Brevet FR2307154A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne un gros distributeur hydrauli- que, notamment pour engins de travaux publics. Un distributeur de ce type est par exemple de stiné à manoeuvrer un vérin hydraulique à double effet, tandis que la circulation du fluide peat s'effectuer à un débit de 500 litres par minute à des pressions atteignant 400 bars. Les distributeurs con- nus possèdent un tiroir coulissant dans un corps qui comporte deux entrées et deux sorties. Les deux sorties sont reliées directement l'une à la chambre principale, l'autre à la chambre annulaire du vérin à manoeuvrer. Les deux entrées comportent chacune un clapet anti-retour dont l'entrée est reliée à une alimentation en fluide sous pression. Ces distributeurs sont trEs encombrants, et de plus, au repos, l'étanchéité des deux sorties reliées directement n'est pas excellente, puisqu'elle est directement assurée entre le corps de distributeur et le tiroir. Les usinages du corps et du tiroir doivent être effectués suivant des tolérances de cotes très ser ré@s, ce qui est coûteux. La présente invention a pour but de réaliser un gros distributeur hydraulique d'un moindre encombrement, moins coûteux à usiner mais d'une meilleure étanchéité au repos. Un distributeur hydraulique suivant l'invention comprend au moins un tiroir coulissant dans un corps comportant deux sorties ou utilisations reliées, par exemple, l'une à la chambre principale, l'autre à la chambre annulaire d'un vérin, et en liaison avec une alimentation de fluide sous pression, et il est caracté- ris en ce que chaque utilisation est munie d'un clapet antiretour s'opposant au retour du fluide vers le distributeur lorsque le distributeur est au repos, tandis qu'un système de comman- de automatique est prévu pour ouvrir le elapet d'une utilisation dès qu'on envoie du fluide sous pression par l'autre utilisation. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, chaque clapet comprend- une extrémité axial obturatrice susceptible de prendre appui contre un siège qui constitue l'orifice d'une première chambre située au-delà du clapet et qui est, suivant la pesition du tiroir, soit fermée, soit reliée à l'alimentation d;; fluide sous pression, soit reliée à un retour de fluide au réservoir une extrémité opposée en-liaison-avec des moyens pour rappeler le clapet contre le siège, et une surface cylindri- -que externe de diamètre @upérieur à celui du siège, coulissant dans un alésage du corps de distributeur, la sortie proprement dite s'effectuant par une chambre prévue entre une extrémité de cet alésage et le siège. Suivant une caracteristique supplémentaire de l'invention, l'extrémité du clapet en liaison avec les moyens de rappel est percée d'un trou axial borgne tendis qu'un ressort hélicoïdal est comprime entre le fend de ce trou et le corps de distributeur pour rappeler le clapet contre son singe. suivant une caractéristique supplémentaire de î'invention, l'extrémité percée du clapet débouche dans une chambre qui communique avec une première gorge d'un petit distributeur à tiroir dont la deuxième gorge communique avec une canalisation de retour au réservoir, l'extrémité du petit tiroir étant pilote par le circuit de commande pilotant l'une des extrémités du tiroir de distributeur, et un trou radial mettant en communication le trou axial du clapet avec la chambre de sortie, de façon qusun ressort de rappel axial maintienne normalement le petit tiroir dans une position pour laquelle la première gorge est étanche tandis qutune augmentation de pression dans le circuit de commande provoquant un envoi de fluide par l'autre utilisation amène le petit tiroir dans une position où ses deux gorges communiquent, si bien que le clapet peut s'écarter de son siège, la pression de la chambre de sortie permettant la compression du ressort de rappel du clapet en stexerçant sur une surface annulaire dont le diamètre externe est celui de l'alésage dans lequel coulisse le clapet et dont le diamètre interne est celui du siège, alors que lorsque l'envoi de fluide dans le circuit de commande cesse, le ressort de rappel du clapet le repousse contre son siège pendait que le fluide pénètre dans son trou axial- par son trou radial et que la première gorge du petit tiroir est à nouveau étanche. Suivant une