Brevet FR2003613A1 — publié le 19691114

La présente invention se rapporte aux robinets pneuma- ue coq ande tiques,'à tiroir et à double effet, dont le tiroir se déplace dans les deux sens à l'intérieur d'une chambre, sous l'effet d'une pression d'air arrivant par un premier et par un deuxième 5 orifices de commande, cette pression le faisant se déplacer soit dans un sens, soit dans l'autre, les déplacements du tiroir modifiant les communications existant entre les lumières principales de passage d'air percées dans la paroi de ladite chambre. uans En général,/les robinets de ce type ët de construction ^ antérieure, le tiroir est constitué par une pièce en forme de boîte, constamment appliquée par la pression d'un ressort contre une surface de la chambre dans laquelle elle coulisse, et qui porte les lumières principales du robinet entre lesquelles diverses communications doivent etre réalisées. Cette boîte coulissante est reliée, respectivement à chacune de ses extrémités, et au moyen de tiges de poussée qui en font partie intégrante, à deux pistons coulissant dans des cylindres avec lesquels communiquent les orifices d'entrée d'air de commande du robinet. Le déplacement du tiroir dans un premier sens s'obtient en faisant pénétrer dans le robinet, et par l'une des entrées de commande, de l'air sous pression qui vient agir sur l'un des pistons, le cylindre contenant l'autre piston étant simultanément mis en communication avec l'atmosphère, et le déplacement du tiroir en 25 sens inverse s'obtient en faisant pénétrer, par l'autre entrée de commande, de l'air comprimé dans le deuxième cylindre, le premier cylindre étant simultanément mis en communication avec l'atmosphère. Les robinets de ce type sont utilisés, entre autres 30 applications, dans les circuits pneumatiques analogiques, et il est de première importance que le temps de réponse du robinet utilisé, c'est-à-dire le temps nécessaire au tiroir pour se déplacer dans sa chambre depuis l'une de ses positions extrêmes jusqu'à l'autre, soit aussi court que possible. Dans les robinets 35 de construction antérieure, dans lesquels le tiroir se déplace en bloc avec ses deux pistons, l'inertie totale de l'ensemble tiroir-pistons est très grande, ce qui augmente de façon indésirable le temps de réponse du robinet. La présente invention a pour objet la réalisation d'un robinet pneumatique à tiroir et à double effet dans lequel l'inertie du tiroir est réduite 20 69 05591 2 2003613 autant qu'il'est possible, de façon que le temps de réponse du robinet soit lui aussi réàuit. A cet effet, le tiroir du robinet conforme à l'invention a la forme d'un bloc présentant une face plane, et il est logé 5 dans une chambre de façon qu'il puisse s'y déplacer en direction axiale en glissant par cette face plane contre une surface d'appui également plane formée par la paroi intérieure de la chambre, les mouvements de ce tiroir étant commandés par une pression d'air de commande agissant directement et respectivement sur chacune de ses faces d'extrémité, l'étanchéité entre la paroi intérieure de la chambre et la partie de la périphérie du tiroir autre que ladite face plane étant assurée par un joint fixé à la paroi intérieure de la chambre, et s'appliquant contre la paroi en regard du tiroir, ou inversement. ^ De préférence, le tiroir du robinet conforme à l'inven tion est semi-cylindrique, et sa section est en forme de segment de cercle, l'étanchéité entre la partie semi-cylindrique de la paroi latérale du tiroir et la partie adjacente de la paroi intérieure de la chambre étant assurée par un joint semi-circu- 20 laire logé dans une gorge portée par la paroi latérale du tiroir, / PaF ou/la paroi intérieure de la chambre. Du fait de la présence d'un tel joint entre le.tiroir et la chambre dans laquelle il se déplace, ce tiroir fait lui- __ même office de piston et il se déplace sous l'effet de la pres-25 sion de l'air de commande qui agit directement sur lui. Il peut ainsi être bien moins lourd que dans les robinets antérieurs, dont le tiroir était solidaire de deux pistons. La forme demi-cylindrique donnée au tiroir du robinet conforme à l'invention •jq facilite l'obtention de l'étanchéité nécessaire entre la paroi latérale du tiroir et la paroi intérieure