Brevet FR2236101A1 — publié le 19750131

L'invention est relative aux dispositifs distributeurs de fluide, notamment pour télécommande hydraulique, du genre de ceux qui comprennent au moins un réducteur de pression monté sur un socle, et un organe de commande, tel qu'un levier, monté de préférence sur ce socle, et propre à modifier le tarage du réducteur de pression, lequel comporte un plongeur propre à se déplacer dans un alésage du socle, ce plongeur étant soumis à l'action d'au moins un ressort de rappel en butée, à son extrémité éloignée du plongeur, contre un poussoir propre à étre déplacé par le susdit organe de commande, le tarage du ressort, et donc celui du réducteur, dépendant de la position du poussoir, le susdit plongeur étant propre à créer une perte de charge dépendant du tarage du susdit ressort, le dispositif distributeur comportant un orifice d'admission destiné à être branché sur une source de fluide sous pression, un orifice de retour à la bâche destiné à être branché sur un échappement et un orifice de sortie associé au réducteur de pression, ou à chaque réducteur, pour alimenter en fluide, à pression modulée par le réducteur, un ou plusieurs éléments récepteurs, lten- semble étant agencé de telle sorte que la commande soit sensitive, c'est-à-dire .qu'un opérateur ressente, pour la manoeuvre de 1' organe de commande, une résistance dépendant de la pression modulée du fluide à l'orifice de sortie. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c1 est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intéret, mais none2clusivement, parmi ces dispositifs distributeurs ceux destinés aux engins de travaux publics. L'invention a pour but, surtout, de rendre les dispositifs distributeurs du genre défini précédemment tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et notamment tels que la sensitivité de la commande ne soit pas liée à la section transversale du plongeur, et cela sans qu'il en résulte une complication dans la construction du dispositif ou une sévérité accrue pour les tolérances d'usinage des pièces constitutives de ce dispositif. Selon l'invention, un dispositif distributeur de fluide, notamment pour télécommande hydraulique, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que, d'une part, il est agencé de manière que les forces dues à la pression de fluide, qui s'exercent sur le plongeur, soient équilibrées-suivant la direction de déplacement dudit plongeur et que, d'autre part, un piston auxiliaire, de section appropriée indépendante de celle dudit plongueur, est prévu pour exercer sur ce plongeur un effort suivant la direction de déplacement- proportionnel à la pression de fluide modulée, ce piston auxiliaire crénant ainsi la sensitivité de la commande, indépendamment de la section transversale du plongeur. Le plongeur est généralement propre à coulisser suivant la direction de son axe longitudinal ; deux chambres sont alors avantageusement prévues dans le socle, une chambre étant associée respectivement à chacune des deux extrémités longitudinales du plongeur, ces chambres étant reliées par un trou longitudinal traversant le plongeur pour assurer l'équilibrage de ce dernier, une des chambres d'extrémité étant reliée à l'orifice de retour à la bache, et un trou transversal étant prévu dans le plongeur pour déboucher dans le trou longitudinal et mettre en communication permanente ce trou longitudinal avec la susdite chambre d'extrémitéreliée à la bâche, l'autre chambre d'extrémité pouvant être soit reliée à la fois à l'orifice de retour à la bâche et à l'orifice de sortie, pour la position neutre du plongeur, soit reliée uniquement à l'orifice de retour à la bâche pour les diverses positions de distribution. De préférence, le plongeur comporte à sa périphérie une gorge circulaire extérieure, séparée de l'extrémité du plongeur éloignée de la chambre reliée en permanence à l'orifice de retour à la bache par un épaulement propre à coopérer avec un conduit transversal prévu dans le socle du dispositif dis trou buteur, ce conduit transversal étant lui-même relié, par un canal prévu dans le socle, à l'-orifice de sortie du dispositif distributeur, la hauteur dudit