Brevet FR2037253A1 — publié le 19701231

On utilisait déjà dans la technique antérieure des dispositifs distributeurs du type général envisagé par l'invention, pour envoyer un fluide moteur à des dispositifs travaillants tels que des pompes à membrane ou à pistons. Ces dispositifs distributeurs 5 comprenaient un distributeur à commande par pilote et des tringles de commande ou dispositifs analogues actionnés positivement par des moyens mécaniques pour envoyer le fluide pilote à ce distributeur. Toutefois, dans ces dispositifs de la technique antérieure, les distributeurs étaient compliqués et exigeaient des opérations 10 d'usinage coûteuses et précises, de même que les dispositifs de commande. La présente invention a pour objet un dispositif qui peut employer comme distributeur principal un distributeur normal à quatre voies et à commande par pilote et un simple tiroir creux de commande du fluide pilote pour envoyer le fluide pilote au dis-15 tributeur, le tiroir étant disposé de façon à être déplacé positivement dans le sens axial par les pistons ou diaphragmes de la pompe, qui entrent en contact matériel avec ce tiroir lorsqu'ils terminent leurs courses respectives. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-20 tiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif et nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une pompe du type 25 à membrane équipé du dispositif de commande du distributeur suivant 1'invention ; la figure 2*est une vue en coupe axiale à plus grande échelle qui montre le tiroir creux de commande du fluide pilote ainsi que ses moyens de montage, cette figure montrant comment le ti-30 roir est actionné ; la figure 3 est une coupe transversale à grande échelle, faite selon la ligne 3-3 de la figure 1 et montrant le distributeur principal placé dans une première position ; la figure 4 est une vue analogue mais représentant le distri-35 buteur dans l'autre position ou position inverse comparativement à la figure 3 ; la figure 5 est une coupe transversale selon la ligne 5-5 de la figure 3. 70 10589 2 2037253 Sur les dessins, l'invention a été représentée dans son application à un dispositif travaillant à deux éléments en opposition, plus particulièrement à une pompe à membrane à deux éléments et à commande pneumatique qui est représentée sur la figure 1. Toute-5 fois, il est évident que l'invention n'est pas limitée à ce type particulier de pompe mais qu'elle peut notamment s'appliquer à divers autres dispositifs travaillants à deux éléments en opposition. 11 est prévu un dispositif distributeur suivant 1'invention pour commander cette pompe et ce dispositif comprend un distributeur 10 10 à quatre voies à commande par pilote, qui est commandé par un organe de commande 11. Le distributeur commandé par l'organe de commande 11 est conçu pour envoyer à la pompe un fluide moteur qui peut être, par exemple, de l'air comprimé d'une façon propre à actionner la pompe et à lui faire exécuter une opération de pompage 15 désirée. La pompe représentée comprend les pistons 12 et 13, constitués par des disques qui sont montés sur les extrémités opposées d'une tige ou tringle 14 à mouvement alternatif. Les pistons 12 et 13 sont montés mobiles dans le corps de la pompe par 11 intermédiaire 20 de leurs diaphragmes respectifs 15 et 16 qui sont eux-mêmes serrés entre des parties séparées du corps ou carter de la pompe. Ces parties du carter de la pompe sont agencées de façon à former sur un côté du piston 12, la chambre principale 17 de la pompe et, de l'autre côté, une chambre motrice 18. De même, sur un côté du pis-25 ton 13 se trouve la chambre principale 19 et, sur l'autre côté, une chambre motrice 20. Ainsi qu'on l'expliquera plus loin dans le texte, la pression est alternativement transmise aux chambres 18 et 20 et relâchée de ces chambres pour déplacer les deux pistons 12 et 13 dans le même sens à la fois et animer en même temps la 30 tige 14 d'un mouvement alternatif. La chambre 17 présente une entrée 21 et une sortie de refoulement 22 et, de même, la chambre 19 présente une entrée 23 et une sortie de refoulement 24. Le déplacement des pistons 12 et 13 aspire le fluide à pomper successivement à travers les