variante de l'invention, l'extrémité percée du clapet débouche dans une chambre qui communique avec une première gorge dtun petit tiroir dont une deuxième gorge communique aveo une canalisation de retour au réservoir et dont une troisième gorge communique avec la chambre de sortie du clapet, la pro- mière gorge étant située entre les deux autres et l'extrémité du petiot tiroir tant pilote par le circuit de commande pilotant àtune des extrémités du tiroir de distributeur, un ressort de rap- pel axial maintenant normalement le petit tiroir dans une posi- tion pour laquelle la première gorge est isolée de la seconde mais communique avec la troisième tandis qu'une augmentation de pression dans le circuit de commande dans le sens qui provoque un envoi de fluide Far l'autre utilisation emène le petit tiroir dans une position où la première gorge est isolée de la troisième mais communique avec la seconde, si bien que le clapet peut s'écarter de son siège, la pression de la chambre de sortie compris sant le ressort se rappel du clapet, alors que lorsque l'envoi de fluide dans le circuit de commande correspondant cesse, le ressort de rappel du clapet le repousse eontre son siège pendant que le fluide pénètre dans la chambre située vers son trou axial par l'intermédiaire de la troisième gorge du petit tiroir. Suivant une variante supplémentaire de l'invention, @n prévoit deux canalisations mettant chacune en communication une chambre de pilotage du tiroir de distributeur avec une chambre supplémentaire de commande du petit tiroir situé près de l'autre chambre de pilotage du tiroir de distributeur, de façon qu'une élévation de pression dans ladite chambre supplémentaire coopère avec le ressort de rappel du petit tiroir pour éviter ses dépla- cemants intempestifs. Suivant une variante supplémentaire de l'invention, on prévoit deux canalisations mettant chacune en communication une bre de pilotage du tiroir de distributeur avec la deuxième gorge ge du petit distributeur situé près de l'autre chambre de pilotage du tiroir de distributeur, la communication de ladite deu xième gorge avec une canalisation de retour au réservoir étant obturée, tandis que le petit tiroir comporte une canalisation Interne mettant en communncat on la deuxième gorge avec une cham- bre supplémentaire de commande de façon que sa pression coopère avec Ir ressort de rappel du petit tiroir pour éviter tout depla- cement intempestif. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une section horizontale I-I (fig. 2) d'un distributeur suivant l'invention. Fig. 2 est une section II-II (fig. 1). Fig. 3 est une vue partielle de la figure 2 à échelle agrandia montrant l'un des deux clapets et son petit tiroir. Fig. 4 à 5 sont des vues identiques å la figure 3, eis 505e'- matiques et montrant les différentes phases du fonctionnement. Fig. 7 est vna vue partielle de la figure 2 à échelle agran die montrant l'une des deux soupapes et son petit tiroir suivant une variante de l'invention. Fig. 8 à 10 sont des vues identiques à la figure 7, niais schématiques et montrant les différentes phases du -fonctionnement. On a représenté sur les figures 1 et 2 un distributeur suivant l'invention, comprenant un corps 1 dans lequel coulisse un tiroir 2, maintenu en position moyenne grâce a deux ressorts 3 et 4 logés dans une chambre 5 située à une extrémité du tiroir et constituant l'une des deux chambres de commande ou de pilotage du tiroir 2. L'autre chambre, 6, est située à l'autre extrémité. Ces chambres sont respectivement reliées à des circuits de commandes par des orifices 7 et 8. Les chambres du circuit de puissance du tiroir 2 sont symétri- ques par rapport au milieu du distributeur et sont les suivantes. Une chambre centrale 9 est reliée à une tubulure d'alimentation en fluide sous pression 10. La chambre 9 est entourée de deux chan bres @@ et 12 symétriques et toutes deux reliées à une même ca- nalisation 13 de retour de fluide au réservoir. Les chambres suivantes 14 et 15 sont les utilisations, ou sorties du tiroir qui communiquent respectivement avec des chambres de sortie proprement dites 16 et 17 par l'intermédiaire de clapets de non retour 18 et 19. Les chambres suivantes 20 et 21 sont reliées a l'alimentation 10.. Les chambres 16 et 17 sont reliées à un vérin 22 par l'in- termédiaire