Brevet FR2125153A1 — publié le 19720929

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, a des dispositifs de commande automatique et particulièrement à un nouveau distributeur automatique perfectionne. I1 est souvent souhaitable que deux éléments associés, mais mobiles l'un par rapport à l'autre, puissent être disposés d'une manière prédéterminée ou suivant des relations données. Cependant, les éléments étant mobiles l'un par rapport à l'autre, ll est souvent difficile de les maintenir à leurs dispositions relatives prédéterminées sans faire appel à des dispositifs coûteux, complexes ou sujets à usure. la présente invention concerne donc un dispositif de commande automatique évitant les inconvénients indiqués. I1 aligne automatiquement deux éléments associés qui se sont écartés de leurs positions relatives voulues. Son fonctionnement est basé sur le principe d'une commande à réfaction, dont l'eff et est sensiblement instantaré. Sa construction est simple et son fonctionnement économique. I1 commande l'écoulement d'un fluide par plusieurs orifices de telle manière que le passage du fluide par 1'Un des orifices ne puisse s'effectuer automatiquement que par celui-ci. I1 commande l'écoule- ment d'un fluide par plusieurs orifices de manière qu'une restric- tion au passage d'un fluide par un orifice produise automatiquement un accroissement de débit par celui-ci. I1 agit de manière que deux éléments associés et mobiles l'un par rapport à l'autre conservent automatiquement leurs positions relatives prédéterminées.Dans le dispositif selon l'invention, plusieurs jeux d'orifices de passage du fluide peuvent être commandés automatiquement afin que le fluide s'écoule par les orifices de cnaque jeu, les divers jeux étant en rapport les uns avec les autres. Le dispositif de commande automatique a un faible encombrement, il est peu coûteux et comprend plusieurs disques superposés réalisés et disposés de façon à constituer un bottier comportant des orifices, des soupapes, des sièges de soupape et des entretoises. I1 comprend un boîtier qui est constitué par plusieurs disques superposés comportant des perforations appropriées formant des canaux pour l'écoulement d'un fluide et des ouvertures centraies réa- lisées sur certains d'entre eux. Un premier groupe de disques est séparé d'un second groupe par un diaphragme, l'un des canaux est relié à une source de fluide comprimé et les autres canaux à un appareil à commander dont les mouvements inadéquats déplacent le dia phragme afin de modifier l'écoulement du fluide et de rappeler l'appareil à son orientation voulue. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description aétaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent, à titre explicatif, mais nullement limitatif,plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessines la figure 1 est une vue éclatée représentant en détail les éléments du dispositif de commande de l'invention et indiquant également certaines particularités de son fonctionnement la figure 2 est une élévation du dispositif de commande la figure 3 est une coupe suivant la ligne 7-3 de la figure 2 les figures 4, 5 et 6 représentent schématiquement la position médiane et chacune des positions extrêmes du diaphragme à l'intérieur du dispositif de commande les figures 4A, 5A et 6A représentent schématiquement les positions relatives occupées par les éléments d'un exemple d'appareil commandé par le dispositif de l'invention ;; la figure 7 est une vue en plan du dispositif la figure 8 est une vue d'extrémité de l'appareil commandé, dont certains éléments sont découpés et représentés en coupe afin de permettre de comprendre son mode de construction la figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8 et la figure 10 est une vue, semblable à celle de la figure 2, d'une variante de l'invention0 Le dispositif de commande selon l'invention est monté entre une source de fluide comprimé et un appareil à commander I1 comprend plusieurs plaques ou disques distributeurs et des diaphragmes associés qui sont disposés d'une manière appropriée, à la manière d'un sand winch, Lorsque le dispositif de commande reçoit un signal qui indique une situation incorrecte dans l'appareil commandé, les diaphragmes et les plaques distributrices agissent de manière à corriger ce