de forme semi-cylindrique correspondante de la chambre. L'étanchéité entre la partie plane de la surface latérale du tiroir et la face d'appui plane de la surface intérieure 25 de la chambre dans laquelle il se déplace peut être obtenue, comia*. dans les robinets de construction antérieure, par la pression d'un ressort mais, de préférence on prévoit deux joints semi-circulaires entre le tiroir et sa chambre, ces deux joints étant distants l'un de l'autre et délimitant un espace libre 40 entre la paroi latérale du tiroir et la paroi intérieure de sa 3 2003613 69 05591 chambre. Le conduit d'entrée de l'air de commande du robinet est en communication avec cet espace libre, de sorte que l'air sous pression admis agit aussi sur la partie semi-cylindrique de la surface latérale du tiroir, et repousse celui-ci de façon à l'ap-5 pliquer fermement sur la face d'appui plane formée par la paroi intérieure de la chambre. De préférence, la face plane du tiroir passe par l'axe de la partie semi-cylindrique de la surface latérale du tiroir, de sorte que celui-ci à la forme d'une moitié de cylindre. De "10 préférence aussi, le ou les. joints d'étanchéité sont constitués chacun par un demi-joint torique élastique, et chacune de ces moitiés de joint torique est logéè dans une gorge demi-circulaire de la paroi intérieure de la chambre dans laquelle se déplace le tiroir. ^5 Une partie, au moins, de cette chambre peut être faite en une matière transparente, en Plexiglas par exemple, et les orifices d'entrée d'air de commande peuvent être pourvus chacun d'un dispositif indicateur permettant de se rendre compte visuellement si la pression de l'air de commande leur est ou non appli-20 quée. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront encore de la description qui va * suivre, description faite à titre purement explicatif et nullement limitatif, et avec référence aux dessins annexés, dans 25 lesquels : La figure 1 représente le robinet conforme à l'invention, en coupe suivant l'axe longitudinal de son tiroir. La figure 2 est une coupe transversale suivant le plan II-II de la figure 1. 30 jj& figure 3 est une vue en plan de la partie intermé diaire du robinet, prise suivant les flèches III-III de la figure 1, et sur laquelle le tiroir du robinet a été représenté en traits mixtes, à l'une de ses positions extrêmes. La figure 4 est une vue en plan similaire, mais montrant 35 le tiroir à son autre position extrême. La figure 5 est une vue en coupe suivant le plan V-V de la figure 1. La figure 6 est une vue en plan prise suivant les flèches VI-VI de la figure 1 ; et 40 La figure 7 est une vue par dessous, prise suivant la 69 05591 4 2003613 flèche VII de la figure 1. Ainsi qu'on le voit sur les figures 1 et 2 des dessins annexés, le robinet conforme à l'invention est formé de trois parties principales, savoir un chapeau 1, une partie intenué-5 diaire 2 formant la base du robinet, et une plaque de fermeture 3 comportant les orifices de passage d'air. Ces trois parties sont réunies par deux vis, non représentées, dont les têtes s'appuient sur le chapeau 1 et dont les tiges, qui passent dans des trous de plus grand diamètre percés dans ce chapeau, et dans d'autres 10 trous 4 percée dans la partie intermédiaire 2 du robinet et visibles sur les figures 3 et 4» viennent se visser dans des trous taraudés 5 portés par la plaque inférieure de fermeture 3. Le chapeau 1 forme intérieurement un évidement demi-cylindrique 6 qui constitue la chambre du tiroir, et qui est 15 fermé à sa partie inférieure par la partie intermédiaire 2 du robinet. Un tiroir demi-cylindrique 7 logé dans cet évidement 6 glisse par sa face inférieure plane et usinée avec précision sur la face supérieure de la partie intermédiaire 2 du robinet, laquelle est aussi parfaitement plane. L*évidement 6 forme à ses 20 f * extrémités des parties en retrait 8 et 9, également demi-circulaires et d'un diamètre légèrement inférieur à celui de cet évidement, de sorte que ces parties en retrait formant deux épaule-ments demi-circulaires 10 et 11 placés respectivement à l'une et l'autre extrémité de 1'évidement 6. 