épaulement étant au moins égale au diamètre de ce conduit transversal de manière que ledit conduit puisse être obturé par ledit épaulement pour une position déterminée du plongeur. Le piston auxiliaire est avantageusement prévu à l'extrémité longitudinale du plongeur éloignée de la chambre d'extrémité constamment reliée à 1'orifice de retour à la bâche ; ce piston auxiliaire comporte un'e te te',- propre à venir en appui contre l'extrémité du plongeur, munie d'une fente diamétrale propre à mettrè en communication le canal longitudinal du plongeur avec la chambre d'extrémité dans laquelle se trouve la susdite tete, ce piston auxiliaire traversant de manière étanche un bouchon disposé dans un canal communiquant avec 1 orifice de sortie. L'invention est également relative à un réducteur de pression, notamment pour dispositif distributeur de fluide, monté sur un socle et comportant un plongeur propre à se déplacer dans un alésage du socle, ce plongeur étant soumis à l'action d'au moins un ressort de rappel en butée, à son extrémité éloignée du plongeur, contre-un poussoir dont la position détermine le tarage du ressort et donc celui du réducteur, le susdit plongeur étant propre à créer une perte de charge dépendant du tarage du susdit ressort, caractérisé par le fait que, d'une part, il est agencé de manière que les forces dues à la pression de fluide qui s' exercent sur le plongeur sont équilibrées suivant la direction de déplacement dudit plongeur et que, d'autre part, un piston auxiliaire, de section appropriée indépendante de celle dudit plongeur, est prévu pour exercer sur ce plongeur un effort, suivant la direction de déplacement, proportionnel à la pression modulée du fluide délivré par le réducteur de pression. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après, à propos d'un mode de réali salon préféré qui va Btre décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. la figure unique de ce dessin montre, en coupe axiale, un dispositif distributeur de fluide conforme à l'invention. En se reportant au dessin, on peut voir un dispositif 1 dis tributeur de fluide pour télécommande hydraulique. Des distributeurs de fluide d'un genre semblable ont déjà été décrits dans le brevet français n 1 589 217 dépose le 4 octobre 1968 et dans la demande de brevet français n 73 15 744 déposée le 2 mai 1973, au nom de la demanderesse. La description générale du dispositif distributeur ne sera reprise que succin- tentent puisqu9, pour plus amples renseignements, il suffit de se reporter aux deux cfs 'cites précédemment. Le dispositif 1 comprend au moins un réducteur de pression 2a monté dans un socle 3 et un organe de commande tel qu'un levier 4 monté sur ce socle 3. Généralement le distributeur de fluide comporte plusieurs réducteurs de pression disposes Slof ment en couronne autour de l' axe du socle 3 ; dans 1 exem ple représenté sur le dessin, le distributeur comporte un deuxième réducteur de pression 2D identique au réducteur 2a et diamétralement opposé à celui-ci. Le levier 4 est articulé sur une rotule sphérique 5 logée dans un support 6 fixé, à la partie supérieure du socle ou bâti 3, par vissage dans l'extrémité filetée d'un canal longitudinal central 7 prévu dans le bâti 3. une came 4a, ayant sensiblement la forme d'une soucoupe renversée, comme visible sur le dessin, et solidaire du levier 4, est prévue pour agir sur le tarage des réducteurs de pression 2a, 2b. Ces réducteurs de pression 2al 2b étant identiques, il suf fira de décrire l'un d'eux ; les éléments de l'autre réducteur jouant un rôle semblable seront désignés soit par les memes références, soit par les mêmes chiffres suivis de la lettre b au lieu de la lettre a. Le réducteur 2a comporte un plongeur 8a propre à coulisser dans un alésage 9a du socle 3. Ce plongeur Ba est soumis à 11 action d'un ressort de tarage en hélice 10a prenant appui, à une extrémité, contre un épaulement lia de ce plongeur. Le ressort une prend c appui, à son autre extrémité, contre une coupelle 12 a en butée, par l'intermédiaire d'une rondelle fendue 13a, contre une extrémité d'un poussoir 14a. la came 4a est propre à déplacer ce poussoir 14a pour une inclinaison convenable