entrées 21 et 23 et le refoule successive- 35 ment par les sorties 22 et 24. Le fluide moteur de la pompe est l'air comprimé dans l'exemple considéré mais le dispositif suivant l'invention ne doit pas être considéré comme limité à l'utilisation d'air comprimé et on peut utiliser comme fluides moteurs d'autres gaz ou fluides. En outre, et ainsi qu'on l'a déjà également 70 10589 3 2037253 indiqué plus haut, la pompe considérée est donnée uniquement à titre d'exemple car la présente invention est applicable à d'autres types de dispositifs travaillants. Le carter de la pompe comprend les têtes internes 25 et 26 5 entre lesquelles est fixé le boîtier 27 de l'organe de commande 11 qui est de forme creuse et qui contient un adaptateur axial 28 faisant corps avec lui. Cet adaptateur 28 sert de portée pour le guidage de la tige 14. Un tiroir creux 29 de commande du distributeur est monté coulissant à l'intérieur de 1'adaptateur 28 et 10 entoure la tige 14 sur laquelle il peut coulisser. La tige, le tiroir creux et l'adaptateur sont concentriques et alignés coaxiale-ment avec les pistons 12 et 13 et la tige peut se déplacer axia-lement d'un mouvement alternatif par rapport à 1'adaptateur. Un passage principal d'échappement s'étend radialement sur le boîtier 15 27 de l'organe de commande et est muni d'un raccord d'échappement 30. On remarquera que le tiroir 29 est d'une longueur axiale nettement inférieure à l'écartement axial des pistons 12 et 13, mais supérieur à l'écartement des têtes 25 et 26, de sorte qu'il est toujours engagé dans l'une ou l'autre ou dans chacune des chambres 20 motrices 18 et 20. Le tiroir 29 est creusé de gorges circonférentielles 31 et 32, espacées axialement et qui sont reliées respectivement aux orifices d'échappement 33 et-34 espacés axialement qui sont formés dans l'adaptateur 28. Cet adaptateur 28 présente également les passages 25 espacés 35 et 36 qui servent pour l'échappement du fluide pilote. Le tiroir creux 29 peut coulisser sur la tige 14, et les extrémités débordantes opposées du tiroir sont attaquées par les pistons 12 et 13 respectivement lorsque ces derniers s'approchent des têtes 25 et 26 respectivement. 30 Le distributeu^principal 10 est monté sur un côté méplat 37 du boîtier 27 de l'organe.de commande, comme représenté sur la figure 3. Ce distributeur peut être un distributeur classique S quatre voies à commande par pilote, qui n'est pas rappelé élastiquement dans une position particulière. Ce distributeur est construit pour 35 envoyer le fluide moteur à la chambre 20 située derrière le piston 13 et à mettre simultanément à l'échappement la chambre 18 située derrière le piston 12, pour déplacer les pistons 12 et 13, avec la tige 14 qui les relie, vers la droite en observant la figure 1. 70 10589 4 2037253 A un point prédéterminé de la course, le fonctionnement s'inverse lorsque le piston 12 entre en contact avec l'extrémité du tiroir creux 29 qui est à ce moment en saillie dans la chambre 18, et le fluide moteur est alors envoyé à cette chambre 18 tandis que 5 la chambre 20 est mise à l'échappement. Ceci a pour effet de déplacer vers la gauche les pistons 12 et 13, avec la tige 14. Le distributeur principal 10 qui est utilisé dans la réalisation considérée est du type à tiroir et il comprend un corps 40 muni d'une fourrure 41 fixée dans un alésage qui traverse entiè-10 rement le corps tandis qu'un tiroir 42 est monté coulissant dans la fourrure. Il est prévu un raccord 43 pour recevoir un fluide moteur constitué par de l'air comprimé et fourni par une source appropriée, le raccord ayant pour effet d'introduire ce fluide dans un passage 44, formé dans le corps du distributeur et qui 15 mène aux deux extrémités opposées de ce corps où il est relié S un orifice 45 à une première extrémité et à un orifice 46 à l'autre extrémité, ces deux orifices aboutissant respectivement aux deux extrémités opposées de la fourrure 41 du distributeur. Le corps 40 du distributeur est percé de cinq passages 51, 20 52, 53, 54 et 55,qui sont reliés à la cavité intérieure de la fourrure 41 du distributeur en des points espacés axialement. Le passage 44 d'arrivée du fluide est relié en un point compris entre ses extrémités aux