Brevet FR2047020A1 — publié le 19710312

La présente invention consiste en une valve de commande directionnelle utilisable pour permettre de commander un cylindre à double effet. Par "cylindre à double effet" il faut entendre égale-5 ment un cylindre le long duquel les pistons d'un mécanisme rotatif de commande peuvent se déplacer axialement l'un vers l'autre ou en s'éloignant l'un de l'autre. La valve selon l'invention comporte un clapet à mouvement de va-et-vient et un second clapet, la disposition de ces 10 deux clapets étant telle que lorsque cette valve est raccordée à un cylindre à double effet et à une source de fluide à une pression supérieure à la pression atmosphérique, le fait d'actionner ledit second clapet pour dévier le courant ce ce fluide et faire ou permettre qu'il soit dirigé d'un premier orifice vers un second 15 orifice du cylindre a pour conséquence la manoeuvre du clapet à mouvement de va-et-vient par le fluide, ce qui a pour effet de mettre ce premier orifice du cylindre en.communication avec un orifice d'évacuation ouvert par lequel le fluide utilisé s'échappe dans l'atmosphère. 20 Dans une forme d'exécution de l'invention, la valve de commande directionnelle est à quatre voies et comporte cinq orifices dont deux sont raccordés au cylindre, deux autres servnnt à la mise à l'atmosphère et le cinquième est l'orifice d'admission de fluide sous pression, et le fait de diriger le courant de flui-25 de d'un premier orifice du cylindre à un second orifice de celui-ci a également pour effet de provoquer, grâce à la pression différentielle qui règne de part et d'autre d'un premier moyen d'obturation, la fermeture de celui des deux orifices de mise à l'atmosphère qui est ouvert, tandis queœlui-ci des deux orifices de 30 mise à l'atmosphère qui était fermé est alors ouvert sous l'effet de la pression différentielle qui règne de part et d'autre d'un second moyen d'obturation associé à cet autre orifice de mise à l'atmosphère. Les deux moyens d'obturation mentionnes ci-dessus peuvent être des clapets en forme de cuvette. 35 De préférence, leait second clapet est un clapet à solénoïde. Dans une disposition faisant usage d'un tel clapet, le clapet à mouvement de va-et-vient et le clapet à solénoïde sont disposés coaxialement et la commande directionnelle du courant de fluide est provoquée ou permise par le déplacement du 70 22871 2 2047020 noyau plongeur du solénoïde dans une certaine direction, ce déplacement étant suivi par un déplacement du clapet à mouvement de va-et-vient dans la même direction. Lorsque le solénoïde est mis hors tension, un ressort déplace le plongeur dans la direction 5 opposée, et ce déplacement est suivi par un déplacement du clapet à mouvement de va-et-vient, sous l'action du fluide, dans cette même direction opposée. Les pressions différentielles de part et d'autre desdits premier et second moyens d1 obturation sont créées par deux 10 orifices d'évacuation supplémentaires dont le premier, lorsqu'il est ouvert, fait communiquer avec l'atmosphère celui des côtés dudit second moyen d'obturation qui est éloigné dudit premier orifice du cylindre, ce qui fait que la pression du fluide utilisé dans le cylindre à double effet ouvre l'autre orifice d'é'.acua-15 ti onp candis que le second, lorsque la premier c o-./ert, est fermé z îrce que la pression exercée sur l'un d-, dudit pre mier moyen ci 'obeur* t-c-ii est la prsssion atmci;: ;ue alors que 1". près-ion qui rècr.c de 1 '-au-:_-e iudit premier moyen d'obtu ration est supérieure à la pression aemosphérique, et vice versa. 