défaut. le dispositif de commande automatique représenté sur les figures par la référence numérique générale 10 comprend une base 12 et un bottier 14. En réalité le boîtier 14 est constitué par plusieurs disques disposés en sandwich, ctest-à-dire une plaque de fermeture 16, un disque ou plaque intermédilire 18, plusieurs disques de soupape 20, des5d,asasues ou plaques de dIstribution 22 et des diaphragme mes 24.Des boulons 26 passent librement dans des ouvertures réalisées dans des pattes 27 de la plaque de fermeture 16 et ils sont vissés an ries ouvertures taraudées appropriées 28 ae la base 12 de manière à serrer ensemble les éléments précités et à es rendre étanches visà-vis du fluide comprimé. On voit qXe la base 12 comporte une entrée de fluide 30 et quatre sorties qui sont indiquées par les références 32a, 32b, 32c e 32d. ne source e fluide comprim 34 qui n'est pas représentée en détail car elle peut prendre de nombreuses formes avantageuses, est reliée à l'entrée 30 par un conduit 36. L'exemple d'appareil 37 destiné à être commandé par le dispositif 10 est représenté ici sous la forme d'un arbre 38 tournant dans un manchon palier 40. TJn jeu suffisant est ménagé, d'une manière classique, entre la surface périphérique de l'arbre 38 et la surface interne du manchon 40 afin de permettre une rotation libre de l'arbre. Quatre orifices 42a, 42b, 42c et 42d passent par l'enveloppe du man- chon 40 et se terminent chacun par un évidement 44. Chaque orifice est relié par un conduit 46 à une sortie de fluide associée du dispositif de commande, l'orifIce 42a étant relié à la sortie 32a et ainsi de site, -onme or le voit clairement sur la figure 8. Il con- vient de se rendre compte que la présente invention n'est pas limitée à l'application particulière décrite et représentée et qui n'a été choisie que pour illustrer son fonctionnement et son mode d'uti- lisation. La plaque de dessus 1C, la plaque intermédiaire 18, les plaques distributrices 22 et les plaques de soupape 20 qu'on voit particulièrement sur la figure 1, sont en une matière relativement non déformable. Àu contraire, chaque diaphragme 24 est en une matière relativement déformable du type oint. Une étoffe de "Nylon" revêtue de néoprène constitue un exemple 'ze e matière appropriée pour la pré- sente invention. Cinq perforations destinées au passage du fluide et qui sont toutes représentées par la référence 48, sont réalisées sur les éléments 18, 20, 22 et 24 à des emplacements correspondants, de manière qu'un premier groupe d'@ntre elles communique avec l'entrée de fluide 30 et que chacun de autre autres groupes communique avec les orifices de sortie asso@iés 32a, 2b, 32c et 32d. Deux chevilles espacées 50 sont noyées dans la surface supérieure de la base 12 d'où elles se dressent vers le haut afin d'assurer la mise en position des plaques distributrIces 22 à leurs emplacements relatifs.Chacun des léments 16, 18, 20, 22 et 24 serrés en sandwich comprend deux ouvertures 52,espacées de la mime manière et qui sont disposées de nanière à loger les chevilles 50. Chaque plaque distributrice 22 comporte une ouverture centrale relativement grande 54, tandis sue chaque risque de soupape 20 comporte une ouverture centrale 56 qui constitue un siège de soupape beaucoup plus petit que chaque ouverture 54. On verra plus loin que chaque plaque distributrice comporte une ter- fora-tion simple 48a différente des Derforations 48 restantes et qui peut autre mise en communication avec son ouverture centrale, de canie- re à dériver une partie du fluide vers le centre de l'ensemble. tes différentes perforations 48a sont disposées suivant une configuration prédéterminée dont la raison sera expliquée plus loin. I1 suffit d'indiquer pour l'instant que la configuration prévue est nécessaire pour un fonctionnement efficace du dispositif de l'invention et qu'elle justifie la présence des chevilles 50 et des ouvertures 52 corres- pondantes. Les figures 4 et 4A représentent schématiquement le dispos tif de commande 10 et un exemple d'appareil 37 comportant un arre 38 et un manchon palier 40. Elles indiquent, de plus, une condition de fonctionnement avantageuse dans laquelle l'arbre 38 est centré dans le manchon 40 de sorte que tous les orifices 42a, 42b, 42c et 42d reçcivent des débits sensiblement égaux de