de canalisations 23 et 24. La canalisation 23 débouche dans la chambre principale 25 de ce vérin, tandis que la canalisation 24 débouche dans sa chambre annulaire 26. En se reportant maintenant à la vue détaillée de la fIgure 3, on décrira le clapet 19 et son système de commande automati- que, l'ensemble étant exactement symétrique du côté du clapet 18. Le clapet 19 comprend une extrémité obturatrice 27 suscep- tible de prendre appui contre le siège 28 séparant les chambres 15 et 17. En partant de cette extrémité, il présente extérieurement une surface cylindrique 29 suivie d'une gorge 30, puis d'une surface cylindrique 31. IL comporte un trou axial borgne 32qui débouche dans l'extrémité opposée de l'extrémité obturatrice 27. Le trou 32 est muni d'un épaulement 33, et un trou radial 52 débouche d'une part dans le fond de la gorge 30 et d'autre part dans le trou 32. La surface 31 coulisse dans un alésage 34 du corps 1 qui sépare la chambre 17 c'une chambre arrière 35. Un ressort hélicoïdal 35 est comprimé entre 11 épaulement 33 et le fond de la chambre 35. Au-delà de 12 chambre arrière 35, un petit tiroir 37 coulisse dans un manchon 38 bloqué dans le corps 1 par une age filetée 39. Le tiroir 37 traverse une première gorge 49 qui communique avec la chambre 35 par un trou 41, et une deuxième -orge 42 reliée à une canalisation 43 de retour du fluide au réservoir. Le tiroir 37 comporte une gorge 44, et il est rappelé- par un ressort hélicoïdal 45 prenant appui contre la face interne d?un bouchon 46 vissé par dessus.la bague 39. Une canalisation- 47 débouche d'une part dans la gorge 44, d'autre part dans la cavité 48 contenant le ressort 45 pour assurer la décompression de cette cavité. L'extrémité du tiroir 37 opposée au ressort 45 est soumise à la pression règnant dans la chambre 6 par l'intermédiaire d'un trou 49. si bien que ce tiroir peut occuper deux positions, à savoir une position basse, en l'absence de pression dans la cham bre 6, pour laquelle leS gorges 42 et 40 sont isolées l'une de l'autre (fig. 3) ; - une position haute, en présence de pression dans la chambre 6, pour laquelle les gorges 42 et 40 communiquent par l'intermé- diaire de la gorge 44 (fig. 5). Le fonctionnement est le suivant. Lorsque la chambre 5 est mise sous pression, le tiroir 2 se déplace dans la direction 50 (fig. 2). La chambre 21 communique alors avec la chambre 15 en l'alimentant en fluide sous pression qui repousse le clapet 19 contre la force de rappel du ressort 36 et contre la pression de le chambre arrière 35, qui se vide pro- gressivement par le trou 52 (fig. 4). Le fluide remplit alors la chambre 26 du vérin 22, dont la chambre 25 doit se vider par ouverture du clapet 18. Les deux dispositifs étant identiques pour les clapets -18 et 19,- cette ouverture du clapet 18 s'effectue de la meme façon que l'ouverture du clapet 19 quand la pression de commande est envoyée dans la chambre 6. La chambre 6 étant mise sous pression, le tiroir 2 se déplace dans la direction 53 (fig. 2). Le fluide est alors envoyé de la chambre 20 à la chambre 14, puis à la chambre 25 du vérin. La pression de la chambre 6 repousse alors le petit tiroir 37, s' bien que la chambre 35 peut se vider par l'intermédiaire des gorges 40, 44 et 42. La surface cylindrique 29 est d'un dismètre lé gèrement inférieur è celui de 1 surface 34. La pression de la chambre 17 s'exerce donc sur une surface annulaire théorique li mitre par ces @ eux diamètres rour repousser le clapet 19 en comprimant le ressort 36 (fig. 5), si bien que la chambre 26 peut se vider. Lorsque la chambre 6 n'est plus sous pression, le petit tiroir 37 revient en position inférieure en refermant la gorge 40. Le ressort 36 repousse alors la valve contre le sièbe 28 pendant que la chambre 35 se eemplit par le trou 52 (fig. 6). Ce dispositif présente cependant un petit inconvénient, qui est la lenteur relative de fermeture du clapet, cette fermeture dépendant de la vitesse de passage du fluide dans le trou 52 agis sant à la façon d'un gicleur. On a reprdsenté sur la figure 7 une variante de l'invention qui évite ce petit inconvénient. suivant cette variante, le clapet 19 (toujours identique au clapet 18) comprend une extrémité obturatrice 27 percée d'un treu axial borgne 60 et une extrémité opposée percée d'un trou