Brevet FR2114019A1 — publié le 19720630

La présente invention est relative aux éléments utilisés dans les circuits fluidiques Les éléments utilisés dans les circuits fluidiques,peuvent être de différents types qui, lorsqu'ils sont reliés dans un circuit approprié , constituent un dispositif de commande fluidique, par exemple afin d'obtenir une régulation ou pour commander la séquence de fonctionnement d'une machine .Chaque type d'élément qui est incorporé dans le circuit sert à remplir une fonction donnée et est constitué par un agencement d'un ou de plusieurs conduits grâce auquel des signaux matérialisés par un écoulement de fluide sont transmis d'un point à l'autre ou influent l'un sur autre afin d'être transformés en fonction de certaines règles d'amplification ou de logique suivant le type de l'élément.En conséquence, un élément pour circuit fluidique comprend au moins un conduit servant pour guider un courant de fluide de façon appropriée, suivant la fonction que ltélément doit remplir On connatt des éléments pour circuits fluidiques, qui sont constitués par deux plaques superposées, dans lesquelles un agencement de conduits est obtenu en réalisant des rainures par décapage ou gravure dans la surface de contact d'au moins l'une des plaques . De tels éléments nécessitent pour leur fabrication une installation spéciale de gravure ou de décapage , et les rainures ainsi réalisées présentent une surface relativement rugueuse ,ce qui provoque des turbulences qui ont pour résultat une perte de l'énergie utile et un fonctionnement bruyant. La technique de décaptage ou de gravure peut être évitée avec un autre type d'élément connu pour circuit fluidique , qui est constitué par trois plaques superposées, la plaque intermédiaire étant découpée dc façon à délimiter avec les deux plaques adjacentes l'agencement désiré de conduits .Bien que de tels éléments pour circuits fluidiques puissent être obtenus par estampage de la plaque intermédiaire,évitant ainsi la nécessité d'une installation de décapage ou de gravure, les techniques d'estampage ne permettent pas de former des bords aigus pour les conduits ou la formation de minces parois entre les conduits adjacents .Dans ces éléments également, les parois des conduits ne sont pas très lisses L'invention fournit un élément pour circuit fluidique , caractérisé en ce qu'il est constitué par deux plaques délimitant entre elles au moins un conduit d'écoulement pour un fluide, au moyen d'au moins un fil métallique ou autre filament approprié disposé entre les plaques et appliqué de façon étanche contre elles sur à peu près la totalité de sa longueur De préférence, le ou chacun des filaments ou autre élément analogue présente en section une forme rectangulaire , dont deux des bords opposés sont de préférence perpendiculaires aux plaques. Les bords de la section qui sont perpendiculaires aux plaques peuvent entre plus longs que les autres bords, de sorte que les filaments ou le fil présente la forme d'une bande * De préférence, pour contribuer à assurer llétanchéité entre les plaques et le filament ou chacun des filaments , les deux plaques sont étroitement serrées, par exemple boulonnées ensemble .De préférence,les plaques sont en une matière plus molle que les filaments de sorte qu'un joint étanche est formé par un léger encastrement ,lorsque les plaques sont serrées ensemble De ce fait, il est préférable de réaliser les plaques en aluminium et le ou les filaments en acier L'extrémité d'un conduit délimité entre les plaques peut ëtre formée en incurvant un filament autour d'un orifice d'entrée ou de sortie prévu dans l'une des plaques .Un tel filament peut alors être conformé de façon qu'en cours d'utilisation ,lorsque la pression est appliquée à un orifice d'entrée autour de laquelle le filament est recourbé, ses extrémités juxtaposées engendrent un jet de fluide .Par ailleurs lorsqu'un filament est incurvé autour d'un orifice de sortie ,il peut être conformé de façon à ce qu'en fonctionnement il recueille un jet de fluide et fournisse un signal de pression à