du levier 4. Un ressort de rappel 15a coaxial au ressort lOas mais entourant ce dernier,est disposé entre la coupelle 12a et un épaulement du socle 3. On sait que l'action du poussoir 14a,lorsqu'il est enfoncé par la came 4a, consiste à comprimer le ressort de rappel 15a et, par ltlntermédiaire du ressort de tarage 10a, à repousser le plongeur 8a vers le bas. Le plongeur 8a est propre a créer une perte de charge entre un orifice d'admission 16 destiné à être branché sur une source de fluide sous pression et un orifice de sortie 17a, associé au réducteur de pression 2a, pour alimenter en fluide à pression modulée un ouplusieurs éléments récepteurs non représentes. Uh orifice 18 de retour à la bâche, c' est-à-dire constituant un échappement qui se trouve généralement à pression relative nulle, est prévu dans le socle 3. L'ensemble est. agencé de telle sorte que la commande du levier 4 soit sensitive, c' est-à-dire qu'un opérateur ressent, pour la manoeuvre de ce levier 4, une résistance dépendant de la pression modulée du fluide à l'orifice de sortie 17a ou 17b. Selon l'invention, d'une part, le dispositif distributeur et plus particulièrement le réducteur de pression est agencé de manière que les forces, dues à la pression de fluide, qui s'exercent sur le plongeur 8a, ou Sb, soient équilibrées suivant la direction de déplacement dudit plongeur, ctest-à-dire suivant la direction D et que, d'autrepart, un piston auxiliaire 19a ou l9b, de section appropriée indépendante de celle dudit plongeur Sa ou 8b est prévu pour exercer sur ce plongeur un effort, proportionnel à la pression modulée du fluide, suivant la direction D. Pour l'équilibrage du plongeur, deux chambres 20a, 21a sont prévues dans le socle 3, une chambre étant associée,respecti vement, à chaque extrémité longitudinale du plongeur Sa. Ces chambres 20a, 21a sont reliées par un trou longitudinal 22a prévu dans le plongeur 8a ; ce trou 22a débouche sur la face extrême inférieure du plongeur 8a, laquelle face limite la chambre 21a de volume variable. Un trou transversal diamétral 23a, débouchant dans le trou longitudinal 22a, est prévu dans le plongeur 8a pour mettre en communication le trou 22a avec la chambre 20a. Cette chambre 20a est reliée à la chambre 20b associée à l'autre réducteur de pression par une gorge annulaire 24 prévue dans le socle, cette gorge étant elle-même reliée par une canalisation t à l'orifice 18 de retour à la bâche. Les chambres 20a et 20b sont donc reliées en permanence à la bâche. La chambre 21a (ou2lb) peut être soit reliée à la fois à l'orifice de retour à la boche 18 et à l'orifice de sortie 17a, soit reliée uniquement à l'orifice de retour 18 pour les diver ses-positions de distribution. Pour cela, le plongeur 8a comporte une gorge annulaire extérieure 25a séparée de 1 'extrémité inférieure du plongeur limitant la chambre 21a par un épaulement 26a propre à coopérer avec un conduit transversal 27a prévu dans le socle 3. Ce conduit transversal 27a coupe perpendiculairement 11 alésage 9a. La gorge -25a est séparée de l'extrémité supérieure du plongeur par un épaulement e. Une chambre annulaire 28, reliée à l'orifice d'admission 16, est prévue dans le socle 3 entre les chambres 20a et 21a ; la chambre 28 est traversée par l'alésage 9a. La gorge 25a du plongeur a une longueur axiale suffisante pour rester en communication avec cette chambre 28 au cours des déplacements dudit plongeur. La longueur axiale h de l'épaulement 26a est au moins égale et de préférence légèrement supérieure au diamètre du conduit transversal 27a de manière que ce conduit puisse être obturé pour une position déterminée du plongeur Sa. Ce conduit transversal 27a est relié par une canalisation 29a, inclinée sur l'axe de l'alésage 9a, à l'orifice de sortie 17a associé au réducteur 2a. Cet orifice 17a est d'ailleurs coaxial à l'alésage 9a et en constitue un prolongement. Toutefois, un bouchon ou rondelle 30a est prévu pour séparer de manière étanche la chambre-21a, qui prolonge aussi coaxialement l'alésage 9a, de l'orifice de sortie 17a. Ce bouchon 30a peut être vissé dans un filetage prévu dans l'orifice de sortie, I'étanchéité étant assurée par un