borgne 61, recevant toujours le ressort 36. Les trous borgnes allègent le clapet et en diminuent l'inertie. Les surfaces 29 et 34 sont directement dans le prolongement d'une de 11 autre, et aucun trou radial n'est nécessaire dans le clapet. Le système de commande du clapet comprenant le petit tiroir 37 a une structure analogue à celle décrite ci-dessus, mais ce tiroir traverse une troisième gorge 62 situe au-dessus de la gorge 40 et reliée à la gorge 17 par une canalisation 63 partiellement représentée.Le tiroir luimême comporte une deuxième gorge 64 située au-dessus de la gorge 44. Cette fois, lorsque la chambre 6 nest pas sous pression, les gorges 40 et 62 communiquent par l'intermédiaire de la gorge 64. Quand la chambre 6 est sous pression, la gorge 40 communique au contraire avec la gorge 42 (fig. 7). Le fonctionnement du dispositif suivant cette variante est illustré sur les figures 8 à 10 et est sensiblement identique à celui illustré sur les figures 4 à 6. La différence réside on ce que la fermeture du clapet 19 s'effectue grâce au remplissage de la chambre 35 par l'intermédiaire des gorges 40 et 6X, dont le débit est bien supérieur à celui du trou 52. Cette fermeture est donc pratiquement instantanée. Il peut arriver, lors de passages rapides d'une position e- treme 9 l'autre du gros tiroir 2, que le petit tiroir 37 s-oit re poussé de manière intempestive. Cet inconvénient peut être évité au moyen de l'un-des deux dispositifs suivants qui ont été tous deux représentés sur la figure 2. Le premier de ces dispositifs comprend une canalisation 70 reliant le trou 7 à un trou 71 percé dans le bouchon 46. I1 comprend également une seconde canalisation, non représentée pour la clarté du dessin, et qui relie ds façon analogue le trou a à un trou percé dans le bouchon correspondant au bouchon 46, mais situé du côté du clapet 18. Simultanément, les/canalisations 47 des deux tiroirs 37 sont obturées, par des obtnrsteurs 72. Cette disposition permet d'appliquer à chaque petiot tiroir 37 la pression de pilotage de la chambre opposée du gros tiroir 2. Le deuxième dispositif comprend un obturateur 73 placé sur chaque canalisation 43 reliée à la gorge 42, et une seconde ca nalisation 74 issue de 12 gorge 42 et aboutissant respectivement au trou 7 ou 8 qui correspond à l'autre extrémité du gros tiroir 2. Cette fois, la pression de pilotage de chaque chambre de gros tiroir est appliquée au petit tiroir 37 opposé par les cana lisations 74 et 47. Dans tous les cas, lorsque le petit tiroir 37 doit effectivement se déplacer, cela est possible du fait que la cavité 48 reste toujours en communication avec la chambre de pilotage opposée du gros tiroir : quand la chambre de pilotage est reliée à un retour de fluide au réservoir, la cavité 48 correspondante l'est donc également. REVENDIO@TICNS 1. Distributeur hydraulique comprenant au @oins un tiroir coulissant dans un corps comportant d'une part une liaison avec une alimentation en fluide sous pression, d'autre part deux sorties ou utilisations reliées, par exemple la première à la chambre principale, la deuxième à la chambre annulaire d'un vérin à @ouble effet, caractérisé en ce que chaque utilisation est munie d'un clapet anti-retour 51 opposant au retour du fluide vers le distrihuteur lorsque le tiroir est au repos tandis qu'un système de commande automatique est prévu pour ouvrir le clapet d'une utilisation dès qu'on envoie du fluide sous pression par l'autre utilisation. 2. Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé ence que chaque clapet comprend une extrémité axiale obturatrice susceptible de prendre appui contre un siège qui constitue l'or@- fice dtune première chambre située au-dela du clapet, cette remitre chambre étant, suivent la position du tiroir, soit fermée, soit reliée à l'alimentation en fluide so pression, soit reliée à un retour de fluide au réservoir, une extrémité opposée en liaison avec des moyens pour rappeler le clapet contre le siè- ge, et une surface cylindrique externe qui coulisse dans un @lé- sag du corps de distributeur, la sortie ou utilisation propre- ment dite étant constituée par une deuxième chambre prévue dans le corps de distributeur entre une extrémité dudit @lésage et le siège. 