Brevet FR2220730A1 — publié le 19741004

La présente invention concerne un système de soupape comportant un socle sur lequel est fixé de façon amovible au moins une cage contenant un élément de soupape mobile, et dans lequel sont ménagés des orifices de passage qui, d'une part servent à raccorder des conduites et, d'autre part, sont reliés de façon hermétique à des orifices d'admission et de sortie ménagés dans la cage. Dans les systèmes de soupape de ce genre, par exemple celui qui est proposé par le Brevet suisse 438 870, le socle se présente sous la forme d'une plaque de fixation approximativement plate qui est montée à poste fixe à l'emplacement d'installation définitif de la soupape ou des soupapes. A cette plaque de fixation sont définitivement raccordées les conduites partant de la soupape et y aboutissant tandis que la cage contenant l'élément de soupape mobile, par exemple un piston distributeur, repose par une surface d'assemblage sur la plaque de fixation en tant que pièce interchangeable pouvant tre entretenue, et est fixée dans sa position sur la plaque de fixation soit par vissage à l'aide de vis, soit par amarrage à l'aide de fermetures rapides. Ce système de soupape nécessite dans son ensemble de grandes dimensions parce que aussi bien les passages aboutissant à la cage et les éléments d'étanchéité correspondants qu'éventuellement aussi les trous filetés pour les vis de retenue ou les ancrages pour les fermetures instantanées doivent tre disposés dans l'une des surfaces d'assemblage entre la cage et la plaque de fixation. Il faut tenir compte ici du fait que, dans les soupapes à coulisse destinées à commander des pressions élevées, la cage est exposée des forces qui tendent à la soulever de la plaque de fixation. Dans de tels cas, il faut naturellement donner à la cage des dimensions particulièrement grandes ce qui entraine une augmentation de l'encombrement. Il va de soi que la place nécessaire sur la plaque de fixation augmente aussi en fonction de l'augmentation du nombre de passages qui aboutissent à la cage. Les systèmes de soupape connus du type décrit au début vont donc pour ainsi dire à 1'encontre des tendances actuelles qui visent à obtenir des dimensions plus faibles sans diminuer le rendement. Théoriquement, on pourrait imaginer de réaliser un gain de place en raccordant directement à la cage les conduites qui y aboutissent et qui en partent. Mais cette disposition possible au point de vue purement théorique est à rejeter dans la pratique narcc 's, des que seulement un petit nombre de cages sont dispos6es les unes A cot6 des autres (ce qui est le cas général), les con,, items de raccordement elles-mmes empchent d'accéder aux caeS En outre, dans les systèmes de soupape connus, il est pratiMIe, nent impossible de tailler dans les cages des filetages à des fins de fixation ou de raccordement, à moins de donner à la plaque de fixation une forme techniquement très coûteuse. La nécessité de tailler des filets dans la cage représente pour celle-ci une phase dusinage particulibre dans sa fabrication et oblige égale- ment 1 restreindre pour cette cage le choix des matériaux à ceux dans lesquels il est possible de tailler des filets qui ne risquent pas de sauter dès le premier vissage. Un but de l'invention est donc de créer un système de soud l type décrit au début, qui tout en conservant la forme centrale qui a fait ses preuves, c'est-d-dire celle d'une cage mont6o amovible sur un socle, présente par rapport aux dispositifs connus un rendement comparable et un encombrement notablement plus faible, donne une plus grande liberté dans la forme de la cage et dans le choix de son matériau, et avec lequel les forces qui'agissent entre le socle et la cage sont plus faciles à maîtriser. Il est proposé à cet effet un dispositif du type décrit au dut qui est caractérisé suivant l'invention en ce que le socle est appliqué contre des surfaces correspondantes de la cage dans trois plans dont l'un est sensiblement perpendiculaire aux deux autres plans, des passages qui conduisent à la cage débouchant dans au moins deux de ces plans. De cette façon la'cage se présente pour ainsi dire sous la forme d'une pièce enfichable dans le socle et peut tre fixée dans le socle sans qu'il soit nécessaire de tailler des trous filâtes dans la cage. En d'autres termes, agissant à la manière d'une bride, le socle entoure la cage sur trois faces formées sur celle-ci. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : -la figure 1 est une coupe longitudinale d'une installation de soupape avec une cage de soupape ; -la figure 2 est une vue par dessus du dispositif représen- te sur la figure 1 ; -la figure 3 est une coupe effectuée suivant la ligne 3-3 de la figure 2. L'installation de soupape 10 représentée comporte un socle 11 représenté d'une façon particulièrement claire à la figure 3, dans lequel est encastrée une partie de cage 12. La figure 3 montre que le socle est sensiblement en forme d'U à deux branches 13,14 dirigées vers le haut avec une barre massive 15 reliant ces branches 13,14. Dans la barre 15 sont percés un ou plusieurs trous 16 la traversant de part en part qui sont destinés à servir de logement à un boulon intérieur à six pans (non représenté) avec lequel le socle 11 peut tre fixé à l'emplacement de montage. Il ressort de la figure 2 que la longueur du socle 11 est inférieure à la longueur. de la cage. Sur les côtés de la cage sont donc prévus, comme le montre la figure 2 en traits interrompus, des évidements 17,18, qui servent à recevoir les branches 13 et 14. Ces évidements 17 et 18 forment en mme temps des épaulements 19 et 20 contre lesquels s'appliquent les faces frontales des branches 13 et 14. A sa hauteur, la dimension de la partie de la cage 12 logée entre les branches 13 et 14 est telle que l'espace entre les branches 13,14 est entièrement garni. La figure 3 permet de voir qu'aussi bien les parois intérieures 13', 14'des branches 13 et 14 que les évidements 17,18, vont en convergeant légèrement en direction de la traverse 15 de sorte que la cage 12 ne peut tre engagée d'en haut dans le socle 11 que dans une position bien déterminée par rapport à ce dernier. Lorsqu'elle est engagée en position, la cage est maintenue par un couvercle de serrage 21 qui s'engage par dessus les deux branches 13 et 14 du socle et est fixé aux extrémités supérieures libres de celles-ci au moyen de vis 22. Comme dans toute soupape est formée dans la cage 12 une chambre 23 dans laquelle est monté coulissant un élément de soupape mobile, dans le cas présent un piston de commande 24. Dans 1'exemple choisi et représenté le piston de commande 24 est mû pneumatiquement par un élément de piston 25 qui coulisse de son coté dans une chambre cylindrique 26 formant prolongement de la chambre 21. A la figure 1, le piston de commande 24 est représen- té dans une de ses positions terminales dans la moitié supérieure de la vue en coupe et dans l'autre position terminale dans la moitié inférieure de la vue en coupe. Entre la paroi intérieure de la chambre 23 et la paroi extérieure du piston de commande 24, il est prévu encore une cage d'étanchéité comportant une série de bagues d'étanchéité 27 (joints 0-ring) qui sont maintenues fixées dans la cage d'étanchéité 28 disposée dans l'espace cylin- drique entre le piston de commande 24 et la paroi intérieure de la chambre 23. Grace à la série de joints d'étanchéité 27 la chambre 23 est subdivisée en compartiments se succédant dans le sens axial, au nombre de cinq dans le cas présent, dans chacun desquels dé- bouche au moins un canal de passage venant de la chambre 23 et aboutissant à l'extérieur, et dont la jonction entre eux est commandée par le piston de distribution 24, c'est-à-dire en fonction de la position de ce piston dans la chambre 23. A titre d'exemple, on peut voir à la figure 1 deux canaux de passage 29,30 pour fluide de pression dirigés perpendiculairement au plan du dessin et deux canaux de décompression 31,32 également dirigés perpendiculairement au plan du dessin. De plus, deux autres canaux de passage 33,34 dirigés perpendiculairement aux passages susdits 29 à 32 sortent de la chambre 23 et dans le cas présent, conduisent au mécanisme commandé par la soupape représentée, ainsi qu'il sera décrit plus loin. Il est évident que ces canaux de passage 29 à 34 sortant de la cage 12 doivent avoir un prolongement dans le socle 11. A cet effet, il est prévu dans les branches 13 et 14 des lumières 35,36 et 37 (figure 3) situées dans l'alignement des canaux de passage 29 à 32 qui, au cas où elles sont destinées au passage de fluide de pression, comme le représente la partie droite de la figure 3, peuvent elles-mmes tre dotées d'embouts d'étan- chéité 38 enfichables. Les canaux de passage 33 et 34 trouvent leur prolongement dans des trous percés dans la traverse 39, dont on a représenté seulement le trou 39 qui débouche de son coté sur la face frontale de la traverse 15 visible à droite de la figure 1 dans un raccord tubulaire muni d'un filetage intérieur 40. Il va de soi qu'il est prévu des éléments d'étanchéité, par exemple des bagues d'étanchéité 41 (joints 0-ring) (figures 1,3) à tous les emplacements de transition entre les trous pratiqués dans le socle et les passages existant dans la cage, où l'étanchéité doit satisfaire à des conditions particulièrement sévères. Enfin, en se reportant à la figure 2, on peut voir que les branches 13,14, sont munies de moyens destinés à fixer et à positionner des socles de mme type. Ces moyens sont par exemple dans la branche 14 deux trous filetés 42 et dans la branche 13 deux trous profilés 43 traversant cette branche entièrement. De cette façon, au moyen de boulons intérieurs à six pans non représentés, on peut brider sur le socle 11 un deuxième socle identique pour former une unité de construction rigide et, dans ce cas, les embouts d'étanchéité enfichables représentés à la figure 3 s'engagent dans les trous correspondants ménagés dans la branche du deuxième socle bridée sur la première de façon à réaliser une liaison étanche d'une cage à l'autre. On peut résumer encore comme suit les avantages particuliers du système de soupape représenté. Grâce à la forme particulière donnée au socle et à la cage, on réalise un mode de construction particulièrement compact, tout en pouvant aligner les uns A côté des autres un nombre quelconque de soupapes à la façon de livres rangés sur une étagère de bibliothèque. Les