inégales, le piston comportant également en plus de ses faces soumises à l'action du fluide deux faces dirigées en sens opposé dont chacune limite l'une de deux chambres ménagées dans le carter et est destiné! à recevoir un signa] de pression de déclenchement applicable temporairement à la chambre appropriée parmi les deux feambres afin d'inverser la direction de la force résultante agissant sur le piston, en obligeant ainsi celui-ci à se déplacer vers son autre position de travail dans laquelle il est maintenu par les forces de déséquilibrage agissant sur lui par suite de la pression de ce fluide après que le signal de pression précité a cessé de se manifester* 2Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un des tuyaux (3,23) assure l'admission du fluide et est étudié de manière à communiquer avec un tuyau de sortie (4,24) du fluide sous la commande d'une face dirigée en sens opposé du piston (2,22) , un tuyau (3,23) étant ouvert tandis que l'autre tuyau (4,24) est fermé quand le piston (2,22) occupe l'une d^fees positions de travail, l'autre tuyau (4,24) étant our-vert et ledit tuyau (3,23) étant fermé quand le piston (2,22) occupe l'autre de ses positions de travail, les sections utiles des faces du piston soumises au fluide étant calculées de telle sorte que quand le tuyau (3,23) est ouvàrt et que l'autre tuyau (4,24) est fermé, la résultante des forces de déséquilibrage agissant sur le piston (2,22) agisse pour maintenir le piston dans l'une des positions de travail et que quand le tuyau (3,23) est fermé et que l'autre tuyau (4,24) est ouvert, la résultante des forces de déséquilibrage agissant sur le piston agisse pour maintenir le piston dan^ladite autre position de travail jusqu'à jç l'application au piston du signal (3^ , Sg ) de pression de-déclenchement approprié* 3*«* Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque face terminale (5,6) du piston (2) est disposée de manière à chevaucher le tuyau respectif (3,4) quand il le 20 30 69 10403 9 2005749 ferm», de telle sorte que la surface effective de la face terminale du piston (2) soumise à la pression du fluide quand le tuyau respectif est fermé, soit inférieure à la surface effective quand le tuyau respectif est ouvert* - 4*— Dispositif suivant la revendication 2, caractéri sé en ce que le piston (22) comporte à chacune de ses extrémités un prolongement cylindrique (25,26) de plus faible diamètre qu'une partie intermédiaire voisine du piston (22) et insérable dans des conditions assurant l'étanchéité dans le tuyau respeo-10 tif (23,24) , les longueurs axiales de ces prolongements étant calculées de telle sorte que le tuyau (23) soit fermé avant que l'autre tuyau (24) ne soit ouvert et vice versa, la surface effective de chaque face terminale du piston (22) quand le tuyau respectif est fermé étant la section droite du prolongement seu-lement, la surface effective de la face terminale du piston quand le tuyau respectif est ouvert étant la section droite intégrale de la partie intermédiaire voisine des pistons* 5«- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un canal (12,32) ménagé 2o dans le piston (2,22) part de la partie de la face terminale qui se trouve toujours en communication avec le tuyau (3,23) pour aboutir à une galerie annulaire (15, 35) du carter (1,21) limitée par une face terminale d'une bride formant épaulement (14,34) prévue sur le piston (2,22) dirigé à l'opposi de la face terminale 25 précitée du piston* 6,— Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les chambres auxquelles sont appliqués les signaux (S^ , S2 ) de pression de déclenchement sont délimitéeà par une bride intermédiaire (14,34) du pis- 50 "ton ayant un diamètre supérieur à ses parties terminales et par une galerie annulaire (15,35) ménagée dans le carter à chaque extrémité de cette bride intermédiaire* 7.— Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le piston est étudié 35 de manière à transmettre de l'énergie extérieurement au carter*