fluide comprimé de la source 34 par le dispositif de commande 10 et les iivers conduits 46.La figure 4 représente la moitié inférieure du dispositif de commande 10, c'est-à-dire sa partie qui commande le passage du fluide vers les orifices 42c et 42d de l'appareil 37. I1 va de soi que la moitié supérieure du dispositif 10 est sensiblement identique à sa moitié inférieure et qu'elle commande le passage du fluide vers les orifices 42a et 42b. Comme on le voit particulièrement sur les figures 1 t 4, le fluide comprimé de la source 34 s'écoule par le conduit 36 dans le dispositif de commande 10 où il pénètre par l'orifice d'entrée 30, puis il monte dans le boîtier 14 par la canalisation 58 qui est for- mée par les perforations 48 de ses divers éléments.A l'intérieur de la moitié inférieure du dispositif 10 (voir figure 4), le fluide t dérivé deux fois par rapport à la canalisation 58. Dans le premier cas, le fluide dérivé sort du dispositif 10 par la sortie 32d et on voit qu'il est dérivé par une perforation modifiée 48a de la plaque distributrice 22, à proximité du diaphragme 24. te fluide est dirigé ensuite vers le bas par le diaphragme dans une ouverture centrale 54 de la pla@ue distributrice précitée, par une ouverture centrale de soupape 56 du disque 20 proche, puis,de là, par l'ouverture centrale 54 de la plaque distributrice inférieure 22, la perforation modifiée 48a de celle-ci,et il sort finalement par l'orifice 32d. De même, dans le second as, le fluide drivé sort du dispo- sitif-de commande 10 par la sortie 32c et on voit qu'il est dérivé par une perforation modifiée 48a d'une plaque distributrice 22 située à proximité immédiate de la plaque 18.Le fluide est ensuite dirigé vers le bas par ladite plaque interm@diaire, par une canalisation 58 et il sort finalement tar l'orifice 32ce On se rend compte que, dans l'exemple qui est représenté sur les figures 4 et 4A, les débits de fluide sont égaux dans toutes les parties de l'ensemble et les pressions sont égales sur les deux co- tés du diaphragme qui, de ce fai', n'est pas déformé. Les figures 5 et 5A représentent une condition de fonctionnement indésirable dans laquelle l'arbre 38 cesse d'être entré dans le manchon palier 40. Au contraire, l'arbre 38 est dévié jusqu'à une position dans laquelle il obture partiellement l'orifice 42d et i- mite le débit du fluide passant par celui-ci. Ce décentrage est pos sible du fait que le fluide sort@nt d'une seule source, à savoir l'orifice de sortie 32d,est insuffisant par lui même pour rappeler l'ar- bre 38 à sa position de marche centrée de la figure 4A.Le fluide qui s'est écoulé auparavant par l'orifice 32d dans l'orifice 42d exer- ce instantanément une force excessive orientée vers le haut sur le côté inférieur du diaphragme 24 qui est distendu vers le siège de soupape du disque 20 constitué par l'ouverture 56 de manière à obturer partiellement le passage du fluide dane celle-ci; Le diaphragme limite ainsi le débit de fluide par la perforation modifIée 48a de l'ouverture centrale 54 de la plaque distributrice 22 située immédiatement au-dessus du disque 20. De ce fait, le débit de fluide par l'orifice 32c est limité, le fluide est dérivé et du fait de la dé- formation du diaphragme, il s'écoule par l'orifice de sortie 32d en plus du fluide qui passe normalement par cet orifice les débits de fluide combinés par l'orifice 32d exercent une pression suffisante à l'orifice 42d pour rappeler l'arbre 38 à sa position de marche centrée voulue de la figure 4A, en particulier du fait que le diaphragme 24 limite à ce moment le débit de fluide par l'orifice 42c. Lorsque l'arbre 38 a été rappelé à sa position 5e marche centrée, les pressions sont égalisées sur les deux côtés du diaphragme qui reprend alors sr position neutre 24 et es débits de fluide sont @@ maux tout l'ensemble. tes figures 6 et 6A représentent une autre condition de fone- tionnement indésirable dans laquelle l'arbre 38 cesse d'être entré dans le manchon palier 40. Dans ce cas, l'arbre 38 est dévié jusqu'à la position dans laquelle il obture partiellement l'orifice 42c et limite le débit de fluide par celui-ciO Ce décentrage est possible du fait aue le débit de fluide par une seule source, à savoir ltori- fice de sortie 32c, est insuffisant par lui-même pour rappeler l'arbre 38 à sa