l'orifice de sortie D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel la Fig.la est une vue en plan et la Fig.lb est une vue en perspective éclatée d'un élément pour circuit fluidique suivant l'invention ;; la Fig.2 est une vue d'un mode de réalisation d'un élément amplificateur remplissant la fonction OU,suivant l'invention la Fig.3 est une vue d'un mode de réalisation d'un élément constituant un transducteur de proximité suivant l'invention . Les fig. la et lb montrent un élément pour circuit fluidique du type à jet de fluide . I1 comporte une plaque inférieure 1 comportant des orifices d'entrée 2 et 3, et des orifices de sortie 4, 5 et 6 pour des signaux d'écoulement de fluide Un certain nombre. de filaments constitués par des fils métalliques 7 à 11 ayant une section rectangulaire sont disposés sur la surface interne de la plaque inférieure 1 autour Ües orifices et sont incurvés pour présenter une forme appropriée afin d'agir soit comme un émetteur de jets de fluide ( fils 7 et b) ou un collecteur ( fils 9,10 et 11) .La plaque 1 et les fils 7 à 11 sont recouverts par une plaque supérieure 12, non représentée à la Fig. la , et les plaques sont serrées ensemble au moyen de boulons ( non représentés), qui traversent des trous 13 prévus dans les deux plaques . De préférence, les plaques 1 et 12 sont en aluminium et les fils métalliques 7 à 11 sont en acier, et présentent une section transversale reetangulaire dont le bord le plus long est perpendiculaire au plan des plaques .Lorsque les plaques sont serrées ensemble, les fils sont pris en sandwich entre les plaques et encastrés, dans une mesure limitée , dans les plaques d'aluminium 1 et 12, et de cette façon on obtient une bonne étanchéité aux fluides entre les fils et les plaques .Les orifices d'entrée et de sortie 2 à 6 peuvent ëtre reliés d'une façon quelconque appropriée aux autres éléments d'un circuit fluidique par exemple au moyen de tuyaux flexibles qui sont reliés à des raccords associés avec les orifices 2 à 6 Les orifices d'entrée 2 et 3 servent à recevoir de l'exté- rieur des signaux de pression d'entrée a et b respectivement et chaque signal de pression de fluide traverse les conduits formés par les fils 7 et U respectivement et produit un jet de fluide qui débouche dans un espace 15 d'interaction Le sens et la force des deux jets de fluide sont tels que lorsque les deux jets sont présents, ils se combinent pour former un jet commun se déplaçant dans le sens de la bissectrice de l'angle formé par les deux jets initiaux . Un fil 11 collecteur de fluide est disposé autour de cette bissectrice ss au-delà de l'espace d'interaction 15, et autour de l'orifice de sortie 6.Des fils collecteurs de fluide 9 et 10 sont disposés chacun autour du trajet de l'un des trajets simples du fluide, au-delà de l'espace d'interaction 15, et autour des orifices de sortie 4 et 5 respectivement En fonctionnement, lorsque les deux signaux de pression d'entrée a et b sont présents, les'dieux jets de fluide se combinent pour former un jet commun qui passe dans le conduit formé par le collecteur 11 et qui fournit une pression AB formant signal de sortie AB à l'orifice de sortie 6. Lorsqu'un signal d'entrée a est présent sans le signal d'entrée b , il ne se produit qu'un jet de fluide qui sort de l'émetteur formé par le fil 7, qui traverse l'espace d'interaction 15 en ligne droite et pénètre dans le conduit collecteur formé par le fil 10, pour produire un signal de pression de sortie AB à l'orifice de sortie 5 .De la même façon , lorsqu'un signal d'entrée b est présent et qu'il n'existe pas de signal d'entrée a , un signal de sortie B est formé à l'orifice de sortie 4. On a représenté à la Fig.2 une vue en plan d'un autre élément pour circuit fluidique .La plaque supérieure n'est pas représentée, tandis que ,comme dans l'élément représepté à la Fig.l, cet élément comprend une plaque inférieure en aluminium 16 ayant des orifices d'entrée 17, 1o et 19 et un orifice de sortie 20, et un certain nombre de fils en acier 21 à 24 incurvés de la façon appropriée pour