produit approprié. Selon variante, la séparation peut être constituée par une toile venant de fonderie avec le socle 3 et remplaçant le bouchon 30a. Naturellement, le conduit incliné 29a débouche, au moins partiellement, en aval de ce bouchon 30a dans l'orifice 17a. Ce bouchon 30a comprend un aIésage~dans lequel coulisse de manière étanche le piston 19a qui fait saillie, par sa partie inférieure, dans l'orifice de sortie 17a. Ce piston 19a comporte une tête 31a cylindrique de plus fort diamètre que la tige coulissant dans le bouchon 30a et d'un diamètre supérieur à celui'du canal longitudinal 22a. Cette tête 31a est en appui contre la face du plongeur 8a limitant la chambre 21a. Une fente transversale 32a est prévue dans cette tête 31a pour permettre de relier en permanence la chambre 21a de volume variable à la chambre 20a, par-l'intermédiaire du canal longitudinal 22a. Le plongeur est agencé de manière que lorsqu'il se trouve en position neutre, ce qui est le cas du plongeur 8b sur le dessin, le conduit transversal tel que 27 est isolé de la chambre 28 par l'épaulement tel que 26b et la chambre 21b communique à la fois avec l'orifice de retour à la bâche 18 et l'orifice de sor tie- 17b. Lorsque le plongeur du réducteur est enfoncé, comme c'est le cas pour le plongeur Sa sur le dessin, l'épaulement 26a isole la chambre 21a du conduit transversal 27a, lequel conduit est mis en communication par ia gorge 25a avec la chambre d'admission de fluide sous pression 28.Dans tous les cas, la chambre telle que 20a est isolée de la chambre 28 par l'épaulement e du réducteur 8a situé au-delà de la gorge 25a par rapport à l'épaulement 26a, cet épaulement e ayant même diamètre que ledit épaulement 26a et que l'alésage 9a. Il faut noter que le diamètre d du piston 19a ou 19b est totalement indépendant du diamètre maxiium du plongeur 8a ; ce diamètre d est généralement inférieur à celui du plongeur 8a de telle sorte que la réaction de la pression sur ce piston 19a ou lgb, proportionnelle à la pression de fluide à la sortie 17a, soit relativement faible ; on notera également que la tête 31a est simplement en appui contre l'extrémité inférieure du plongeur 8a, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire d'imposer des tosérances sévères pour la concentricité de l'alésage 9a et de lta alésage dans lequel se déplace le piston 19a. Un défaut de concentricité est tout à fait acceptable avec la solution de 1 'inven- tion. Ceci étant, le fonctionnement de ce dispositif distributeur est le suivant. En position neutre ou de repos du plongeur, comme expliqué précédemment pour le réducteur 2b, l'orifice de sortie 17b est relié par le canal 29b, le conduit 27b, la fente 32b, le canal longitudinal 22b, le trou transversal 23b, à la chambre 20D elle-même reliée à l'orifice 18 de retour à la bâche. Le fluide, notamment l'huile sous pression, contenu dans la chambre d'arrivée 28, est enfermé, aux faites près, dans ladite chambre par les épaulements 26b et e. Lorsqu'on incline le levier de commande 4, un poussoir, le poussoir 14a dans le cas du dessin, comprime le ressort de rappel lfa associé et pousse le plongeur 8a vers le bas par l'intermé- diaire du ressort de tarage 10a jusqu'à ce que l'huile sous pression contenue dans la chambre 28 pénètre, grace à la gorge 25a, dans le conduit 27a et, de là, par l'intermédiaire du canal incliné 29a, dans l'orifice de sortie 17a. L'épaulement 26a du plongeur 8a isole alors la chambre 21a de l'orifice de sortie 17a, cette chambre 21a restant reliée à la chambre 20a et à l'orifice de retour à la bâche 18 par l'in termediaire de la fente transversale 32a du canal 22a et du trou transversal 23a. Les chambres 21a et 20a étant à la même pression, les efforts engendrés par le fluide sur le plongeur Sa sont donc équilibrés suivant la direction D de coulissement de ce plongeur. La pression modulée, déterminée par le réducteur de pression 2a d'une manière connue, à son orifice de sortie 17a s'exerce sur lwextremité inférieure du piston l9a tandis que l'extrémite supérieure de ce piston 19a, munie de la tête 31a se trouve dans la chambre 21a reliée à orifice de retour à la bâche. Un effort axial