20 Le clapet à mouvement de va-et-vient est de préférence porté car une ti-je, au voisinais d'une exxrémi'é de celle-ci, tandis qu'à l'autre extrémité ceute :ige comporte un logement contenant une bague qui fait étanchéité contre la surface intérieure d'une cuvette cylindrique en une matière à faible coeffi-25 cient de frottement. Cerne tige du clapet s'étend au travers d'une cuver cire ménagée dans le fond -:e la cuvette de façon que l'extrémité de cette tige qui porce le clapet soit située hors de cette dernière tandis que sen extrémité opposée est située dans son enceinte. Le mouvement de va-et-vient du clapet sous 30 l'effet du fluide dont la pression est supérieure A la pression atmosphérique fait que ce clapet obture successivement deux orifices afin d'assurer par ledit second moyen d'obturation l'ouverture et la ferme fore successives dudit autre orifice de mise à l'atmosphère. 35 L'invention va maintenant être décrite plus en détail ci-après, avec référence aux dessins annexés dont - la figure 1 est une vue en plan schématique du chapeau d'un mécanisme rotatif de commande du type illustré et décrit dans le brevet français n° 1 513 064 ainsi que dans la demande de 70 22871 3 2047020 brevet d'invention déposée le 25 novembre 1968 sous le n° PV.358l,y^ - la figure 2 est une vue en élé*"tion et en coupe suivant la ligne II-II tracée sur la fig.l, avoc un solénoïde (en traits mixtes) placé sur le chapeau du mécanisme rotatif de com- 5 mande, - la figure 3 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne III-III tracée sur la fig.l, avec seulement une partie du plongeur du solénoïde au-dessus du chapeau du mécanisme rotatif de commande, 10 - les figures 4 et 5 sont des vues analogues aux fig. 2 et 3, montrant une disposition différente des pièces qui constituent l'ensemble représenté aux fig. 2 et 3. Zn se référant aux dessins on voit un chapeau 10 d'un mécanisme rotatif de commande comportant deux évidements circulai-15 res 11 mis chacun en communication avec un orifice d'évacuation par 1'intermédiaire d'un orifice ou lumière du cylindre. L'un des orifices d'évacuation est désigné par le repère 12, l'autre par le repère 13. L'un des orifices ou lumières du cylindre est désigné par le repère 14, l'autre par le repère 15. 20 Une chambre 16 formée dans le chapeau 1C communique avec l'orifice d'évacuation 13 par un canal 17 qui s'étend radia-lement dans le chapeau. Cette chambre communique aussi avec une chambre 18 pair un canal 19 qui s'étend axialement dans le chapeau 10 jusqu'à un siège de clapet 20. Un canal axial 21 (fig. 2) et 25 un court canal radial 22 relient la chambre 13 à l'orifice d'évacuation 12, Un autre canal axial 23 (fig.3) et un autre court canal radial 24 relient l'une à l'autre les chambres 18 et 15. ëv outre, 'on canal radial 25 relie le canal 19 à un alésage taraudé 25 dans lequel peut être vissée l'extrémité filetée d'un tuyau 30 souple (non représenté) relié à une source de fluide (par exemple d'air) à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Une cuvette 27 en une résine synthétique à faible coefficient de frottement (par exemple on polytétrafl:i®roéthyiène éventuellement armé ou contenant des charges renforçantes) est placée 35 dans une partie de la chambre 16 et comporte un orifice concentrique à cette dernière. Un clapet 23 à mouvonent ce va-et-vient comporte une tige 29 qui d'une part porte une bague de section carrée 30 logée dans une gorge située à une extrémité de cette tige, eu piès de cetty extrémité, et d'autre part présente, à son 70 22871 4 2047020 autre extrémité ou au voisinage de cette dernière, un autre siège ou gorge servant de logement à un jonc annulaire 31. Un alésage radial traverse la paroi de cette cuvette de façon à se trouver en regard d'un canal radial 32, formant ainsi une évacuation di-5 recte à l'atmosphère dans un but qui sera précisé plus loin. Un solénoïde 33 comporte un manchon 34 ayant une.extrémité filetée qui est vissée dans le chapeau 10 contre une bague d'étanchéité 36. Le noyau plongeur 37 de ce solénoïde porte à chacune de ses extrémités un joint 38 ou 39 et constitue ainsi un 10 clapet à mouvement de va-et-vient. Ce noyau plongeur est repoussé par un ressort de