Brevet FR2342409A1 — publié le 19770923

La présente invention a pour objet un moteur actionné par un fluide sous pression et, plus précisément,- un moteur du type de celui décrit dans le brevet français 1 060 716 et son certificat d'addition 64339. Ce moteur présente pour particularité, le fait que les distributions de fluide sont assurées par un tiroir unique actionné dans deux directions orthogonales, d'une part par une tige de manoeuvre attelée au piston moteur, et d'autre part par un piston auxiliaire ayant pour fonction de commander l'inversion de la distribution de fluide de part et d'autre du piston moteur. Quant à la tige de manoeuvre, elle a pour role de déplacer le tiroir à chaque fin de course du piston moteur, de façon à inverser à ce moment, la distribution de fluide aux extrémités du piston auxiliaire. Dans ce but, l'agencement est tel que le piston moteur puisse effectuer une course libre sur une certaine distance dans un sens et dans l'autre, avant d'entraîner la tige de manoeuvre. En effet, il convient que le tiroir de distribution reste dans la position où il a été précédemment amené, afin de ne pas inverser la distribution de fluide vers le piston auxiliaire, tant que le piston moteur n'a pas atteint l'une ou l'autre extrémité de sa course. Cependant, dans un tel moteur, l'extrémfté de la tige de manoeuvre se trouve placée dans la chambre contenant le tiroir unique de distribution, et à l'intérieur de laquelle circule le fluide sous pression destiné à etre dirigé à la fois vers le cylindre du piston moteur, et vers l'une des extrémités du piston auxiliaire. Or, l'action de cette pression sur l'extrémité de la tige de manoeuvre, risque de perturber le bon fonctionnement du moteur à l'une des fins de course de cette tige. En effet, cette pression la tend à/repousser immédiatement, alors que le tiroir doit rester immobile jusqu'à ce que le piston moteur soit revenu à proximité de sa position initiale. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé dans le brevet 1 060 716 et son certificat d'addition 64339 déjà rappelés précédemment, de réaliser un équilibrage de pression de part et d'autre de l'extrémité de la tige de manoeuvre. Ceci permet effectivement d'obtenir que cette dernière ne soit entraînée que par le piston moteur et ce, à chaque fin de course de celui-ci. Cependant, cette solution entraine une grande complication de la structure et de la fabrication du moteur, et par suite une augmentation du prix de revient de celui-ci. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un moteur du même genre dans lequel il est prévu des moyens beaucoup plus simples et moins coûteux, pour obtenir l'immobilisation momentanée de l'extrémité de la tige de manoeuvre dans la position où elle risquerait d'entre déplacée par la pression régnant dans la chambre du tiroir de distribution. A cet effet, ce moteur est essentiellement caractérisé en ce qu'en regard de l'extrémité de la tige de manoeuvre, est disposé un organe capable de retenir, contre lui, la face extrême de cette tige après que celle-ci ait atteint l'extrémité correspondante de sa course et que le tiroir ait été ainsi amené dans une position inversant la distribution de fluide aux extrémités du piston auxiliaire de commande. Ainsi, l'extrémité de la tige de manoeuvre se trouve soustraite à l'action de la pression régnant dans la chambre du tiroir de distribution, tant que cette tige n'est pas entraînée mécaniquement en sens inverse par le piston moteur, la force de retenue de l'organe prévu étant apte à céder à la traction exercée par ce piston. L'organe de retenue de l'extrémité de la tige de manoeuvre du présent moteur peut consister en une ventouse élastique constituée par un tampon en élastomère. Cependant, cet organe peut également être constitué par un aimant si la tige de manoeuvre est en métal magnétique, comme cela est normalement le cas. Selon une autre caractéristique du présent moteur, il est prévu un certain jeu entre les épaulements d'entraînement de la tige de manoeuvre, et les extrémités correspondantes du tiroir de distribution, et l'organe de retenue de la tige de manoeuvre est apte à reculer élastiquement lorsque celle-ci parvient à la fin de sa course correspondante, puis à la repousser d'autant d'une distance inférieure au jeu existant de part et d'autre du tiroir, de sorte que ce dernier reste alors immobile. Cependant, d'autres particularités et avantages du présent moteur apparattront au cours de la description suivante. Celle-ci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale de