Brevet FR2170864A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne les distributeurs électromagnétiques comportant essentiellement une chemise et un tiroir cylindrique, la chemise étant fixée au corps du distributeur et le tiroir, monté dans la chemise, étant déplacé par exemple par un electro-aimant pour connecter et déconnecter les cuvertures d'entrée et de sortie communiquant avec la chemise. Dans les distributeurs électromagnétiques à chemise et tiroir classiques, les lumières formées dans la chemise sont toutes circulaires et ont le même diamètre. La présente invention a pour objet un distributeur perfec tionné comportant une chemise avec des lumières de différentes dimensions et un tiroir commandé Far un électro-aimant. Conformément à l'invention, un distributeur comporte une chemise et un tiroir mobile l'un par rapport à l'autre et pouvant occuper sélectivement deux positions relatives, la chemise comportant une première et une seconde lumières espacées, la dimension de la première lumière dans la direction du mouvement relatif étant plus petite que la dimension correspondante de la seconde lumière et le distributeur étant agencé pour pouvoir être mis sélectivement à l'état d'ouverture ou à l'état de fermeture entre la première et la seconde lumières d'après celle des deux positions relatives qui est sélectionnée, l'amplitude minimale du mouvement relatif nécessaire pour le passage de l'état d'ouverture à l'état de fermeture dépendant de ladite dimension de la première lumière. Selon une caractéristique de l'invention, le distributeur comporte un tiroir monté pour coulisser dans une chemise et pouvant occuper sélectivement deux positions, la chemise comportant une première et une seconde lumières espacées longitudinalement, les deux lumières étant allongées dans la direction transversale à la direction du mouvement du tiroir, le distributeur étant agencé pour pouvoir être mis sélectivement dans un état d'ouverture ou un état de fermeture entre la première et la seconde lumières selon celle des deux positions ayant été sélectionnée, l'amplitude minimale du déplacement du tiroir nécessaire pour le passage de l'état d'ouverture à l'état de fermeture dépendant de la dimension de la première lumière. Selon une autre caractéristique de l'invention, le distributeur comporte un tiroir monté pour coulisser dans une chemise et pouvant occuper deux positions, la chemise comportant une première lumière et une seconde lumière espacées longitudinalement, la sec tion de la première étant inférieure à celle de la seconde et le distributeur étant agencé pour pouvoir être mis à ltetat d'ouver- ture ou à l'état de fermeture entre la première et la seconde lu trières selon celle des deux positions ayant été sélectionnée, 1' importance minimale du mouvement du tiroir nécessaire pour le passage de la position d'ouverture à la position -de fermeture dépendant de la dimension de la première lumière. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels Figure 1 est une coupe d'un distributeur électromagnétique à quatre voies d'un type antérieur Figure 2 est une vue en élévation de la chemise du distributeur de la figure 1 Figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 Figure 4 est une coupe montrant les parties essentielles d'un distributeur électromagnétique à quatre voies selon un mode de mise en oeuvre de l'invention ; Figure 5 est une vue en élévation de la chemise du distributeur de la figure 4 Figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5;; Figure 7 est un graphique caractéristique montrant la relation entre la course du tiroir et le courant dans l'enroulement, la consommation de courant, la vitesse de commutation et la consommation d'énergie de l'électro-aimant d'un distributeur électromagnétique à quatre voies ; Figure 8 est une coupe d'un distributeur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention ; Figure 9 est une vue en élévation latérale de la chemise du distributeur de la figure8 ; et Figures 10 et 11 sont des coupes de l'ensemble de la figure 9. Dans un distributeur électroagnétique classique, en considérant à titre d'exemple le distributeur électromagnétique à quatre voies représenté sur les figures 1 à 3, cinq gorges