25 Le diamètre de la partie demi-cylindrique du tiroir 7 est légèrement plus petit que celui de la partie demi-cylindrique de 1'évidement 6, mais plus grand que celui des deux parties demi-cylindriques en retrait 10 et 11. De la sorte, lorsque le tiroir 7 se déplace vers la gauche sur la figure 1, il vient 30 buter contre l'épaulement 10 qui l'arrête à l'une de ses positions extrêmes et, lorsqu'il se déplace vers la droite sur cette figure, il est arrêté par l'épaulement 11, à son autre position extrême. L*évidement 6 forme sur sa surface latérale incurvée deux gorges demi-circulaires 12 dans chacune desquelles est logé 35 un joint en caoutchouc 13 de forme également demi-circulaire et de section ronde, assurant l'étanchéité entre les parois latérales demi-circulaires en regard de 1'évidement 6 et du tiroir 7. Une première entrée d'air de commande est formée à l'extrémité de gauche (sur la figure 1) de 1'évidement 6, par un 40 conduit 14 percé dans la plaque de fermeture 3, un conduit 15 69 05591 5 2003613 percé dans la partie intermédiaire 2, un trou "borgne 16 percé dans le chapeau 1, et une rainure 17 reliant ce trou borgne 16 et la partie en retrait 8 de 1'évidement 6. Une deuxième entrée d'air de commande est foimée à l'autre extrémité de 1'évidement 6 5 par des conduits et par un trou borgne similaire 18, 19 et 20, et par une autre rainure 21. Un clapet indicateur 22 circulaire en caoutchouc, et un autre clapet similaire 23 sont respectivement logés dans les trous borgnes 16 et 20. Lorsque de l'air comprimé pénètre dans le robi-10 net par l'entrée d'air de commande commençant par le conduit 14, la pression de cet air s*exerçant sur le clapet. 22 le repousse vers le haut, et l'air pénètre donc dsns l'extrémité de gauche de 1'évidement 6, en passant par la rainure 17- Il s'ensuit que le tiroir 7 est repoussé jusqu'à sa position extrême de droite, à 15 laquelle il vient buter sur l'épaulement 11. De même, l'admission d'air sous pression par l'entrée d'air de commande commençant par le conduit 18 soulève le clapet en caoutchouc 23, l'air pénétrant ensuite dans l'extrémité de droite de 1'évidement 6 par la rainure 21, et repoussant ainsi le tiroir 7 jusqu'à sa position 20 extrême de gauche, à laquelle il vient buter contre l'épaulement 10. Les espaces libres ménagés dans les trous borgnes 16 et 20, au-dessus des clapets 22 et 23, sont respectivement mis en communication avec l'atmosphère par des évents 24 et 25, de sorte qu'aucune contre-pression ne s'oppose à la levée ni au gonflement 25 -vers le haut de ces clapets. Le chapeau 1 du robinet est fait en Plexiglas, de sorte que les mouvements des clapets 22 et 23 sont bien visibles de l'extérieur et indiquent si la pression de l'air de commande est transmise ou non jusqu'à l'extrémité du tiroir à laquelle chacun d'eux est associé. o Outre les conduits 14 et 18 qui forment les orifices d'entrée de l'air de commande, la plaque de fermeture 3 comporte un certain nombre d'autres conduits formant les extrémités inférieures d'autres conduits principaux de passage d'air. De plus, ainsi qu'on le voit sur la figure 6, ces autres 35 conduits de la plaque de fermeture 3 communiquent avec un nombre correspondant de rainures taillées dans la face supérieure de cette plaque. Ainsi, un conduit principal d'entrée d'air 26 communique avec une rainure 27 ; un conduit d'échappement d'air 28 communique avec une autre rainure 29 ; un premier conduit 30 40 d'admission d'air moteur dans un cylindre asservi communique 69 05591 6 2003613 avec une rainure 31 et un deuxième conduit 32 d'admission d'air moteur dans ce même cylindre communique avec une rainure 33* Ces rainures 27, 29, 31 et 33 communiquent respectivement avec d'autres conduits percés dans la partie intermédiaire 2 5 du robinet, et qui sont visibles sur la figure 5. La rainure 27 communique avec un conduit principal d'admission d'air 34 ; la rainure 29 communique avec un conduit d'échappement 35 ; la rainure 31 communique avec un premier conduit 36 et la rainure 33 communique avec un deuxième conduit 37 d'admission d'air moteur 10 dans le cylindre asservi. Les conduits 34 et 35 traversent de part en part la partie intermédiaire 2 du robinet, mais les conduits 36 et 37 ne pénètrent dans cette partie que sur les trois-quarts environ de sa hauteur, et ils communiquent respectivement par leur partie supérieure, ainsi qu'on