Brevet FR2155867A1 — publié le 19730525

La présente invention concerne les distributeurs ou vannes hy drauliqizes et, plus particulièrement, les distributeurs fournissant une pression de sortie variable. L'invention vise WL distributeur hydraulique, dans lequel l'é- coulement entre l'entrée et la sortie est contrôlé par le déplace ment axial d'un tiroir. La pression régnant à la sortie du distribu- teur est , de son côté, ajustée par une soupape de dosage fonctionnellement associée au tiroir. La soupape de dosage contr8le l'écou- leient à travers un canal de dérivation qui coaznique avec un canal de purge, et colporte un orifice et un pointeau se présentant sous la forte d'une tige dont l'une des extrémités est liée au tiroir da distributeur, et est alignée axialement avec celui-ci.L'extrémité libre de la tige est supportée et guidée pour son déplacement dans l'orifice par l'alésage d'un manchon de guidage. Le pointeau de dosage présente une section droite variable sur une partie de sa longueur, partie qui peut se présenter sous la forme d'une plage ou méplat oblique par rapport à l'axe, situé dans une région intermédiaire entre les extrémités de la tige. Lorsque le tiroir du distribu- tueur est déplacé axialement soas la pression exercée par l'appareil de commande, le pointeau de dosage se déplace avec le tiroir et la partie de section variable de la tige présentant le méplat oblique précité remplit progressivement l'orifice pour réduire le débit de fluide vers n canal de purge, ce qui augmente la pression régnant à la sortie du distributeur. Des cartouches de contre de pression ou structures de soupape de dosage pouvant titre insérées sélectivement dans le distributeur, et qui contiennent des pointeaux de dosage de sections droites différentes, et des orifices de diamètres différents, adaptent aisément le distributeur à diverses fonctions de commande exigeant des pre- suions différente s. Pour rendre le tiroir du distributeur "sensible" de façon que l'opérateur agissant sur le distributeur puisse "sentir1 l'augrenta- tion ou la réduction de la pression de sortie, lorsqu'il déplace le tiroir axialement, le distributeur comprend une structure de piston de réaction ou rétro-action, qui applique au tiroir du distributeur une pression hydraulique de réaction, ou force antagoniste, propor tonnelle à la pression de sortie. A cet effet, un piston à mouvement de coulissement alternatif libre, guidé dans un manchon adjacent à la chambre de sortie, est soumis, à l'une de ses extrémités, à la pression régnant dans celle-ci, tandis que son autre extrémité repo se contre l'extrémité libre du pointeau de dosage. Lorsque la pression régnant dans la chambre de sortie augmente, en réponse à l'obstruction progressive de l'orifice de dosage par le pointeau, une augmentation correspondante de la pression appliquée à la face exposée du piston, permet à l'opérateur agissant sur le distributeur de sentir la variation de la pression de sortie0 La pression de réaction est exclusivement fonction de la superficie de la face du piston et de la pression hydraulique régnant dans la chambre de sortie, laquelle est à son tour fonction de la position du tiroir du distributeur et de celle du pointeau de dosage. L'invention prévoit également des cartouches de réaction ou structures de piston de réaction interchangeables, qu'on peut aisément insérer dans le distributeur de manière à assurer l'application de forces ou pressions de réaction variables sur le tiroir du distributeur. Les structures de piston de réaction contiennent des pistona et des manchons de guidage de différents diamètres, avec des faces de piston de superficies différentes. L'invention a, notamment, pour objet de créer un distributeur hydraulique à pression de sortie variable, dans lequel les variatinnz de pression sont déterminées par une vanne ou soupape de dosage, com- portant un pointeau, dont l'une des extrémités est solidaire du tiroir du distributeur, tandis que son extrémité libre est supportée à distance du tiroir par un manchon de guidage, et- dans lequel une section droite variable du pointeau de dosage coopère avec un orifice pour contrôler l'échappement du fluide vers un canal de purge. L'invention a encore pour but de créer un distributeur hydraulique utilisant un piston libre qui présente une face exposée dans une chambre de sortie, de fanon que soit appliquée au tiroir du distributeur une force antagoniste qui lui est transmise par le pointeau de dosage et qui est proportionnelle à la pression régnant dans la chambre de sortie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemplesnon limitatifs, plusieurs modes de réalisation. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un distributeur hydraulique suivant l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ; la figure 4 est une vue en perspective d'une structure de piston de réaction codifiée, destinée au distributeur hydraulique représenté sur la figure 1 ; la figure 5 est une vue en perspective d'un autre mode de réa lisation du pointeau de dosage. Bien que leu; description soit détaillée et précise pour per mettre aux spécialistes de mettre en oeuvre l'invention, les modes de réalisation constructifs décrits ici, ne représentent que de simpies exemples de l'invention, qui peut autre réalisée sous la forme d'autres structures particulières. Sur les dessins, la figure 1 représente un distributeur hydrau ligne désigné dans son ensemble par la référence générale 10 et qui comprend une enveloppe 12 présentant un alésage axial 14 qui reçoit un tiroir de distributeur 16. Le tiroir 16 présente un anneau de commande 18 et un cordon 20, et peut être relié à un type quelconque d'élément de commande ou d'appareil de comaande d'entrée. Le distributeur 10 présente un orifice d'entrée 22, un orifice de sortie 24 et un premier canal 26 qui assure une communication d1 écoulement de fluide entre las orifices d'entrée et de sortie. Suivant l'invention, des moyens sont prévus pour faire varier la pression hydraulique régnant à la sortie 24 en réponse à un dé- placement axial du tiroir 16. Dans la construction décrite, ces moyens comprennent un pointeau de dosage 22 qui se présente sous la forme d'une tige cylindrique. Des moyens sont prévus pour solidari ser le pointeau 32 du tiroir 16. Dans l'exemple représenté, le pointeau 32 est engagé et ancré par l'une de ses extrémités 33 dans un alvéole axial 34 du tiroir. Des moyens sont également prévus pour sapporter et guider l'extrémité libre 35 du pointeau de dosage 32. Dens l'exemple représenté, ces moyens comprennent un fanchon de guidage 36 qui présente un alésage 38 coaxial au tiroir 16. "e pointeau 32 comporte une partie tronconique 39 située entre les extrémités 33, 35. Tout déplacement axial du tiroir 16 provoque un déplacenent correspondant de la partie tronconique 39 à travers un orifice 40 d' > n disque 42 disposé contre un épaulement 41 et fixé par un élément d'espacement 43. Un second canal, ou canal de dérivation 44, assure une communication entre le premier canal 26 et 1' ori- fice 40. Le fluide s'échappant à travers l'orifice 40 dans la cham- bre de dosage 46, est évacué vers le réservoir à travers un canal de purge 48. La figure 5 représente une variante du pointeau de dosage désigné dans son ensemble par la référence générale 50. Dans ce mode de réalisation, le pointeau 50 présente une plage ou méplat 52 taillée obliquement par rapport à l'axe d'une tige cylindrique dans une partie intermédiaire entre les extrémités 54, 56 de celle-ci. Le degré d'obliquité et la profondeur d'usinage d'une tige ronde de diamètre convenablement choisi peuvent assurer l'obtention de diverses caractéristiques de la soupape de dosage pour satisfaire à des exigences diverses en ce qui concerne la pression de sortie du distributeur. Des cartouches de soupape de dosage 58 comprenant des pointeaux 50 présentant des sections droites différentes ou des degrés différents d'obliquité de leur méplat et des disques 60 présentant des diamètres d'orifice différents peuvent être aisément insérées sélectivement dans l'alésage 14, pour déterminer les caractéristiques désirées au point de vue pression de sortie. L'invention prévoit également des moyens sollicitant le tiroir 16 à l'encontre de la force d'entrée exercée sur lui, la pression de sollicitation étant fonction de la pression de sortie du distributeur. Dans la construction décrite, ces moyens comprennent un piston libre 70 qui peut coulisser librement, dans un sens ou dans l'autre; dans un alésage 72 d'un manchon de guidage 74, dans lequel il est adapté de manière à établir un joint étanche aux fluides. Le manchon de guidage 74 est disposé dans une chambre de sortie 75, et est coa xial au tiroir 16 et au pointeau 32. Le piston 70 présente une face 76 appliquée contre l'extrémité 35 du pointeau 32. L'autre extrémité ou face 78 du piston 70 est exposée au fluide et à la pression