ce moteur Ma figure 2 en est une vue et coupe transversale selon la ligne II-II de la figure t Les figures 3 à 7 sont des vues partielles en coupe illustrant les différentes positions successives defla tige de manoeuvre du tiroir de distribution Bes figures 8 et 9 sont des vues partielles en coupe de deux va riantes de réalisation du présent moteur. Comme déjà indiqué, celui-ci est du meme type général que le moteur décrit dans le brevet français 1 060 716, et son certificat d'addition 64339. Ce moteur comporte une enveloppe cylindrique 1 fermée à ses extrémités respectivement par un disque 2 et un couvercle 3. Be piston moteur 4 se déplace à l'intérieur d'une chambre formée par une chemise intérieure 5. Ce piston porte une queue 6 traversant le disque 2 d'obturation. L'extrémité opposée de ltenve- loppe 1 renferme un corps usiné 7 qui présente une chambre intérieure 8 contenant le tiroir unique de distribution 9.Celui-ci est disposé contre une glace fixe de distribution 10, et il est destiné à être déplacé suivant deux directions orthogonales D1 (figure 1) et D2 (figure 2). Bes déplacements de ce tiroir dans l'une et l'autre de ces deux directions sont assurés respectivement par l'extré- mité 11 d'une tige de manoeuvre 12 attelée au piston de moteur 4, et par un piston auxiliaire de commande 13. A cet effet le piston auxiliaire 13 présente, sur son côté correspondant, un évidement 13a à l'intérieur duquel est placé le tiroir 9. Cependant, celui-ci peut se déplacer à l'intérieur de cet évidement selon la direction D1, par glissement contre les parois latérales dudit évidement. Quant à l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre 12, elle présente deux épaulements d'entraînement 11a et 11b disposés en regard de l'une et l'autre extrémités du tiroir 9. Mais, là encore, celui-ci peut se déplacer dans une direction orthogonale D2 entre ces deux épaulements lorsqu'il est entraîné par le piston auxiliaire 13. Be corps 7 présente une ouverture latérale obturée par un bouchon 14 sur lequel est branchée une tuyauterie 15 d'arrivée du fluide sous pression. En son centre, la glace de distribution 10 présente un orifice 16 communiquant avec un canal d'échappement 17 usiné dans le corps 7. Dans le sens de la direction D1, cette glace présente, de part et d'autre de cet orifice central 16, deux orifices 18 et 19 communiquant avec des canaux 20 et 21, Ceus-ci communiquent eux-mêmes par l'intermédiaire d'autres canaux et passages appropriés, avec les extrémités 22 et 23 de la chambre dans laquelle est placé le piston auxiliaire 13 (voir figure 2). Cependant, dans la direction D2, la glace de distribution 10 présente,de part et d'autre de son orifice central d'échappement 16, deux autres orifices 24 et 25 communiquant avec des canaux 26 et 27. Ces derniers communiquent eux-mêmes,par d'autres canaux 28 et 29 et un passage annulaire 30,avec l'une et l'autre extrémités de la chambre du piston moteur 4. En regard de la glace de distribution 10, le tiroir unique 9 présente pour sa part, une cavité 31. Suivant la position de ce tiroir, cette cavité est apte à faire communiquer l'orifice d'échappement avec l'un ou l'autre des orifices prévus dans la direction D1 et dans la direction D2. l'e second orifice existant dans l'une et l'autre de ces deux directions se trouve alors en communication avec la chambre 8, et par suite, raccordé à l'arrivée de fluide sous pression. De façon également connue, il est prévu une course libre entre le piston 4 et la tige de manoeuvre 12 de façon que celle-ci ne soit entraînée par ce piston qu'au moment où ce dernier arrive à l'une ou l'autre de ces deux fins de course. A-cet effet, l'extrémité correspondante 32 de la tige de manoeuvre 12 est engagée dans un alésage 33, pratiqué dans la queue 6 du piston. Cependant, l'ex- trémité 32 de cette tige est pourvue d'une tête 34 sur laquelle peut s'appliquer dans un sens, un épaulement 35 prévu sur le- corps sur du piston,ou/l'extrémité correspondante de la queue 6. Dans l'autre sens, l'extrémité 32 de la tige de manoeuvre 12 se trouve repoussée par le fond de l'alésage 33. Conformément à la caractéristique essentielle de l'objet de l'invention, il est prévu,en regard de l'extrémité opposée il de la tige de manoeuvre 12, un tampon 36 en élastomère susceptible de servir de ventouse élastique de retenue pour la face extrême de cette extrémité. Ce tampon est fixé dans une ouverture pratiquée dans l'extrémité du corps 7, et sa face opposée à la tige de manoeuvre 12 est soumise à la pression atmosphérique grâce à une ouverture 37 