le voit mieux sur les figures 15 3 et 4, avec des rainures 38 et 39« Les figures 3 et 4 sont dessinées à une échelle double de celle des autres figures, et elles montrent la face supérieure de la partie intermédiaire 2 du robinet, sur la partie centrale de laquelle sont groupés les orifices principaux de passage de 20 l'air, la face plane du tiroir 7 qui glisse sur cette face supérieure de la partie intermédiaire 2 étant représentée en traits mixtes. Ainsi qu'on le voit sur ces figures, la face inférieure plane du tiroir porte une série de rainures, savoir deux rainures 40 et 41 s'étendant en direction axiale à proximité des deux 25 "bords latéraux du tiroir 7, et trois rainures transversales 42, 43 et 44 légèrement plus profondes que les rainures 40 et 41. De plus un conduit 45 dirigé verticalement et vers le haut en partant de l'extrémité de la rainure 43 traverse le tiroir 7 et débouche par son extrémité supérieure dans la surfac- latérale 30 semi-cylindrique de ce tiroir, ainsi qu'on le voit sur la figure 2. Lorsque le robinet est en service, son conduit principal 26 d'entrée d'air est relié à une source d'air moteur sous pression, son conduit d'échappement 28 est en communication avec l'atmosphère, et ses deux conduits 30 et 32 d'admission d'air 35 moteur sont par exemple respectivement reliés à l'une et l'autre des extrémités du cylindre d'un vérin pneumatique, ou de tout autre appareil pneumatique dont le robinet doit commander les mouvements. Les conduits H et 18 d'entrée d'air de commande sont raccordés à un dispositif pneumatique permettant d'envoyer 40 dans l'un ou l'autre de ces conduits de l'air comprimé à une 69 05591 7 2003613 pression qui'peut être bien inférieure à celle dé l'air moteur alimentant le conduit principal d'entrée d'air 26. Lorsque de l'air comprimé de commande est envoyé dans le conduit d'entrée 18 le tiroir 7 se déplace vers la gauche sur la figure 3, et vient 5 se placer à sa position extrême gauche. Cet air comprimé emprunte ensuite le conduit 34, puis s'écoulant en un mouvement ascendant en passant par le conduit 45, et il pénètre dans l'espace libre 46 (figures 1 et 2) délimité par les demi-joints toriques 13 et par les surfaces latérales demi-cylindriques du tiroir 7 et de 10 1*évidement 6. La pression de cet air s'exerce sur le tiroir 7 et maintient sa face inférieure plane fortement appliquée contre la face supérieure plane de la partie intermédiaire 2 du robinet. Ces deux faces planes sont rodées l'une sur l'autre.;, de façon qu'aucune fuite ne puisse se produire entre elles. 15 L'air moteur sous pression passe de la rainure 40 dans la rainure 43, puis dans la rainure 38, et parvient dans le conduit 30 qui communique avec l'une des extrémités du cylindre du vérin pneumatique, de sorte que cette extrémité se trouve aussi mise sous, pression. Simultanément, l'autre extrémité du cylindre pA du vérin pneumatique qui est reliée au cpnduit 32 est mise en communication avec l'atmosphère, par l'intermédiaire du conduit 35, du fait que la rainure 39 dans laquelle débouche le conduit 32 est reliée au conduit 35 par les rainures 42 et 41. De la sorte, lorsque l'air moteur sous pression est admis dans l'une 25 des extrémités du cylindre du vérin pneumatique, l'autre extrémité de ce cylindre est mise en communication avec l'atmosphère, H et le vérin se déplace dans un sens correspondant. Lorsque de l'air de commande sous pression est introduit dans le conduit 14, le tiroir 7 est repoussé vers sa position 30 extrême de droite, ainsi qu'on le voit sur la figure 4, position à laquelle l'extrémité du cylindre du vérin pneumatique qui était précédemment sous pression est mise en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire de la rainure 38, du conduit 35 et des rainures 44 et 41» et à laquelle l'autre extrémité"de ce cylindre, 35 qui communique avec la rainure 39» se trouve reliée au conduit 34 par les rainures 43 et 40. Le conduit 45 demeure constamment en communication avec le conduit d'arrivée d'air 34, de sorte que le tiroir 7 demeure appliqué fortement contre la partie, intermédiaire 2 du robinet. 