Brevet FR2228971A1 — publié le 19741206

La présente invention est relative à un dispositif d'actionnement commandé par une pression de fluide. L'on connaît des dispositifs d'actionnement commandés par une pression de fluide, constitués par un carter dont l'intérieur est divisé en deux chambres par un organe de division mobile tel qu un diaphragme ou un piston, ces chambres étant reliées à une source de fluide sous une pression différente lorsque le dispos il tif est au repos, tandis que le déplacement de l'organe de division mobile est provoqué soit manuellement, soit par l'admission dans la chambre d'un fluide sous pression, par l'intermédiaire d'une soupape portée par ledit organe mobile et se déplaçant avec ce dernier. De tels dispositifs sont essentiellement, mais non limitativement, destinés à fournir une puissance de servo-commande dans un système dans lequel circule un fluide sous pression, comme c'est le cas, par exemple, des circuits de freinage pneumatiques des véhicules. L'on connatt également des dispositifs d'actionnement commandés par une pression de fluide du type ci-dessus, dans lesquels la soupape portée par l'organe de division mobile tel que diaphragme ou piston, comporte une chambre fermée à l'une de ses extrémités par une paroi mobile dans laquelle est ménagé au moins un orifice qui communique avec la source de fluide sous pression élevée, des canaux débouchant dans la chambre de la soupape pour relier celle-ci respectivement à chacune des deux chambres du carter, tandis que des éléments obturateurs tels que joints, autorisent, ou non, l'admission du fluide sous pression dans l'une des chambres du carter afin de déplacer l'organe de division mobile et provoquer ainsi la commande du dispositif. Toutefois, les dispositifs connus dans l'Art antérieur présentent l'inconvénient de requérir des pièces usinées avec précision, de nécessiter un temps de réponse avant l'entrée en fonctionnement, de comporter des pièces dont certaines seulement se déplacent tandis que les autres ne se déplacent pas en même temps, de créer une déperdition d'énergie dans la position intermédiaire de la soupape, en raison de l'intercommunication qui se produit, dans tette position, entre l'alimentation en fluide sous pression et l'échappement. La présente invention a en conséquence pour but de pourvoir à un dispositif d'actionnement commandé par une pression de fluide,qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les dispositifs visant aux mêmes buts, antérieurement connus, notamment en ce qu'il fonctionne sans aléas, en ce qu'il peut être réalisé sans requérir une grande précision des pièces qui le composent et en ce que l'application de pression provoque le déplacement de l'ensemble des éléments constitutifs du dispositif sans qu'il se produise d'intercommunication entre l'alimentation et l'échappement, c'est-à-dire sans rupture de l'étanchéité. La présente invention a pour objet un dispositif d'actionnement commandé par une pression de fluide, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un équipage à déplacement bistable qui comprend en combinaison : - deux éléments d'extrémi- té dans chacun desquels est monté un joint à lèvres en matériau élastique constitué en trois parties, dont l'une réalise l'étanchéité, l'autre constitue une chambre tandis que la troisième constitue un moyen de positionnement solidaire d'un piston, un logement étant prévu dans chacun des éléments d'extrémité susdits pour un piston et les deux pistons montés dans lesdits logements étant en outre rendus solidaires l'un de l'autre par un axe, et une partie centrale dans laquelle sont ménagés des forages latéraux prévus respectivement pour l'alimentation en fluide sous pression, pour la communication avec l'appareillage dont le dispositif doit assurer l'actionnement et pour l'échappement du fluide, les forages d'alimentation et d'échappement se trouvant en communication avec la chambre que comporte chacun des joints à lèvres précités. Selon un mode de réalisation préféré du dispositif qui fait l'objet de la présente invention, la partie du joint à lèvres qui constitue une chambre est associée à deux surfaces planes et parallèles et est positionnée de façon à séparer un volume en chambres distinctes dont l'étanchéité est obtenue grace à la tension propre de la lèvre interne du joint qui prend appui, par sa périphérie, sur la surface plane qui lui est associée. Suivant un mode de réalisation avantageux du dispositif qui fait l'objet de la présente invention, les joints à lèvres logés dans chacun des éléments d'extrémité de l'équipage sont montés inversés l'un par rapport à l'autre. Suivant un autre mode de réalisation avantageux du dispositif qui fait l'objet de la présente invention, la chambre que comporte chacun des joints est délimitée par deux lèvres qui pré sentent conjointement, en position de repos, la forme