position de marche centrée de la figure 4A.Le fluide qui s'écoulait auparavant par l'orifice de sortie 32c dans l'orifice 42c exerce instantanément une force excessive orientée vers le bas sur le côté supérieur du diaphragme 24, de sorte que ce dernier est distendu et obture partiellement l'orifice 56 du disque de soupape 20 situé en dessous du diaphragme. I1 limite ainsi le débit de fluide par cet orifice. De ce fait, le débit de fluide dans l'orifice 32d est limité et, du fait qu'il est dérivé, il s'écoule par l'orifice 32c où il s'ajoute au fluide qui passe normalement par cet orifice. Comme pour le cas représenté sur la figure 5A, les débits combinés de fluide par l'orifice de sortie 32c exercent une pression suffisante à l'orifice 42c pour rappeler l'arbre 38 à la position de marche centrée voulue de la figure 4A et, en particulier de fait que le diaphragme 24 limite à ce moment le débit de fluide par l'orifice 42d. Lorsque l'arbre 38 a été rappelé à sa position de marche centrée, les pressions sont égalisées sur les deux côtés du diaphragme 24 et les débits de fluide sont normaux dans les disques de soupape 20 situés sur les deux côtés d'un diaphragme correspondant et, en conséquence, dans tout l'ensemble. Bien que la description ci-dessus du fonctionnement de la présente invention ait été limitée à la moitié inférieure du dispositif de commande 10 qui agit sur l'écoulement du fluide vers les orifices 42c et 42d de l'appareil 37, il convient de se rendre ompte que la moitié supérieure du dispositif 10 fonctionne d'une manière identique et commande 1'écoulement du fluide vers les orifices 42a et 42b de ltappareil. De plus, des dispositifs de commande semblables peuvent autre ajoutés à volonté.Pour rendre la description ci-dessus plus claire, on a supposé que l'arbre 38 était centré par rapport aux orifices 42a et 42b. I1 est évident que l'arbre peut être déplacé d'une manière variable par rapport à tous les orifices,auquel cas la réaction est déterminée par la situation ie chaque orifice. On a décrit ans un dispositif d commande spécial, de modèle simplifié, compact et peu coûteux, qui fonctionne suivant le principe d'une commande de réaction de manière à maintenir sensiblement deux éléments associés à des positions relatives prédéterminées. I1 va de soi que toutes les opérations décrites dans la description ci-dessus s'effectuent d'une manière instantanée. I1 va de soi également que la présente invention nta été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes. C'est ainsi que, sur la figure 10, en plus des perforations 48, les disques comportent des perforations 48' semblables qui constituent des ouvertures de boulorzage permettant d'assembler les disques. De ce fait, certaines perforations se combinent pour former des canaux pour le fluide et d'autres pour le passage des boulons. Dans ce mode de réalisation, les broches de guidage 50 sont supprimées et les dis cuves sont assemblés d'une manière prédéterminée assurant ltécoule cnt et la distribution correcte du fluide. I1 va de soi qu'il est possible d'utiliser des matières diverses telles que des métaux, des matières plastiques et du papier sul- vant les nécessités particulières de caque applicatione De plus, bien que le dispositif ait été décrit ici pour la commande d'un palier, il va de soi qu'il peut être utilise dans des applications très diverses. Bïen que la présente invention ait été décrite comme ne comportant que quatre orifices par ensemble, il va de soi qu'il peut y avoir autant de paires d'orifices que l'application nvisagée le nécessite. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatique, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier constitué par plusieurs disques superposés comportant des perforations mutuellement alignées de manière à former plusieurs canaux, le bottier comportant plusieurs chambres disposées par paires, les deux chambres fe chaque paire étant séparées par un diaphragme, le boîtier comportant également un orifice d'admission en communication avec les chambres par des canaux, ainsi que plusieurs orifices de sortie en communication avec les chambres par des canaux et débouchant à l'extérieur, le diaphragme et certains disques cons- tituant des soupapes sensibles à une réduction de débit du fluide par l'un des orifices de sortie et réglant le débit de fluide dans les orifices de sortie de manière à empêcher ladite réduction de débit. 