passages 51 qui entourent la fourrure 56. Lorsque le tiroir 42 occupe la position représentée sur la figure 3, 25 le passage de pression 51 est relié au passage 53, le passage 52 est relié au passage d'échappement 55 et le passage 54 est "fermé. Lorsque le tiroir 42 occupe sa position opposée, qui est représentée sur la figure 4, le passage de pression est relié au passage 52, le passage 53 est relié au passage d'échappement 54 et 30 le passage 55 est fermé. Il convient de remarquer que les passages 54 et 55 sont des passages d'échappement qui coïncident avec les passages 50 et 59, respectivement, lesquels débouchent dans la cavité-intérieure du boîtier 27 de l'organe de commande et sont, par conséquent, reliés 35 à l'échappement 30. Le passage 52 mène S un passage 57 formé dans l'adaptateur 28, ce passage étant à son tour orienté parallèlement à 1'axe de 1'adaptateur pour déboucher dans la chambre 18 située derrière le piston 13. 70 10589 5 2037253 Lorsqu'on introduit de l'air comprimé par le raccord 43, et que le tiroir 42 occupe la position représentée sur la figure 3, l'air pénètre par les passages 51, 53 et 53, dans la chambre 20 tandis que la chambre 18 est reliée à l'échappement 30 à travers les pas-5 sages 57, 52, 55 et 59. Ceci provoque le déplacement des pistons 12 et 13 vers la droite, en observant la figure 1. Lorsque le tiroir 42 occupe la position opposée, représentée sur la figure 4, l'air comprimé pénètre dans la chambre 18 à travers les passages 51, 52 et 57 et l'air de la chambre 20 est mis à l'échappement à 10 travers les passages 58, 53, 54, 50 et finalement par la sortie 30. Ceci provoque un déplacement des pistons 12 et 13 dans le sens opposé, c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 1. L'air comprimé est continuellement transmis par 1-'orifice 45 à la chambre 60 située à une extrémité du corps du distributeur et 15 il pénètre dans la fourrure 41 à cette extrémité. L'air est également transmis continuellement par l'orifice 46 à une chambre 61 qui communique avec l'autre extrémité de la fourrure 41 du distributeur. La chambre 61 est reliée par un passage 62 au passage 35 de l'adaptateur 28. De même, la chambre 60 est reliée par un pas-20 sage 63 au passage 36 de l'adaptateur 28. Si le passage 62 est fermé tandis que le passage 63 est ouvert à l'échappement, il s'accumule une pression pneumatique dans la chambre 61 tandis que la pression est relâchée de la chambre 60, ce qui maintient le tiroir 42 dans la position représentée sur la figure 3. Par contre, si 25 le passage 63 est fermé tandis que le passage 62 est ouvert à l'échappement, il s'accumule une pression pneumatique dans la chambre 60 tandis que la pression est relâchée dans la chambre 61 de façon à placer le tiroir 42 dans la position représentée sur la figure 4. Les passages 61 et 63 assurent donc la commande pilote 30 du tiroir 42 du distributeur et déterminent le sens voulu de déplacement des pistons 12 et 13. Les passages 62 et 63 sont commandés conformément à la commande des passages 35 et 36 avec lesquels ils communiquent, et, ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, ces passages sont sous la commande 35 du tiroir creux 29 qui se déplace alternativement dans l'adaptateur 28 suivant le mouvement des pistons 12 et 13 et de la tige 14 qui leur est reliée. Les gorges 31 et 32 du tiroir creux 29 sont disposées de- telle façon que, lorsque le tiroir creux 29 se déplace de la distance maximale en direction du piston 12, comme représenté 70 10589 2037253 sur la figure 1, et que son extrémité de droite est à l'affleurement de la surface interne de la tête 26, le passage 35 de l'adaptateur est fermé tandis que le passage 36 de cet adaptateur est relié à l'échappement 30 à travers la gorge 32 du tiroir et à 5 travers l'orifice d'échappement 34 de l'adaptateur. Cette position laisse l'air s'échapper de la chambre 60 située à la première extrémité du tiroir 62 et laisse s'accumuler une pression pneumatique dans la chambre 61 située à l'autre extrémité du tiroir afin ♦ de maintenir ce dernier dans la position représentée sur la figure 10 3. Dans cette position, la chambre 18 située derrière le piston 12 est ouverte à l'échappement à travers les passages 57, 52, 55, 59 et 30, et l'air comprimé est transmis à la chambre 20 à travers les passages 51, 53 et 58. Ceci déplace vers la droite sur la figure 1 les pistons 12 et 13 ainsi que la tige 14 qui leur est 15 reliée. La pression pneumatique contenue dans la chambre 20 agit sur l'extrémité du tiroir creux 29 et tend à maintenir le tiroir dans sa position indiquée sur la figure 1, dans laquelle on remarquera que l'extrémité opposée du tiroir creux fait saillie dans la chambre 18. 