proportionnel à la pression du fluide à l'orifice de sortie 17a s'exerce donc sur le piston 19a, de bats en haut sui vante dessin, à l'encontre de l'effort exercé par le ressort lova. Un opérateur agissant sur le levier 4 et souhaitant obtenir à la sortie 17a une pression déterminée, devra exercer, par l'intermédiaire de ce levier, une force sur-le poussoir 14a suffisante pour équilibrer la réaction du ressort de rappel 15a et, surtout, la réaction du ressort 10a qui. est égale an produit de la pression modulée souhaitée du fluide à 1'orifice de sortie 17a par la section transversale du piston 19a. La commande sera donc sensitive puisque l'opérateur rencontrera une résistance à la commande dépendant de la valeur de la pression de sortie, mais cette sensitivîté est indépendante de la section transversale du plongeur Sa. Seul le diamètre d du piston auxiliaire I9a intervient et ce diamètre d est choisi de manière que les efforts exigés de la part de l'opérateur ne soient pas trop importants. Si, en fin de course; le poussoir 14a vient directement au contact de l'extrémité supérieure du plongeur 8a, l'effet du ressort de tarage lOa est annulé, d'une manière connue, et la pression maintenue dans la chambre d'admission 28 s'établit dans le conduittransversal 27a et dans l'orifice de sortie 17a. On obtient bien, conformément à l'invention , indépendamment de la section. du plongeur Sa et quelle que soit la pression délivrée, un- dispositif nécessitant un effort de commande qui est uniquement fonction de la section du piston 19a (ou 19b), de ladite pression délivrée et de l'effort de rappel du ressort 15a ou 15b Dans le dispositif conforme à l'invention, il n'est pas nécessaire d'assurer avec précision la concentricité de l'alésage 9a du plongeur et de l'alésage du piston I9a. La section du plongeur 8a, 8b peut être dimensionnée en vue d'assurer le minimum de perte de charge en fonctionnement sans que soit modifié pour autant l'effort sensitif antagoniste qui reste lié uniquement à la section du piston auxiliaire 19a, l9b. En conséquence, il en résulteune simplification de la construction et de l'usinage et une réduction de 1' encombrement par rapport aux dispositifs connus. L'invention peut, naturellement, être utilisée en combinaison avec d'autres caractéristiques, notamment celles décrites et revendiquées dans la demande de brevet français n" 73 15 744 déposée le 2 mai 1973 par la demanderesse. REVENDICATIONS 1. Dispositif distributeur de fluide, notamment pour télécommande hydraulique comprenant au moins un réducteur de pression monté sur un socle et un organe de commande, tel qu'un levier, monté de préférence sur ce socle, et propre à modifier le tarage du réducteur de pression, lequel comporte un plongeur propre à se déplacer dans un alésage du socle, ce plongeur étant soumis à l'action d'au moins un ressort de rappel en butée, à son extrémité éloignée du plongeur, contre un poussoir propre à etre déplacé par le susdit organe de commande, le tarage du ressort, et donc celui du réducteur, dépendant de la position du poussoir, le susdit plongeur étant propre à créer une perte de charge dépendant du tarage du susdit ressort, le dispositif distributeur comportant un orifice d'admission destiné à être branché sur une source de fluide sous pression, un orifice de retour à la bâche destiné à être branché sur un échappement et un orifice de sortie associé au réducteur de pression, ou à chaque réducteur, pour alimenter en fluide, à pression modulée par le réducteur, un ou plusieurs éléments récepteurs, l'ensemble étant agencé de telle sorte que la commande soit sensitive, c'est-à-dire qu'un opérateur ressente, pour la manoeuvre de l'organe de commande, une résistance dépendant de la pression modulée du fluide à l'orifice de sortie, caractérisé par le fait que, d'une part, il est agencé de manière que les forces dues à la pression de fluide, qui s'exer- cent sur le plongeur, soient équilibrées suivant la direction de déplacement dudit plongeur et que, d'autre part, un piston auxiliaire, de section appropriée indépendante de celle dudit plongeur, est prévu pour exercer sur ce plongeur un effort suivant la direction de déplacement proportionnel à la pression de fluide modulée, ce piston auxiliaire créant ainsi la sensitivité de la commande, indépendamment de la section transversale du plongeur. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le plongeur est propre à coulisser suivant la direction de son axe longitudinal, caractérisé par le fait que deux chambres sont prévues dans le socle, une chambre étant associée respectivement à chacune des deux extrémités longitudinales du plongeur, ces chambres étant reliées par un trou longitudinal traversant le plongeur pour assurer l'équilibrage de ce. dernier, une des chambres d'extrémité étant reliée à l'orifice de retour à la bâche, et un trou transversal étant prévu dans le plongeur pour déboucher dans le trou longitudinal et mettre en communication permanente ce trou longitudinal avec la susdite chambre d'extrémité reliée à la bâche, l'autre chambre d'extrémité pouvant être soit reliée à la fois à l'orifice de retour à la bâche et à Itorifice de sortie, pour la position neutre du plongeur, soit reliée uniquement à I 'orifice de retour à la bâche pour les diverses positions de distribution. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le plongeur comporte à sa périphérie une gorge circulaire extérieure, séparée de I 'extrémi- té du plongeur éloignée de la chambre reliée en permanence à l'orifice de retour à la bâche par un épaulement propre à coopérer avec un conduit transversal prévu dans le socle-du dispositif distributeur, ce conduit transversal étant lui-mee relié, par un canal prévu dans le socle, à l'orifice de sortie du dispositif distributeur, la hauteur dudit épaulement étant au moins égale au diamètre de ce conduit transversal de manière que ledit conduit puisse être obturé par ledit épaulement pour une position déterminée du plongeur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le piston auxiliaire est prévu à l'extrémité longitudinale du plongeur éloignée de la chambre d'extrémité constaiment reliée à l'orifice de retour à la bâche et comporte une tête wu- nie d'une fente diamétrale propre à mettre en cossunication le canal longitudinal du plongeur avec la chambre d'extrémité dans laquelle se trouve la susdite tete, ce piston auxiliaire traversant de manière étanche un bouchon disposé dans un canal communiquant avec l'orifice de sortie. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tête du piston auxiliaire est propre à venir en appui contre l'extrémité du plongeur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précémentes, caractérisé par le fait que le diamètre du piston auxiliaire est inférieur au diamètre maximal du plongeur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, comprenant au moins deux réducteurs de pression, carac tersé par le fait que les chambres d'extrémité reliées à la bâche, associées aux réducteurs de pression, sont reliées entre elles par une gorge annulaire prévue dans le socle. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré édentes, caractérisé par le fait qu'une chambre annulaire d'ar rivée de fluide sous pression est prévue dans le socle et située entre les deux chambres d'extrémité associées à un réducteur de pression. 9. Réducteur de pression comportant un plongeur propre à se déplacer dans un alésage prévu dans un socle, ce plongeur étant soumis à l'action d'au moins un ressort de rappel en butée, à son extrémité éloignée du plongeur, contre un poussoir propre à être déplacé par un organe de commande, le tarage du ressort, et donc celui du réducteur, dépendant de la position du poussoir, le susdit plongeur étant propre à créer une perte de charge dépendant du tarage du susdit ressort, notamment destiné à un dispositif distributeur conforme à une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il -est agencé de manière que les forces dues à la pression de fluide, qui s' exercent sur le plongeur, soient équilibrées suivant la direction de déplacement dudit plongeur et que, d'autre part, un piston auxiliaire, de section appropriée indépendante de celle dudit plongeur, est prévu pour exercer sur ce plongeur un effort suivant la direction -de déplacement proportionnel à 1a pression de fluide modulée.