hydrauliques dans la chambre de sortie 75. La force antagoniste ou de réaction est opposée à la force d'entrée exercée sur l'anneau 18 et agit dans le sens indiqué par la flèche 80. L'intensité de la force de réaction est fonction de la superficie de la face 78 et de la pression régnant dans la chambre de sortie. Ainsi, par exemple, lorsque la pression régnant dans la chambre de sortie 75 augmente, à mesure que la partie de section variable 38 du pointeau 32 obstrue davantage l'orifice 40, et réduit l'écoulement de fluide vers le canal de purge 48, la force de réaction croit également, ce qui permet à l'opérateur agissant sur le distributeur de "sentir" l'augmentation de pression. Le manchon de guidage 74 est fixé contre un élément dlespace- ment 81 par un ressort 82 interposé entre ledit élément d'espacement et un adaptateur fileté 84, présentant un contre-alésage 86, qui for- le avec son alésage un épaulement 88 servant de butée au piston 70. Une fuite autour de l'extrémité 35 du pointeau 32 et/ou entre le piston 70 et le manchon de guidage 74 provoque un échappement de fluide dans le canal 48, à travers une lumière 90 de l'élément d'espacement 81. liore du fonctionnement du distributeur, la sortie du fluide commence au moment où l'on déplace le tiroir 16 à partir de la position de la figure 1, pour amener le cordon 20 en regard de l'orifice entrée 22. Initialement, la pression de sortie et, par conséquent; la pression de réaction sont minimales du fait de l'écoulement maxi- mal à travers l'orifice de dosage 40. Les caractéristiques de la soupape de dosage peuvent être déterminées à l'avance de manière à assurer une variation de la pression de sortie linéaire ou non, en réponse au déplacement axial du tiroir.La pression de réaction peut également titre déterminée à 11 avance, pour assurer un accroissement linéaire ou non de la force de réaction. En outre la position axiale du tiroir peut titre repérée par une graduation qui donne une indication visuelle de la pression de sortie.Le distributeur suivant l'invention peut Titre construit suivant les divers modèles connue dans la technique et qui comprennent notamment les distributeurs à centre fermé, 8 centre ouvert, à compensation de pression, montés en parallble, montés en série, empilables, non empilables, avec ou sans transfert de haute pression, à commande manuelle, à commande par Ca- ne, à commande par soupape pilote, à commnnde par électro-aimant, à servo-commande, à commande micrométrique, à commande par asservis semant rotatif, à commande pneumatique, à commande radio, à détente simple ou multiple, etc... BEVENDICBPIQàTS 1. Distributeur hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe présentant un alésage axial, un tiroir monté de manié- re à pouvoir coulisser dans un sens ou dans l'autre dans ledit slé- sage, ladite enveloppe présentant un orifice d'entrédet un orifice de sortie, un premier canal reliant ledit orifice d'entrée audit orifice de sortie, des moyens formant une chambre de dosage dans ladite enveloppe, un canal de purge communiquant avec cette chambre de dosage, des moyens formant un orifice de dosage dans ladite chambre de dosage, un second canal assurant une communication entre le premier canal et la chambre de dosage, un pointeau de dosage présentant une partie de section droite variable, mobile dans ledit orifice de dosage, des moyens de support et de guidage de l'une des extrémités du pointeau de dosage, et des moyens solidarisant le pointeau de dosage du tiroir, pour assurer un déplacement du pointeau dans ledit orifice de dosage, en réponse à un déplacement du tiroir, de manière à faire varier la pression régnant à l'orifice de sortie. 2. Distributeur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support et de guidage de l'une des extrémités du pointeau de dosage comprennent un manchon de guidage présentant un alésage axial qui reçoit librement ladite extrémité du pointeau de dosage, et qui est adapté à ladite extrémité de maniére à établir un joint étanche aux fluides entre le pointeau et le manchon. 3. Distributeur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeau de dosage est cylindrique et en ce que la section droite variable dudit pointeau de dosage se présente sous la forme d'un méplat s'étendant obliquement par rapport à l'axe. 4. Distributeur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeau de dosage présente une partie tronconique entre deux parties cylindriques. 