20 Lorsque le piston 12 s'approche de l'extrémité de sa course désirée vers la droite, il entre en contact avec l'extrémité saillante du tiroir creux 29 et déplace le tiroir dans le même sens. Ceci a pour effet d'écarter la gorge 32 de la gorge 36 de l'adaptateur et, par conséquent d'isoler la gorge 36 de l'échappe-25 ment, ce qui isole la chambre 60 de l'échappement et laisse une pression pneumatique s'accumuler dans cette chambre à cette extrémité du tiroir 42. La poursuite du déplacement du piston 12 et du tiroir creux 29 met la gorge 35 de l'adaptateur en communication à travers la gorge 31 du tiroir creux avec la sortie 33 de l'adap-30 tateur et, de là et à travers le boîtier 27, avec l'échappement 30. Ceci laisse échapper l'air de la chambre 61 située à l'autre extrémité du tiroir 42. Etant donné qu'il s'est accumulé une pression pneumatique dans la chambre 60 située à l'extrémité du tiroir, ce tiroir passe à la position représentée sur la figure 4 et inverse 35 le mouvement du piston en reliant la chambre 28 à l'échappement et la chambre 18 à la source de pression de façon à déplacer les pistons 12 et 13 vers la gauche sur la figure 1. En outre, la pression pneumatique qui règne dans la chambre 18 et qui agit sur l'extrémité du tiroir creux 29 qui est à ce moment à l'affleurement 70 10589 7 2037253 de la surface interne de la tête 25 tend à maintenir ce tiroir creux dans sa nouvelle position jusqu'à ce que les pistons atteignent la limite de leur course et que le piston 13 entre en contact avec le tiroir creux 29 pour l'amener à sa position ini-5 tiale représentée sur la figure 1, de façon à répéter le fonctionnement. Des rondelles amortisseuses 65 peuvent être prévues sur les extrémités du tiroir creux 29 pour atténuer les chocs au moment où ces extrémités entrent en contact avec les pistons correspondants. 10 II ressort de façon évidente de la description donnée ci- dessus que l'invention fournit un dispositif distributeur à organe de commande pour un appareil travaillant actionné par un fluide et à double effet, dispositif qui peut utiliser divers distributeurs à quatre voies commandés par pilote du type qu'on 15 trouve communément dans le commerce. Le positionnement du distributeur à quatre voies, qui à son tour commande la course du dispositif travaillant, est commandé positivement par contact mécanique entre des pièces de l'appareil travaillant qui sont animées de mouvement alternatif et le tiroir de commande. On peut faire 20 varier la course de l'appareil en modifiant la longueur du tiroir de commande. Etant donné qu'un fluide moteur sous pression est continuellement transmis à travers des orifices calibrés aux deux extrémités du tiroir du distributeur, ce tiroir prend toujours et conserve toujours la position désirée qui est déterminée par 25 la position du tiroir de commande du fluide pilote. En outre, l'effet des fuites mineures peut être éliminé par l'écoulement continu de fluide sous pression a travers les orifices calibrés. La mise constante à l'échappement d'une extrémité du tiroir, combinée à l'application constante de fluide sous pression à l'ex-30 trëmité opposée assure un fonctionnement correct du distributeur de commande pendant le cycle de travail. La pression du fluide moteur appliquée à l'extrémité du tiroir creux pilote garantit également que ce tiroir décrit sa course totale. Etant donné que l'extrémité du tiroir de commande pilote est constamment exposée 35 à l'action du fluide moteur sous pression indépendamment de la position du tiroir de commande, l'appareil travaillant démarre toujours dans des conditions de très faible charge. On peut utiliser des garnitures d'êtanchéité classiques entre le tiroir de commande et la tige sur laquelle il est monté coulissant. La 70 10589 2037253 structure du tiroir de commande est simple et peu coûteuse et apporte la possibilité d'utiliser un distributeur classique à quatre voies, ce qui donne au dispositif un prix de revient total relativement faible. 