2. Dispositif de commande automatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un appareil qui doit être commandé comprend un premier et un second élément mobiles l'un par rapport à l'autre et comportant des surfaces opposées, plusieurs orifices de commande es pacé dzA pre -er élément étant en communication avec lesdites surfaces et chacun d'eux étant relié par un conduit à l'un des orifices de sortie du dispositif afin de maintenir entre lesdites surfaces une zone de dimensions prédéterminées. 3. Dispositif suivant la revendication 2,caractérisé er ce que les orifices de commande sont disposés symétriquement par paires, la soupape reliée au dispositif de commande augmentant le débit du fluide dans un premier orifice d'ure paire qui est proche d'une partie de ladite zone dont les dimensions ont diminué,et diminuant le débit du fluide dans le second orifice de la paire qui est proche d'une partie de ladite zone dont les dimensions ont augmenté. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément est un manchon de support dans lequel tourne le second élément qui est un arbre 5. Dispositif de commande automatique, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier constitué par plusieurs disques superposés et comportant des per-orations alignées mutuellement de manière à former plusieurs canaux, des ouvertures centrales de certains disques formant dans le bottier au moins une première et une seconde chambre qui sont séparées par un diaphragme, les chambres étant en communication par les canaux avec un orifice d'entrée et avec plusieurs orifices - sortie débouchant à l'extérieur, les disques situés de chaque Cc- - du diaphragme comportant une plaque distributrice et un disque @oupape comprenant chacun un orifice central, des surfaces associées @@ diaphragme et du disque formant soupape pouvant être séparées l'une de l'autre, le diaphragme étant @ensible à une diminution de débit @e @luide dans l'un des orifices de sortie et étant mobile de manière à tre appliqué @ontre le disque e soupape afin de ;;imiter le débit de fluide par ledit orifIce le ce disque, le diaphragme réglant par son déplacement le débit du fluide vers les orifices de sortie, de maniè- re à empêcher ladite réduction de débit. 6. Dispositif de commande automatique suivant la revendication caractérisé en ce qu'un appareil à commander comporte un premier et un second élément mobiles l'un par rapport à autre, les éléments comportant des surfaces opposées en communication avec plusieurs orifices de commande espacés du premier élément et reliés chacun par un -onduit à l'un des orifices de sortie du dispositif de commande de manière à établir entre lesdites surface une zone de dimensions pré déterminées. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les orifices de commande sont disposés symétriquement de manière à former des paires d'orifices associés, les soupapes étant reliées aux orifices de commande, de façon a augmenter le débit de fluide dans un premier orifice de commande proche d'une parie de ladite zone dont les dimensions ont diminué et à diminuer le débit de fluide dans un setond orifice e la paire qui est proche d'une partie de ladite zone dont les dimensions ont augmenté. 8. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le premier élément est un manchon de support dans lequel tourne le second élément qui est un arbre. 9. Dispositif de commande a@tomatique suivant la revendication , caractérisé en ce que l'ori@@ce de chaque disque de soupape est beaucoup plus petit que l'orifice Je chaque plaque distributrice, de manière que de diaphragme paiste se déplacer par rapport à l'orifice du disque de soupape. 10. Dispositif de commande @@@oma@ique, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier@comportant plusieurs canaux et plusieurs chambres séparées par un diaphragme, les @@@ehres communiquant par les canaux avec un orifice d'entrée et ave@ plusieurs orifices de sortie débouchant à l'extérieur, le diaphragme constituant une soupape sensible à une réduction de- débit du fluide par l'un des orifices de sortie et réglant le débit du fluide vers les autres orifices de sortie de maniere à empê@@r ladite réduction de débit.