3. Distributeur suivant les revendications 1 et 2, caracté- risé en ce rue le diamètre extérieur du siège est inférieur au dia mètre de l'alésage dans lequel coulisse le clapet, tandis qu'un ressort de rappel est comprimé entre l'extrémité opposée à l'extrémité obturatrice du clapet et le corps de distributeur, la force de rappel de ce ressort étant inférieure à la force anta- goniste qu'est susceptible d'exercer la pression de la deuxième chambre sur le clapet suivant une surface annula ire théorique limitée entre le diamètre extérieur du siège et le diamètre de l'a- lésage. 4. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'extrémité opposée à l'extrémité obturatrice du clapet. débouche dans une chambre arr-ere susceptible de communiquer : - soit avec la deuxième chambre, - soit avec une canalisation de retour au réservoir de fluide 5.Distributeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet comporte un tro axial 5 ne qui débouche das la chambre arrière et un trou radial agissant à la façon d'un gicleur pour faire communiquer la deuxième chambre avec la chambre arrière Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la chambre arrière du clapet commu- nique avec une première gorge d'un petit distributeur à tiroir dont une deuxième gorge communique avec une canalisation de retour au réservoir de fluide, le tiroir de ce petit distributeur étant rappelé axialement par un ressort et piloté par un circuit de commande pilotant l'une des extrémités du tiroir de distributeur, si bien que le ressort de rappel du petit tiroir repousse normalement ledit-- petit tiroir dans une position pour laquelle les deux gorges sont isolées l'une de l'autre, tandis qu'une augmentation de pression dans le circuit de commande dans le sens qui provoque un envoi de fluide sous pression par l'autre utilisation amène le petit tiroir âs une position où les deux gorges com- muniquent. 7. Distributeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre arrière du clapet communique avec une première gorge d'un petit distributeur à tiroir dont une deuxième gorge communique avec une @@nalisation de retour au réservoir de fluide, et dont une troisième gorge communique avec la deuxième chambre du clapet, la première gorge étant située entre les deux autres, .tandis que le petit tiroir correspondant est rappelé axialement par un ressort et piloté ar un circuit de commande pilotant éga- lement 1'une des extrémités du tiroir de distributeur, si bien que le ressort de rappel du petit tiroir repousse normalement ledit tiroir dans une position pour laquelle la première gorge communique avec la troisième, mais est isolée de la deuxième, alors qu'une augmentation de pression-dans le circuit de commande dans le sens qui nrovoque un envoi de fluide sous pression par l'autre utilisation amène le petit tiroir dans une position pour laquelle la première gorge communique avec la deuxième, mais est isolée de la troisième. 8. Distributeur suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractrisé en ce qu'on prévoit deux canalisations met- tant chacune en communication une chambre de rilotage du tiroir de distributeur avec une chambre supplémentaire de commande du est tiroir situé près e l'@utre chambre de pilotage du tiroir de distributeur, de façon qu'une élévation de pression dans ladite cha@bre supplémentaire coopère avec le ressort de rappel du petit tiroir pour éviter les deplacements intempestifs du petit tiroir. 9. Distributeur suivant l'une quelconque des revenications 6 et 7, caractorisé en ce qu'on prévoit une canalisation mettant en communication la premiere chambre de îlotage du tiroir de distributeur avec la deuxième gorge du petit distributeur situé près de la deuxième chambre de pilotage du tiroir de distributeur, une autre canalisation mettant en communication la deuxième chambre de pilotage du tiroir de distributeur avec la deuxième me gorge du petit distributeur situé près de la première chambre de pilotage du tiroir de distributeur, tandis que, pour chacun des deux petits distributeurs, le petit tiroir comporte une ca- nalisation interne mettant en communication la dsuxième gorge avec une chambre supplémentaire de commande de ce petit tiroir la chambre supplémentaire étant située de façon que sa pression coopère avec le ressort de rappel du petit tiroir pour éviter tout déplacement intempestif dudit petit tiroirs