5 II va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans pour cela sortir de son domaine. 70 10589 9 2037253 REVENDICATIONS 1. Dispositif distributeur d'appareil à deux étages, commandé par fluide et comprenant deux éléments actifs à déplacement alternatif placés dans des chambres de travail opposées qui coopèrent 5 avec ces éléments et qui sont destinées à recevoir alternativement la pression de commande et à laisser échapper cette pression afin de communiquer auxdits éléments actifs un mouvement alternatif, ces éléments actifs étant reliés par une tige pour se déplacer simultanément, le dispositif distributeur alimentant alternativement en 10 fluide sous pression de commande l'une des chambres en le faisant échapper de l'autre chambre et vice-versa, ce dispositif distributeur étant caractérisé en ce qu'il comprend : un distributeur principal à quatre voies comportant des passages reliés auxdites chambres ou à l'échappement et un élément mobile asservi, destiné 15 à relier sélectivement lesdits passages de façon à transmettre alternativement la pression de travail à l'une des chambres tout en la faisant échapper de l'autre et vice versa, un dispositif envoyant en continu la pression d'asservissement audit distributeur réalisé de manière à être commandé pour, déplacer son élément 20 mobile dans les deux sens, une commande mécanique de la pression d'asservissement déplaçant l'élément mobile du distributeur lorsque les éléments actifs à mouvement alternatif, avec la tige qui les relie, se rapprochent de l'extrémité de leur course dans un sens ou dans l'autre, afin d'inverser le mouvement, ladite 25 commande comprenant un manchon entourant ladite tige sur laquelle il est coulissant et dont les extrémités opposées sont exposées auxdites chambres de commande en opposition, le manchon étant monté à l'intérieur d'une tubulure dans laquelle il coulisse et qui comporte des passages d'échappement du fluide d'asservissement relié 30 au distributeur principal, ce manchon comportant des passages qui, lorsqu'il subit ses mouvements alternatifs, relient alternativement les passages d'échappement du fluide d'asservissement et des orifices d'échappement de ladite tubulure afin de déplacer l'élément mobile du distributeur en fonction des mouvements des éléments 35 actifs de manière à inverser le mouvement de ces derniers. 2. Dispositif distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments actifs sont alignés axialement en opposition et l'arbre de liaison est disposé axialèment entre eux, ladite tubulure comprenant une partie formant portée qui entoure 70 10589 2037253 ledit manchon et qui comporte les passages d'échappement du fluide d'asservissement, ces passages étant espacés axialement et lesdits passages du manchon étant espacés axialement, lesdites ouvertures d'échappement de la tubulure étant également espacées axialement. 5 3. Dispositif distributeur selon la revendication 2, caracté risé en ce que la chambre de commande comprend des têtes qui sont orientées l'une vers l'autre et sont espacées axialement, la tubulure étant disposée entre ces têtes, le dispositif comprenant de plus un boîtier entourant la tubulure, disposé entre les têtes 10 et présentant un orifice d'échappement, le manchon étant d'une longueur axiale supérieure à celle de la tubulure de manière que ses extrémités atteignent toujours au moins les surfaces internes des têtes correspondantes. 4. Dispositif distributeur selon la revendication 3, caracté-15 risé en ce que les éléments actifs sont des pistons qui sont fixés â ladite tige et qui sont capables de s'appliquer contre les extrémités correspondantes du manchon de commande monté sur ladite tige. 5. Dispositif distributeur selon la revendication 4, caracté-20 risé en ce que les extrémités du manchon de commande portent des éléments amortisseurs destinés à absorber les chocs lorsqu'ils entrent en contact avec lesdits pistons.