d'un V. Suivant une disposition avantageuse de ce mode de réalisation, l'admission -de fluide sous pression dans l'équipage par un forage qui se trouve en communication avec la chambre de l'un des joints, provoque la déformation des lèvres qui délimitent ladite chambre, assurant ainsi l'étanchéité et le maintien en place de l'ensemble pistons sous l'action d'un ressort ou analogue. Suivant une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, l'application d'une force sollicitant l'équipage à partir de l'utilisation, et opposée à l'action du ressort ou analogue, conjuguée à l'action du fluide sous pression, provoque le déplacement du piston et, par suite, la mise en communication de l'orifice d'alimentation en fluide sous pression avec l'orifice de liaison avec l'appareillage d'utilisation dont l'actionnement est ainsi assuré, tandis que ledit déplacement du piston assure en mème temps l'isolement de l'orifice d'échappement par rapport au canal d'alimentation en fluide sous pression, en sorte que l'étanchéité est maintenue à tout moment dans le dispositif. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention vïse plus particulièrement les dispositifs d'actionnement commandés par une pression de fluide conformes aux dispositions qui précèdent, ainsi que les moyens propres à la réalisation de ces dispositifs et les installations dans lesquelles ces dispositifs sont inclus, notamment les installations d'automatisme pneumatiques ou les circuits de servo-commande par exemple. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels - la Figure 1 représente un joint conforme à la présente invention, en une vue schématique en coupe longitudinale, - la Figure 2 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un dispositif d'actionnement commandé par une pression de fluide, au repos, c'est-à-dire en position de non fonctionnement, - la Figure 3 est une vue schématique, en coupe longitudinale, du dispositif conforme à la présente invention en position d'admission de fluide sous pression, sans qu'une sollicitation de l'appareillage dans lequel ledit dispositif est inclus, soit exercée sur ce dernier, et - la Figure 4 est une vue schématique, en coupe longitudinale, du dispositif conforme à la présente invention en position de sollicitation par l'appareillage dans lequel il est inclus. I1 doit être bien entendu toutefois que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Le joint conforme à la présente invention, désigné d'une façon générale par la référence 1, est un joint à lèvres en matériau élastique, dont les lèvres sont aptes à se déformer sous l'action de la pression du fluide. Il comporte une partie plate, 2, à sa base et deux lèvres 3, 4, qui forment un V, par exemple, qui présente à la jonction des deux bras 3,4 du V, une forme torique destinée à coopérer avec un piston, éventuellement par l'intermédiaire, par exemple, d'une gorge ménagée sur ce dernier. Le joint 1 comporte en outre, au niveau de la jonction de sa partie plate 2 et de l'un des bras 4 du V, un anneau circulaire (ou un moyen analogue) 6 de positionnement du joint 1 dans le dispositif, qui évite l'écra- sement des bras 3, 4, lors du montage du joint 1 sur le piston. I1 va de soi que l'association des deux lèvres 3, 4 entre elles peut présenter toute forme appropriée jouant un rôle équivalent. Deux joints de ce type sont montés dans un dispositif d'actionnement commandé par un fluide, conforme à l'invention ce dispositif, désigné d'une façon générale par la référence 7 est constitué par un ensemble mécanique qui comprend deux flasques d'extrémité 8, 9 dont chacun reçoit l'un des joints 1 qui viennent d'être décrits dans ce qui précède. Les joints 1 sont montés de façon inversée l'un par rapport à l'autre dans chacun des flasques d'extrémité 8,9. Un logement 10 pour un piston 11 est prévu dans chacun de ces flasques d'extrémité 8, 9. Les deux pistons 11 sont rendus solidaires l'un de l'autre par l'intermédiaire d'un axe 12, avantageusement fileté à ses extrémités. Le dispositif 7 comprend en outre une partie centrale 13 qui comporte un forage central 14 qui relie entre elles les chambres 15, 16 du dispositif 7 qui présentent avantageusement une section en forme de tronc de cône. Trois forages latéraux 17, 18, 19 sont ménagés dans la partie centrale 13 du dispositif 7. Le forage 17 relie la source de fluide sous pression à la chambre 20 délimitée par les deux lèvres 3, 4 du joint 1 supérieur. Le forage 19 relie la chambre 21 délimitée par les deux lèvres 3, 4 du joint 1 inférieur, à l'orifice d'échappement du fluide 22. Quant au forage 18, il débouche dans le forage central 14. Un ressort 23 maintient l'ensemble pistons 11-12 en position basse, à l'état non sollicité par l'appareillage. dont l'actionnement doit etre effectué par le dispositif 7 conforme à la présente invention Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention est le suivant - Le fluide sous pression est admis par l'orifice 24 en provenance d'une source de fluide sous pression (non représentée) dans le forage 17, puis dans la chambre 20 du joint 1 supérieur; la pression déforme les bras 3, 4 du joint 1 supérieur ; l'ensemble pistons 11-12 est maintenu en place par le ressort 23, ce qui a pour effet de mettre en communication le forage 18 avec lue forage 19, et partant, l'orifice 25 avec l'orifice d'échappement 22 (cf. Figure 3). Sous l'action d'une force F opposée à l'action du ressort 23, l'ensemble pistons 11-12 se soulève, mettant alors en communication le forage 17 avec le forage 18, et, partant, l'orifice 24 avec l'orifice 25, en provoquant la déformation des lèvres 3, 4 qui délimitent la chambre 21 du joint inférieur ; en même temps, le déplacement de l'ensemble pistons 11-12 a pour effet d'isoler le forage 19 et l'orifice d'échappement 22, qui est alors relié à l'atmosphère (cf.Figure 4) ; l'orifice 25 est relié à l'appareillage dont l'actionnement est réalisé par le dispositif conforme à la présente invention, et lorsque l'on se trouve dans les conditions représentées à la Figure 4, l'actionnement de l'appareillage lié au dispositif conforme à la présente i:vention, tel qu'installation d'automatisme pneumatique, système de freinage de véhicules, circuit de pressurisation d'avions, etc... est réalise. Il résulte de la description qui précède que quels que soient les modes de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient des dispositifs d'actionnement commandés par une pression de fluide, qui présentent par rapport aux dispositifs visant au même but antérieurement connus, des avantages importants dont les principaux ont été énumérés plus haut et qui apparaitront, ainsi que d'autres avantages, au cours de l'utilisation des dispositifs conformes à la présente invention Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit d'un technicien en la matière, sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'actionnement commandé par une pression de fluide, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un équipage à déplacement bistable qui comprend en combinaison - deux éléments d'extrémité dans chacun desquels est monté un joint à lèvres en matériau élastique constitué en trois parties, dont l'une réalise l'étanchéité, l'autre constitue une chambre tandis que la troisième constitue un moyen de positionnement solidaire d'un piston, un logement étant prévu dans chacun des éléments d'extrémité susdits pour un piston et les deux pistons montés dans lesdits logements étant en outre rendus solidaires l'un de l'autre par un axe, - et une partie centrale dans laquelle sont ménagés des forages latéraux prévus respectivement pour l'alimentation en fluide sous pression, pour la communication avec l'appareillage dont le dispositif doit assurer l'actionnement, et pour l'échappement du fluide, les forages d'alimentation et d'échappement se trouvant en communication avec la chambre que comporte chacun des joints à lèvres précités. 2/ Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la partie du joint à lèvres qui constitue une chambre est associée à deux surfaces planes et parallèles et est positionnée de façon à séparer un volume en chambres distinctes dont l'étan- chéité est obtenue grâce à la tension propre de la lèvre interne du joint qui prend appui, par sa périphérie, sur la surface plane qui lui est associée. 3/ Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que les joints à lèvres logés dans chacun des éléments d'extrémité de l'équipage sont montés inversés l'un p a-r rapport à l'autre. 4/ Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la chambre que comporte chacun des joints est délimitée par deux lèvres qui présentent conjointement, en position de repos, la forme d'un V. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'admission de fluide sous pression dans l'équipage,par un forage qui se trouve en communication avec la chambre de l'un des joints, provoque la déformation des lèvres qui délimitent ladite chambre, assurant ainsi 1 'étanchéité et le maintien en place de l'ensemble pistons sous l'action d'un ressort ou analogue. 6/ Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'application d'une force sollicitant l'équipage à partir de l'utilisation, et opposée à l'action du ressort ou analogue, conjuguée à l'action du fluide sous pression, provoque le déplacement du piston, et, par suite la mise en communication de l'orifice d'alimentation en fluide sous pression avec l'orifice de liaison avec l'appareillage d'utilisation dont l'actionnement est ainsi assuré, tandis que ledit déplacement du piston assure en même temps l'isolement de 1 'ori- fice d'échappement par rapport au canal d'alimentation en fluide sous pression, en sorte que l'étanchéité est maintenue à tout moment dans le dispositif.