4-0 Le robinet qui vient d'être décrit est destiné à être 69 05591 6 2003613 incorporé à un système de commande pneumatique, analogique ou autre, par fixation de la face inférieure de sa plaque de fermeture 3 sur un support plan percé d'orifices respectivement coa-xiaux avec les conduits 14, 18, 26, 28, 30 et 32. Ces conduits étant symétriques deux à deux par rapport au centre de la face inférieure de la plaque de fermeture 3, il est nécessaire de s'assurer que le robinet n'est pas monté à l'envers sur son support, ce qui rendrait incorrectes les communications réalisées entre les différentes rainures et les conduits de l'appareil® Pour assurer la correction de son montage, la plaque de fermeture 3 porte un goujon 47 en saillie vers le bas et excentré, qui vient se loger dans un trou correspondant percé dans le support du robinet. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. "î'àcOO" q 2003613 69 05591 *5 sir c si-.; REVENDICATIONS ■:lv -EoJaiïiet pneumatique de commande, à tiroir et à double effet, :ç dans lequel un tiroir se déplace dans les deux sens à l'intérieur d'une chambre sous l'effet de la pression de l'air arrivant soit par un premier orifice de commande et faisant déplacer ce tiroir dans un •• premier sens, soit par un deuxième orifice de commande et faisant déplacer ce tiroir en sens opposé, les déplacements de ce 10 -tiroir modifiant les communications enti-e les orifices de passage d'air, comprimé moteur ménagés dans la paroi de ladite chambre ; est rt-nlise sous la forme d'un "bloc pr^se.-it:int une face plane, ce tiroir ce robinet étant caractérisé en'ce que son tiroir/se déplaçant en direction axiale par glissement de cette face plane contre une surface d'appui également plane formée par ladite chambre et sous i*effet dé la pression de l'air de commande qui agit directement sur ses faces d'extrémité ; un joint d'étanchéité étant prévu entre la partie de la surface latérale du tiroir autre que ladite face plane et la partie de la paroi intérieure de la chambre entourant ladite autre partie de la surface latérale du tiroir, ce 20 joint d'étanchéité étant fixé à la paroi intérieure de la chambre et s'appliquant contre ladite autre partie de la paroi latérale du tiroir, ou inversement» , 2. - Robinet selon la Revendication 1, dans lequel le tiroir est semi-cylindrique, et a une section en forme de segment de cercle, 25 l'étanchéité entre la partie semi-cylindrique de la paroi latérale du tiroir et la partie adjacente de la paroi intérieure de la chambre étant assurée par un joint semi-circulaire logé dans une gorge portée soit par la surface latérale du tiroir, soit par la paroi intérieure de la chambre. 3. - Robinet selon la Revendication 2, dans lequel il est prévu deux joints d'étanchéité en forme d'arc de cercle entre le tiroir et la paroi intérieure de sa chambre, ces joints étant distants l'un de l'autre en direction axiale^ et délimitant entre eux un espace libre séparant le tiroir de la paroi intérieure de sa cham- 35 bre, un conduit d'entrée d'air communiquant avec cet espace libre de sorte que, lorsque de l'air sous pression est introduit dans le robinet, la pression de cet air s'exerce sur la partie cylindrique de la surface latérale du tiroir comprise entre ces deux jointe et repousse fortement le tiroir contre sa surface plane d'appui. 69 05591 10 2003613 4. - Robinet suivant la Revendication 2 ou la Revendication 3» dans lequel le tiroir a la forme d'un demi-cylindre, sa face plane passant par l'axe de ce demi-cylindre. 5. - Robinet selon l'une quelconque des Revendications 2, 3 et 4 dans lequel le joint d'étanchéité, ou chacun des joints d'étanchéité est constitué par un demi-joint torique élastique logé dans une gorge demi-circulaire portée par la paroi intérieure de la chambre• 6. - Robinet selon l'une quelconque des Revendications 2, 3» 4 et 5 dans lequel les conduits d'air moteur et les conduits d'air de commande sont tous ménagés dans le corps du robinet, au-dessous de ladite surface plane d'appui. 7. - Robinet selon l'une quelconque des Revendications 2, 3, 4, 5 et 6, dans lequel une partie au moins du corps du robinet est faite en une matière transparente, les conduits d'air de commande étant munis chacun d'un dispositif indicateur permettant de se rendre compte visuellement si la pression de l'air de commande est ou non appliquée sur l'orifice d'entrée d'air considéré.