socles peuvent tre assemblés en nombre quelconque les uns aux autres à la façon des éléments d'un jeu de construction pour former un socle de montage adapté au nombre de soupapes prévu et formant lui-mme une unité de construction pratiquement rigide. Les raccordements des conduites aux soupapes peuvent tre disposés de façon ordonnée, les conduites d'alimentation et de décompression d'une part étant disposées perpendiculairement aux conduites commandées d'autre part. De cette façon on peut d'une façon simple monter en série les conduites d'alimentation et les conduites de décompression, de sorte que, pour un socle de montage constitué de plusieurs éléments de socle 11, on peut se contenter d'un seul raccordement de fluide de pression et d'un seul raccordement de décompression sans avoir à prévoir pour autant des conduites de distribution séparées aboutissant aux différentes cages. Par contre, les raccordements des conduites commandées peuvent tre disposés accessibles sur un rang et dans un plan. Enfin il faut encore noter que, par suite de la forme particulière donnée au socle et à la cage, cette dernière peut tre réalisée entièrement sans comporter de trou fileté. En fait, la légère convergence signalée ci-dessus entre les parois intérieures 13'et 14'et entre les échancrures 17 et 18 réalise un ajustement pressé et par conséquent une étanchéité suffisante sur la surface de contact entre les branches 13,14 et la cage 12, tandis que le couvercle de serrage 21 assure lui aussi un ajus tement pressé de la cage 12 sur la traverse 15 du socle. Bien que les hachures sur la figure 1 indiquent que la cage 12 est en métal, on peut donc également la fabriquer par extrusion en matière plastique dans. une seule passe de travail, ce qui abaisse de façon très importante son prix de revient. A cela s'ajoute le fait que, grâce à la disposition des éléments d'étanchéité 27 dans leur cage d'étanchéité 28, il n'est mme plus besoin de rectifier la face intérieure de la chambre 23. Par contre, le socle 11 est avantageusement fabriqué comme pièce coulée de précision qui n'a besoin que de retouches importantes si la cage 12 est faite en matière plastique. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à un systè- me de soupapes dans lequel on utilise une soupape à fonctionnement pneumatique comme le représente la figure 1. Ce dispositif peut tre utilisé pour n'importe quel genre de soupapes, vannes ou tiroirs de distribution quel que soit leur mode de fonctionnement. En particulier, on peut mme dire que le dispositif décrit est particulièrement recommandé aussi pour les soupapes d'arrtà solénoïde puisqu'il n'y a pratiquement pas de limite à l'extension en longueur de la cage. REVENDICATIONS 1. Système de soupape comportant un socle auquel est fixée de façon amovible au moins une cage contenant un élément de soupape mobile, et dans lequel il est prévu dans le socle des canaux de passage qui sont destinés à raccorder des conduites à une de leurs extrémités et qui sont reliés à l'autre extrémité de façon étanche avec des orifices d'admission et de sortie ménagés dans la cage, caractérisé en ce que le socle (11) est au contact contre des surfaces correspondantes de la cage (12) dans trois plans dont l'un est sensiblement perpendiculaire aux deux autres plans, et en ce que des canaux de passage (29, 30,31,32) aboutissant à la cage (12) débouchent dans au moins deux de ces plans. 2. Système de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois plans sont parallèles à la direction de déplacement de l'élément de soupape mobile (24). 3. Système de soupape selon la revendication 2, caractérisé en ce que le socle (11) est en forme d'U, la section transversale de sa partie en creux correspondant à la section transversale de la partie de cage (12) maintenue immobilisée dans le socle (11). 4. Système de soupape selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la cage (12) est maintenue fixée dans le socle (11) au moyen d'un couvercle de fixation (21) placé au-dessus de la partie en creux et fixé de façon amovible au socle (11). 5. Système de soupape selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la longueur de la partie en creux est inférieure à la longueur de la cage (12) et en ce que sont ménagés dans celle-ci des évidements (17, 18) adaptés à recevoir les branches (13,14) du socle (11) en forme d'U. 6. Système de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le socle (11) est en forme d'U et s'engage par ses branches dans des évidements (17,18) formés sur des côtés opposés de la cage (12) dans lesquels ces branches sont maintenues par sûreté de formes. 7. Système de soupape selon la revendication 3 ou 6, caractérisé en ce que la surface enveloppe du socle (11) est de forme parallélépipédique et en ce que, sur deux surfaces latérales opposées, il est prévu des moyens de fixation ou de positionnement (42,43) qui sont adaptés à fixer, posé bien à plat, un autre socle identique. 8. Système de soupape selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face intérieure (13', 14') des branches (13,14) du socle (11) en forme d'U va en divergeant en direction de l'extrémité libre et en ce que la cage (12) est faite en matière plastique.