compression 40 dans la direction indiquée par la flèche A, de sorte que le joint 39 assure l'étanchéité contre le siège de clapet 20. La manchon 34 est alésé pour former un canal 41 qui s'étend jusqu'à un siège de clapet 42 contre lequel 1? le joint 3 8 est repoussé, lorsque le solénoïde est-mis sous tension électrique, créant ainsi une étanchéité en ce point. La cuvette 27 peut bien entendu être en métal, auquel ras le jonc anr.ulaire devra de préférence être en polytétrafli&o-éthylène ou en une matière ayant des propriétés analogues; en va-2C riante, un autre moyen, par exemple une lubrification préalable, devrait être utilisé afin d'éviter ou de réduire l'usure par frottement. Le fonctionnement de la valve de commande directionnelle est décrit ci-après. 25 Comme représenté, le fluide (a savoir l'air, un gaz autre que l'air, ou un mélange de gaz; à une pression supérieure à la pression atmosphérique, traverse les canaux 25 et 19 et pénètr dans la chambre 18 en vertu du fait que le solénoïde 22 a été mis sous tension électrique, ce qui a provoqué le soulèvement du 30 joint 39 du siège de clapet 20 et créé une étanchéité au siège de clapet 42. A partir de la chambre 13, le fluide est libre de passer : a) par les canaux 21 et 2 2 pour arriver dans la chambre dans laquelle est situé 1'orifice d'évacuation 13, l'orifice 3: d ' év.-icua tion 12 comportant un je me 43 en ferme de cuvette (ce joint est également appelé "premier moyen d'obturation" dans la suite de ce texte). Ce joint 43 é".é monté à force sur l'orifice 12 afin d'assurer une ézar.chôiT : au fluide qu'il ne laisse passer Lorsque celui-ci a une prss.-v , n ;>u?5isa 70 22871 5 2047020 déformer et passer par l'alésage cylindrique 15. b) par les canaux 23 et 24 pour arriver au-dessous (dans le sens de la fig. 2) du clapet à mouvement de va-et-vient 28, lequel se trouve ainsi déplacé dans la même direction axiale 5 que celle dans laquelle le noyau plongeur 37 avant été déplacé lorsque le solénoïde 33 avait été mis sous tension, de sorte qu'une étanchéité est réalisée entre une face axiale de la bague à section carrée 30 et la face d'extrémité, orientée axialement, de la chambre 16, comme on peut le voir clairement sur les fig. 10 2 et 3. Le déplacement axial du clapet 28 comme décrit ci-dessus a pour effet d'envoyer à l'atmosphère le fluide utilisé, provenant du conduit 17, par l'alésage radial ménagé dans la paroi de la cuvette 27 et le canal 32 situé dans le prolongement c.e cet alé-15 sage. En d'autres termes, le fluide utilisé qui maintenait l'orifice d'évacuation 13 fermé au moyen d'un joint 44 en forme de cuvette (également appelé "second moyen d'obturation" dans la suite de ce texte) est envoyé dans l'atmosphère, ce qui a pour effet que le joint 44 se déplace vers la gauche (dans le sens de la fig. 2) et 20 occupe la position représentée à la fig. 2, permettant au fluide usé de s'échapper par la lumière 14. Lorsque le solénoïde 33 est mis hors tension, le noyau plongeur 37 est déplacé dans la direction indiquée par la flèche A pour créer une étanchéité contre le siège de clapet 20. Le flui-25 de contenu dans le canal 25 peut alors pénétrer dans la chambre 16 en déplaçant le clapet 28 dans la même direction que celle dans laquelle le plongeur 37 a déjà été déplacé. Le clapet 2 8 est absolument libre de se déplacer dans cette direction parce que lorsque le plongeur 37 s'est déplacé sous l'effet du ressort 40 pour 30 établir 1'étanchéité contre le siège de clapet 20 le canal 41 a été ouvert par le fait que 1'étanchéité contre le siège de clapet 42 n'existe plus, de sorte que le fluide usé et dont la pression est supérieure à la pression atmosphérique, après avoir déplacé le clapet 28 vers le haut dans le sens de la fig. 2, est immédia-35 tome-nt mis à l'atmosphère par les canaux 24 et 23, la chambre 18, le jeu entre le noyau plongeur '37 et le manchon 34, et par le canal 41. Le déplacement du clapet 28 est petit et rapidement effectué, et la face axiale de la bague 30 tournée vers le fonc du joint en forme de cuvette 27 établit un contact étanche avec 70 22871 6 2047020 ce joint afin d'obturer l'alésage que traverse la tige 29 de ce clapet. Ainsi, le fluide utilisé agit rapidement sur le joint 44 pour fermer l'orifice d'évacuation 13 et déformer ensuite la jupe de ce joint pour traverser la lumière 14. 