procurer le fonctionnement du circuit tel que représenté. L'ensemble est recouvert par la plaque supérieure de recouvrement en aluminium ( non représentée) et les plaques sont serrées ensemble au moyen de boulons . L'orifice d'entrée 17 reçoit une alimentation en fluide sous pression et, dans le conduit formé par le fil 21, ce signal est transformd en un jet de fluide de grande puissance qui sort dans l'espace d'interaction 25. Deux orifices de signaux d'entrée 18 et 19 sont associés à des fils 22,23 formant un jet 22,23 , de telle façon que les signaux de pression de commande d'entrée a et b respectivement fournissent deux jets de commande presque adjacents qui rencontrent le jet à grande puissance et le font dévier de son trajet rectiligne à travers l'espace d'interaction .Dans le trajet du jet dévié est disposé un conduit collecteur formé par un fil 24 disposé autour de l'orifice 20 de signal de sortie En fonctionnement, lorsque seulement le signal de commande a ou seulement le signal de commande b , ou les deux, sont présents aux orifices d'entrée de signaux lb ou 19, le jet de grande puissance entrant dans l'espace d'interaction est dévié dans le conduit collecteur pour produire des pressions de sortie à l'orifice 20.De cette façon, l'orifice de sortie fournit un signal am- plifié A ou B Dans ce circuit, il est avantageux que les deux jets de commande a et b soient très proches l'un de l'autre afin de heurter le jet de grande puissante i peu près au meme point .Le trajet de jet de grande puissance dévié dépend tout d'abord de la présence d'un ou de deux signaux et en second lieu du point de rencontre des signaux et du jet . Pour réduire cette variation du point de rencontre, les conduits formant le jet de commande d'entrée sont parallèles et très prochesl'un de l'autre . Une telle configuration serait difficile à obtenir par estampage en raison de la paroi intermédiaire très mince entre les conduits d'entrée adjacents .Avec la configuration obtenue suivant l'invention un tel problème ne se pose pas et l'épaisseur de la paroi insermé- diaire est déterminée par l'épaisseur du fil 22. Dans les éléments pour circuits fluidiques tels que ceux représentés aux Fig. la, lb et 2 , il est toujours important que la partie externe du jet de fluide déviée suffisamment du trajet du jet pour ne pas entrer dans le conduit collecteur dans lequel le jet est dirigé, ne pénètre pas dans un conduit collecteur voisin, mais soit déviée vers un orifice de mise à l'atmosphère .Dans les éléments classiques pour circuits fluidiques, il est nécessaire de prévoir un conduit de sortie à l'atmosphère entre deux conduits collecteurs voisins, afin d'évacuer ce fluide indésirable dans un orifice relié à l'atmosphère .I1 en résulte un grand nombre de conduits qui forment un angle aigu avec les conduits voisins ,et les bords aigus entre des conduits sont difficiles à réaliser par estampage .Dans les modes de réalisation de l'invention qui sont décrits, aucun conduit de mise à l'atmosphère n'est nécessaire En raison du type de construction, l'espace autour de chaque conduit collecteur est relié avec l'atmosphère et constitue donc un orifice .En outre, le caractère aigu des bords du conduit collecteur est déterminé par l'épaisseur des fils 9 et 11. Un second point important dans ce type d'élément fluidique est qu'aucune pression ne doit exister dans l'espace d'interaction car sinon cette pression serait transmise aux orifices d'entrée qui ne sont pas soumis à des signaux de pression et cet écoulement en retour est indésirable . En raison encore du type de construction, l'espace d'interaction n'est pas une chambre d'interaction fermée mais est constitué par un espace ouvert dans lequel la plus légère pression est facilement éliminée L'invention n' a pas seulement pour objet des éléments fluidiques logiques, mais englobe également d'autres types d'éléments pour circuits fluidiques, pour dispositifs de commande fluidique tels que des amplificateurs , des plaques de connexion de conduits et des diodes fluidiques .La Fig.3 montre un