circulaires 2 sont formes à égale distance les unes des autres dans la partie centrale d'une chemise cylindrique 1, des trous circulaires 3 tous identiques étant formés au fond de chaque gorge 2. La chemise 1 est située dans le corps de distributeur 4 coaxialement à un électro-aimant 5 et à une distance convenable de celui-ci. Un tiroir 8 est monté pour coulisser dans la chemise 1 et un ressort 6, à une extrémité de l'alésage, repousse le tiroir, une armature mobile en fer 7 étant fixée à l'autre extrémité du tiroir et audelà de l'électro-aimant 5.Les séries de trous circulaires 3 et de gorges annulaires 2 de la chemise 1 communiquent respectivement avec un orifice d'alimentation 9, des orifices 10 et 11 et les orifices d'échappement 12 et 13. Quand l'électro-aimant 5 n'est pas alimenté, le tiroir 8 reste dans la position de droite sous l'action du ressort 6 pour faire communiquer orifice 9 avec 1' orifice 10 et l'orifice Il avec 11 orifice 13 tandis que, quand un courant traverse l'électro-aimant 5, celui-ci attire l'armature mobile 7 pour déplacer le tiroir 8 vers la position à gauche en opposition à l'action du ressort 6 et faire communiquer l'orifice 9 avec l'orifice 11 au lieu de l'orifice 10 et l'orifice 10 avec l'orifice 12 au lieu de l'orifice 9. Il est nécessaire que les trous 3 de la chemise soient situés aux jonctions des orifices correspondants 9 à 13 pour assurer un passage régulier du fluide, mais avec cette disposition suivant laquelle les trous circulaires 3 sont disposés en une rangée dans chaque gorge annulaire 2 pour obtenir une section de passage suffisante pour satisfaire aux conditions indiquées ci-dessus, de nombreux espaces vides subsistent dans chacune des gorges circulaires 2 de sorte que la superficie périphérique totale de chaque gorge 2 ne peut pas etre entièrement utilisée, ce qui naturellement nécessite une augmentation de la section transversale efficace de la chemise 1 et de la largeur de chaque gorge annulaire 2. Pour supprimer cet inconvénient et d'autres, la présente invention vise à perfectionner la configuration et l'arrangement des trous de la chemise pour l'utilisation maximale de la zone périphérique totale de chaque gorge annulaire de la chemise pour permettre une diminution de la largeur de chaque gorge annulaire et de la section transversale efficace de la chemise et permettre ainsi une réduction des dimensions ou une miniaturisation de la structure du distributeur à tiroir. Cela permet aussi de réduire la course du tiroir pour une réduction de la consommation de courant de l'électro-aimant et une réduction de temps nécessaire pour le changement de position ainsi que pour réduire au minimum les chocs et l'augmentation de la température et permettre, par suite, une augmentation de la durée de vie et une amélioration des contditions de fonctionnement de distributeur. Selon une caractéris tique de la présente invention, chaque trou de la chemise a une forme oblongue, de préférence ovale, pour réduire les espaces de vide dans chaque gorge annulaire en permettant une réduction de la largeur de chaque gorge annulaire tout en maintenant la meme sec- tlon de passage. L'invention est décrite ci-après plus en détail en considérant, à titre d'exemple, le cas d'un distributeur électromagnéticue à quatre voies du type considéré ci-dessus. Les figures 4 à 6 représentent une chemise 1' de forme générale cylindrique et d'une longueur plus faible que la chemise 1 et comportant plusieurs gorges annulaires 2' de largeur réduite. Dans chaque gorge 2' des trous ou lumières 3' oblongues, de forme rectangulaire ou ovale, ont la même section de passage. Cette chemise 1' est montée dans un corps de distributeur 4' de dimensions réduites de façon correspondante ; un tiroir 8' de dimensions réduites de façon correspondante est monté à l'intérieur de la chemise 1'. La figure 7 représente la relation entre la course du tiroir 8' (en abscisses et exprimée en mm) et le courant a dans l'enrou- lement de l'électro-aimant, la consommation d'énergie électrique b, la durée du changement de position c et la consommation d'énergie d de l'électro-aimant 5. Il sera noté que le courant 2 dans l'enroulement augmente de manière parabolique et que la consommation