5. Distributeur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un piston libre, des moyens de support de ce piston libre dans l'enveloppe du distributeur permettant un déplacement axial dudit piston, celui-ci présentant une extrémité exposée dans le premier canal au voisinage immédiat de l'orifice de sortie, et une autre extrémité en contact avec le pointeau de dosage, de manière à transmettre une force antagoniste du piston libre au tiroir, dans un sens opposé à la force d'entrée exercée sur ce des 6.Distributeur hydraulique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de support du piston libre comprennent un manchon de guidage présentant un alésage axial, ledit piston coulissant librement dans ledit alésage, et étant ajusté dans celui-ci de manière à établir un joint étanche aux fluides, un élément d'es- pacement disposé dans l'enveloppe du tiroir et un ressort sollici- tant le manchon dans un sens tendant à le maintenir contre ledit élé ment d'esspacerent. 7. Diotributeur hydraulique suivant la revendication 6, carac$d- risé en ce que son enveloppe présente une chambre de sortie communi- quant avec le premier canal, un adaptateur vissé dans l'enveloppe et présentant un alésage qui norme la sertie du distributeur, sortie qui communique avec ladite chambre de sortie, un contre-alésage dans l'adaptateur, contre-alésage qui forme une butée pour le piston, et en ce que le ressort précité est disposé autour de la zone de dépla cément du piston, de façon que ce dernier puisse se déplacer à l'in- térieur dudit ressort. 8. Distributeur hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe présentant un alésage, une entrée et une sortie, un premier canal reliant entre elles ladite entrée et ladite sortie, un tiroir monté dans ledit alésage de manière à pouvoir coulisser dans un Sefla ou dans l'autre pour contrôler l'écoulement de fluide à travers le premier canal entre l'entrée et la sortie, une chambre de dosage, un second canal communiquant avec le premier et avec la cha- bre de dosage, une structure de soupape de dosage, comprenant des moyens formant un orifice de dosage et un pointeau de dosage aligné axialement avec le tiroir et mobile avec lui, ledit pointeau présentant une partie de section droite variable engagée dans ledit orifice de dosage, un canal de purge communiquant avec la chambre de dosage, un piston libre fonctionnellement associé au pointeau de dosage et dont l'une des extrémités est en contact avec celui-ci, tandis que son autre extrémité est exposée dans le premier canal en aval du setond, de façon que la pression de fluide agissant sur ladite extrémité exposée provoque l'application audit piston d'une force antagoniste qui est transmise au tiroir par le pointeau de dosage, et qui s'oppose k la force d'entrée exercée sur le tiroir. 9a Distributeur hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe présentant un alésage axial, un tiroir monté de manies à poavoir coulisser dans un sens ou dans l'autre dans ledit alésage, ladite enveloppe présentant un orifice entrée et un orifice de sor- tiers un premier canal reliant entre eux lesdits orifices, une chambre de dosage pratiquée dans l'enveloppe, un canal de purge communiquant avec la chambre de dosage et pouvant titre mis en communication avec un réservoir, un orifice de dosage permettant un écoulement de fluide dans la chambre de dosage, un second canal reliant le premier canal à la chambre de dosage, un élément de commande tel que pointeau, comportant une extrémité libre et une autre extrémité liée au tiroir, et qui peut coulisser dans ledit orifice de dosage pour contrôleur l'écoulement de fluide à travers celui-ci dans la chambre de dosage, un premier manchon de guidage dans l'enveloppe du distributeur pour supporter l'extrémité libre du pointeau et permettre un déplacement de ladite extrémité libre axialement par rapiat au manchon de guidage, une chambre de sortie dans ladite enveloppe en communication avec le premier canal, un second manchon de guidage, un élément d'espacement interposé entre les premier et second manchons de guidage et séparant ceux-ci l'un de l'autre, ledit élément d'espacement présentant une cavité qui reçoit l'extrémité libre du pointeau, un piston libre pouvant coulisser dans un sens ou dans l autre dans ledit second manchon de guidage, et dont l'une des ex- trémités est exposée dans la chambre de sortie tandis que son autre extrémité est en contact avec l'extrémité libre du pointeau.