élément détecteur de proximité . I1 e8marend une plaque inférieure en aluminium 26 et une plaque supérieure 27 et des filaments constitués par des fils métalliques 26 et 29 ayant une section rectangulaire, les fils étant serrés entre les deux plaques . I1 est prévu dans la plaque inférieure deux orifices 30 et 31 pour la pression d'alimentation et pour le signal de sortie respectivement .Les fils soflt conformés de façon à réaliser deux conduits formant des jets convergents sortant entre les deux plaques 26 et 27, et un conduit récepteur entre les deux conduits formant les jets En fonctionnement, lorsqu'une pression d'alimentation est présente à l'orifice 30, deux Jets convergents sortent de façon continue d'entre les plaques inférieure et supérieure, dans le plan médian entre les deux plaques . Lorsqu'un objet est présent dans le trajet des deux jets , le fluide rebondit dans le conduit récepteur et développe une pression du fluide à l'orifice de sortie 31. I1 est évident que l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un fil ayant la section décrite, ni aux matières décrites constituant les filaments ou les plaques . Le corps disposé entre les plaques doit être un élément filamentaire allongé qui est de préférence un fil métallique ayant une section transversale rectangulaire constante .Le contact entre le filament ou chaque filament et les surfaces internes des plaques doit être étanche aux fluides . par conséquent il est nécessaire que sur - peu près la totalité de la longueur du filament, les côtés supérieur et inférieur de la section de cet élément soient en bon contact d'étanchéité au fluide avec les plaques . Cependant , un trou peut être réalisé transversalement aux filaments ,par exemple au-dessus ou au-dessous de celui-ci en des points auxquels un passage pour le fluide est nécessaire Les plaques ne sont pas nécessairement planes ou ne présentent pas nécessairement une surface interne plane dans la mesure où le ou chaque filament disposé entre-elles présente une forme telle qu'elle assure le contact étanche au fluide . D'autres conduits peuvent être formés dans les plaques ellesmeAmes ,tels que par exemple des rainures qui communiquent avec un ou plusieurs conduits formés par le ou les filaments On constate que l'invention décrit des éléments pour circuits fluidiques ayant des parois lisses et dans lesquels néanmoins les problèmes consistant à former des bords aigus ou des parois minces entre les plaques adjacentes ne se posent pas. REVEND I C A T IONS l-Elément pour circuit fluidique, caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques (1,12) délimitant entre-elles au moins un conduit d'écoulement pour un fluide au moyen d'au moins un fil métallique (7,b,9,10,11) ou autre élément allongé analogue approprié disposé en sandwich entre les plaques (1,12) appliqué de façon étanche entre elles sur à peu près la totalité de sa longueur 2-Elément suivant la revendication 1, caractdrisé en ce que ledit filament présente une section transversale rectaggulaire 3-Elément suivant la revendication 2, caractérisé en ce que deux bords opposés de la section du filament sont disposés perpendiculairement auxdites plaques 4-.Elément suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les bords de la section du filament perpendiculaires aux plaques sont plus longs que les deux autres bords de telle sorte que lefilament présente la forme d'une bande 5-Elément suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le filament ou chaque filament est serré étroitement entre lesdites plaques 6-Elément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filament ou chaque filament est réalisé en une matière plus dure que celle constituant lesdites plaques de telle sorte que lorsque les deux plaques sont serrées ensemble le filament ou chaque filament soit encastré dans lesdites plaques afin de réaliser avec celles-ci l'étanchéité requise 7-Elément suivant l'une quelconque des revendications précédentes ,caractérisé en ce que lesdites plaques sont en aluminium, le ou chaque filament étant en acier