5 En ce qui concerne le joint 43 en forme de cuvette, lorsque le solénoïde est mis hors tension, le fluide utilisé qui maintenait fermé l'orifice d'évacuation 12 est envoyé à l'atmosphère par les canaux 22 et 21, le jeu entre le plongeur 37 et le manchon 34 et le canal 41. Il s'ensuit une différence de pression 10 considérable de part et d'autre du joint 43, par suite de la pression exercée par le fluide présent à la lumière 15 à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Cette pression différentielle ?. pour eff.-_: l'ouvrir l'orifice d'évacuation : i par déplacement de ce joint vers la droite (dans le sens de 1: fig.2), et 15 F— coAiê-quoac i'évacu-ici.on eu fluide à i'a.'.?.; ip'r.èrc- par la lu- Des vis d'étranglement ;0 et 51 (fi:.- -^vent être prévues &ir.s les orifices 12 et 13 afin de permettre un réglage de la vitesse c'écoule-mont en obturant ces orifices plus ou moins. Or ?. constaté qu'il ét^it souhaitable que l'interface entre la cuvette cylindrique 27 et la paroi de la partie de la chambre 16 adjacente à cet ce cuvette soit étanche, car le fluide sous pression a ter.dar.o--, à s' infiltrer entre ce joint et cette 2} paroi, puis à s'échapper à l'atmosphère en passant par le canal 32, Dans ce but, une forme d'oxécutic-?i préférée prévoit de disposer ceux bagu-ïS d'étancnéicé il 4 et 5) autour de la cuvette cylindrique 27, l'unt d'elles étant placée au-dessus de l'extrémité radialement intérieure du canal 32, comme représenté 3Q à la fig, 5, tandis que l'autre esc disposée au-dessous de cette extrémité. Cette étanchéité à ladite interface pourrait cependant Être assurée par d'autres moyens, par exemple en appliquant sur 1? surface radialement extérieure de la cuvette 27 une composition, **5 telle que par exemple celle commercialisée sous la marque "Lockti-te", avant mise en place de cette cuvette dans la chambre 16 par enfoncement dans celle-ci. 70 22871 7 2047020 REVENDICATIONS 1.- Valve de commande directionnelle utilisable pour permettre de commander un cylindre à double effet, remarquable en ce qu'elle comporte un clapet à mouvement de va-et-vient et 5 un second clapet, la disposition de ces deux clapets étant telle que lorsque cette valve est raccordée à un cylindre à double effet et à une source de fluide à une pression supérieure à la pression atmosphérique, le fait d'actionner ledit second clapet pour dévier le courant de ce fluide et faire ou permettre qu'il soit dirigé 10 d'un prunier orifice vers un second orifice du cylindre a çeur conséquence la manoeuvre du clapet à mouvemenc do va-^c-vient par le fluide, ce qui a pour effet de mettre ce premier orifice du cylindre en communication avec un orifice d'évacuation ouvert par lequel le fluide utilisé s'échappe dans l'atmosphère. 15 2.- Valve selon la revendication 1, remarquable en ce qu'elle est à quatre voies et comporte cinq orifices dont deux sont raccordés au cylindre, deux autres servent à la mise à l'atmosphère et le cinquième est l'orifice d'admission de fluide sous pression, le fait de diriger le courant de fluide d'un premier 20 orifice du cylindre à un second orifice de celui-ci ayant pour effet de provoquer, grâce à la pression différentiello qui règne de part et d'autre d'un premier moyen d'obturation, la fermeture de celui des deux orifices de mise à l'atmosphère qui est ouvert, tandis que celui des deux orifices de mise à l'atmosphère qui 25 était fermé est alors ouvert sous l'effet de la pression différentielle qui règne de part et d'autre d'un second moyen d1 obt-iration associé à cet autre orifice de mise à l'atmosphère, 3.