d'énergie électriqueb et le temps de changement de position c augmentent linéairement, tandis que la consommation d'énergie b augmente en suivant une courbe du second degré.Une diminution de 1 mm de la course au voisinage du point à 12 mm se traduit par une réduction d'environ 10% de la consommation de courant électrique b, une diminution d'environ 7% du temps de changement de position c et une réduction d'environ 10% de la consommation d' énergie d, et provoque aussi une diminution de l'augmentation de la température de l'électro-aimant 5 se traduisant par une augmentation appréciable de la durée de vie du distributeur et une augmentation de la durabilité pour des conditions de travail sévères et l'utilisation fréquente. De plus, la diminution de la course permet de réduire les chocs, et une augmentation supplémentaire de la durée de service. La chemise 1', selon la présente invention, peut aussi être utilisée pour des distributeurs d'autres types ou des distributeurs pilotes électromagnétiques à chemise et tiroir ou des val ves en présentant les mêmes avantages que ceux décrits ci-dessus. La figure 8 est une coupe d'un distributeur électromagnétique selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. Le fluide arrive par un orifice d'alimentation 21 formé dans une plaque inférieure 37 et traverse ensuite des lumières circulaires 26 et 27 de la chemise 35 montée dans le corps de distributeur 36 pour sortir par un orifice 23 formé dans une autre plaque 38. En raison de la pression du fluide, le fluide dans l'orifice 22 de la plaque 38 traverse les lumières circulaires 28 et 29 de la chemise 35 et sort par un orifice 24 de la plaque 37. Le changement de sens de circulation du fluide est provoqué par l'envoi de courant électrique dans l'enroulement 31 pour l'attraction de l'armature 32 afin que le tiroir 33 soit entraîné jusqu'à la seconde position-en opposition à l'action du ressort 34.Pour cette position, le fluide arrivant par l'orifice 21 traverse les lumières circulaires 26 et 28 de la chemise 35 vers l'orifice 22 tandis que le fluide présent dans l'orifice 23 passe dans les lumières circulaires 27 et 30 de la chemise vers l'orifice 25. Quand l'alimen- tation en courant de l'enroulement 31 est interrompue, l'armature 32 et le tiroir 33 sont repoussés jusqu'à la position initiale par le ressort 34. D'une façon générale, la durée de vie d'un distributeur électromagnétique du type considéré ci-dessus dépend dans une grande mesure de la qualité des différents organes et de la course de la partie mobile. Par suite, si la course peut être réduite, 1' usure électrique et mécanique de l'électro-aimant sera réduite pour augmenter la durée de vie et aussi pour améliorer sa durabilité en cas d'utilisation frequente, et de même la rupture par fatigue du ressort sera réduite en permettant ainsi une augmentation de la durée de vie du distributeur. Dans ce but, selon ce mode de mise en oeuvre, l'invention concerne une structure perfectionnée, suivant laquelle, ainsi qu'il apparaît sur les figures 9 et 11, la dimension des lumières circulaires d'alimentation 26 et des lumières d'échappement 29 et 30 de la chemise 35 est choisie aussi petite que possible, dans les limites admissibles des sections efficaces de passage, tandis que la dimension des lumières circulaires 27 et 28 servant comme lumières de sortie est choisie aussi grande que possible pour obtenir la section efficace de passage la plus grande possible. Alors que la dimension des lumières circulaires 26, 29 et 30 est en relation directe avec la course du tiroir 33, les lumières cir culaires 28 et 27 n'ont aucune relation directe avec cette course, de sorte qu'il est possible d'augmenter leur dimension à une valeur maximale. Ainsi, contrairement au cas des distributeurs classiques de ce type dans lesauels les lumières de la chemise ont toutes le meme diamètre, quelles que soient leurs positions, et la dimension minimale possible pour ce diamètre est limitée par la section efficace de passage nécessaire, la présente invention est carac térisée par le fait que la dimension des lumières déterminant la course est choisie aussi faible que possible, tandis que la dimension des lumières n'ayant pas de relatif directe avec cette course est choisie aussi grande que possible, ce qui permet d' obtenir dans l'ensemble la section efficace de passage nécessaire. Cette caractéristique peut etre utilisée aussi dans le cas de lumières oblongues. De plus, la disposition selon l'invention peut être adaptée non seulement pour un distributeur électromagnétique du type à chemise et tiroir à action directe, mais aussi pour un distributeur à électro-aimant du type pilote ou un distributeur d'air ou de gaz, de façon analogue. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDIGATTONS 1.- Distributeur caractérisé par une chemise et un tiroir mobiles l'un par rapport à l'autre et pouvant occuper sélectivement l'une de deux positions relatives, la chemise comportant au moins une première lumière et une seconde lumière, la dimension de la première lumière dans la direction du mouvement relatif étant inférieure à la dimension correspondante de la seconde lumière et le distributeur étant agencé pour pouvoir être mis sélectivement à l'état d'ouverture ou à l'état de fermeture entre la première lumière et la seconde lumière selon celle des deux positions relatives sélectionnées, la valeur minimale du mouvement relatif pour passer de l'état d'ouverture à l'état de fermeture dépendant de la dimension de la première lumière. 2.- Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la superficie d'un cercle ayant la dimension de la première lumière est inférieure à la superficie d'un cercle ayant la dimension de la seconde lumière. 3.- Distributeur comportant un tiroir monté pour coulisser dans une chemise et pouvant être placé sélectivement dans l'une ou l'autre de deux positions, caractérisé en ce que la chemise comporte une première lumière et une seconde lumière espacées dans le sens longitudinal, les deux lumières étant allongées dans une di- rection transversale à la direction des mouvements du tiroir et le distributeur étant agencé pour pouvoir être mis sélectivement à l'état d'ouverture ou à l'état de fermeture entre la première lumière et la seconde lumière selon celle des deux positions sélectionnées, la valeur minimale du déplacement du tiroir nécessaire pour le passage de l'état d'ouverture à l'état de fermeture dépendant de la dimension de la première lumière. 4.- Distributeur comportant un tiroir monté pour coulisser dans une chemise et pouvant être placé sélectivement dans l'une ou l'autre de deux positions, caractérisé en ce que la chemise comporte une première lumière et une seconde lumière espacées longitudinalement, la section de passage de la première lumière étant inférieure à celle de la seconde lumière et le distributeur étant agencé pour pouvoir etre placé sélectivement dans un état d'ouverture ou de fermeture entre la première lumière et la seconde lumière selon celle des deux positions sélectionnées, la valeur minimale du déplacement du tiroir nécessaire pour le passage de l'état d'ouverture à l'état de fermeture dépendant de la dimension de la première lumière. 5.- Distributeur selon ltune des revendications 1 à 4,caractérisé par plusieurs premières et/ou secondes lumières disposées dans un plan sensiblement normal à la direction de déplacement du tiroir. 6.- Distributeur selon l'une des revendications 7 à 5,carac- térisé en ce que chaque première ou seconde lumière débouche dans une gorge annulaire formée sur la chemise. 7.- Distributeur selon l'une des revendications 1 à 6,caractérisé en ce que le tiroir comporte une partie en contact glissait étanche au fluide contre la surface intérieure de la chemise, le tiroir pouvant entre placé sélectivement soit sur un caté de la première lumière et de la seconde lumière, soit entre la première lumière et la seconde lumière selon la sélection de la condition d'ouverture ou de la condition de fermeture. 8.- Distributeur selon l'une des revendications 1 à 7,ca- ractérisé par un dispositif de commande par un électro-aimant, actionné pour établit sélectivement chacune des deux conditions. 9.- Distributeur selon la revendication I et l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les lumières sont circulaires. 10.- Distributeur selon la revendication 1 et l'une des revendications 3 à 8,caractérisé en ce que les lumières sont oblongues.