- Valve selon la revendication 2, remarquable en ce que le premier et le second moyens d'obturation des orifices de 30 mise à l'atmosphère peuvent être constitués par des clapets en forme de cuvette. 4.- Valve selon la revendication 1, remarquable en ce que le second clapet est commandé par un solénoïde. 5.- Valve selon la revendication 4, remarquable en ce 3 5 que le clapet à mouvement de va-et-vient et le clapet commandé par ur. roléneïde sont disposés coaxialement et en ce qu^ la commande directionnelle du courant de fluide est provoquée ou permise par .le déplacement du noyau plongeur du solénoïde dan? une certaine direction, ce déplacement étant suivi par -.m déplacement 70 22871 h 2047020 du clapet à rr.cuvîmer.t va-et-vient dans la même direction. 6.- Valve selon la revendication 5, remarquable en ce que lorsque le solénoïde cesse d'être sous tension son noyau plongeur est déplacé dans la direction opposée à celle dans la- 5 quelle il s'était déplacé à la mise sous tension du déplacement étant suivi par un déplacement du clapet à mouvement de va-et-vient, sous l'action du fluide, dans ladite direction opposée. 7.- Valve selon la revendication 2 seule ou combinée à l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que les pressions différentielles de part et d'autre desdits premier et second moyens d'obturation sont créées par deux orifices d'évacuation supplémentaires dont le premier, lorsqu'il est ouvert, fait communiquer avec l'atmosphère celui des côtés dudit second moyen d'obturation qui est éloigné dudit premier orifice du cylindre, ce qui fait que la pression du fluide utilisé dans le cylindre à double effet ouvre l'autre orifice d'évacuation, tandis que le second, lorsque le premier est ouvert, est fermé parce que la pression exercée sur l'un des côtés dudit premier moyen d'ob-20 turation est la pression atmosphérique alors que la pression qui règne de l'autre côté dudit premier moyen d'obturation est supérieure à la pression atmosphérique, et vice versa. 8.- Valve selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que le clapet à mouvement de va-et- 25 vient est porté par une tige, au voisinage d'une extrémité de celle-ci, tandis qu'à l'autre extrémité cette tige comporte un logement contenant une bague cui fa-i f é'car.chéité contre la surface intérieure d'une cuvette cylindrique en une matière à faible coefficient de frottement, cette tige s'étendant au travers d'une 30 ouverture ménagée dans le fond de la cuvette de façon que l'extrémité de cette tige qui porte le clapet soit située hors de cette dernière tandis que son extrémité oç pesée- est située dans son enceinte, le mouvement de va-et-:.'icr~ du clapet sous l'effet du fluide dont la pression est supérieure b la pression atmosphérique f disant que ce clapet obture =:.eive.r:eat deux orifices afin a 'assurer par- ledit second .:icve-: d'obturation l'ouverture et la fermeture successives duel- au"*re o":i£i~e de mise à l'atmosphère. 9.- Valve selon la cation 3, remarquable en ce que ladite cuvette cylindrique, est située dane itr.e cKimbre ou "70 22871 9 2047020 partie de chambre, l'étanchéité au fluide pneumatique étant assurée à l'interface entre la cuvette et cette chambre ou partie de chambre afin d'empêcher toute fuite de fluide à l'atmosphère. 10.- Valve selon la revendication 9, remarquable en ce 5 que l'étanchéité au fluide pneumatique est assurée par une composition ou mélange d'étanchéité, par exemple par une couche de "Locktite" (marque de fabrique). 11.- Valve selon la revendication 9, remarquable en ce que l'étanchéité au fluide pneumatique est assurée par deux joncs 10 annulaires portés par la cuvette cylindrique avec un écartement entre eux calculé pour empêcher toute fuite de fluide à l'atmosphère .