pratiquée dans un bouchon 38, fixé dans le capuchon 3. Comme il sera expliqué en détail par la suite, la ventouse élastique 36 est apte à retenir l'extrémité ll-de la tige de manoeuvre 12, après que celle-ci ait atteint la fin de sa course en ce sens, et que le tiroir 9 ait réalisé l'inversion de la distribution du fluide vers le piston auxiliaire 13. Cependant, selon une autre caractéristique importante du présent moteur, il est prévu un jeu E entre les épaulements d'entraînement îîa et 11b de l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre et les extrémités correspondantes du tiroir 9. Par ailleurs, la disposition des différents organes en présente et leur dimension sont tels qu'avant la fin de sa course de relèvement (voir figure 4), l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre vient s'appliquer contre le tampon élastique 36. Dans ces conditions, le fonctionnement du présent moteur est le suivant Dans la position représentée aux figures 1 et 3 Le piston moteur 4 est parvenu à l'extrémité inférieure de sa course, et il en est de même pour la tige de manoeuvre 12. Dans ces conditions, celle-ci vient inverser la distribution de fluide vers le piston auxiliaire 13, ce qui entraine une inversion de distribution vers le piston moteur, pour provoquer le relèvement de celui-ci selon la flèche F1. Au début de ce mouvement, ce piston se déplace seul sans entraîner la tige de manoeuvre 12. Dans la position représentée à la figure 4 - Be piston moteur est parvenu à proximité de sa fin de course et il entraîne avec lui la tige de manoeuvre 12, de sorte que l'épaulement lia de celle-ci entraîne à son tour, le tiroir 9 dans le même sens. Du reste, dans la position représentée, celui-ci obture alors simultanément les deux orifices 18 et 19 de la glace de distribution. Mais, il convient de noter que dans cette même position, l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre est parvenue au contact du tampon élastique 36. Toutefois, la tige de manoeuvre ne se trouve pas encore en fin de course. Dans la position représentée à la figure 5 Be piston moteur 4 est représenté en fin de course, et il en est de même pour-l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre 12. Comme on peut le constater, cette extrémité s'est alors légèrement enfoncée à l'intérieur du tampon élastique 36. Or, le tiroir de distribution 9 est maintenant parvenu dans une position telle qu'il a inversé la distribution de fluide vers le piston auxiliaire 13. En effet, l'orifice 18 se trouve désormais mis en comulunication avec l'orifice d'échappement 16, tandis que l'orifice 19 est relié à l'orifice de fluide sous pression. l'e piston 13 commande donc à son tour, le déplacement du tiroir 9 dans la direction D2 pour inverser la distribution vers le piston moteur, ceci entraîne donc le déplacement de ce dernier dans le sens inverse de la flèche F1. Mais, à ce moment, ce piston se déplace seul, sans entraîner la tige de manoeuvre 12. Cependant, comme illustré par la figure 6, le tampon 36 est repoussé élastiquement vers l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre 12 dès que le piston 4 a amorcé son retour vers le bas. En effet, ce tampon élastique reprend alors sa forme initiale, et il repousse ainsi l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre d'une distance correspondante e. Mais, il convient de noter que cette distance est par construction, inférieure à E-. Dans ces conditions, le tiroir de distribution 9 ne risque pas d'être entraîné du fait du léger déplacement de l'extrémité 11. il reste donc immobile dans la même position que précédemment, ce qui evite toute inversion de distribution vers le piston auxiliaire 13. Or, du fait même de sa nature, le tampon 36 joue le rôle d'une ventouse élastique à l'égard de la face correspondante de l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre. il retient donc ainsi la face de cetteextrémité appliquée contre lui, en soustrayant par là même, cette extrémité à l'action de la pression du fluide qui circule dans la chambre 8. Dans ces conditions, la tige de manoeuvre 12 reste donc immobile, il en est de même pour le tiroir de distribution 9, tant que cette tige n' est pas entraînée mécaniquement dans le sens de la flèche F2, par le piston moteur 4. Dans la position représentée à la figure 7 Ce piston est parvenu près de sa fin de course, et il est donc désormais en mesure d'entraîner mécaniquement la tige de manoeuvre 12 selon la flèche F2. En conséquence, l'épaulement îîb de celle-ci vient s'appuyer sur l'extrémité correspondante du tiroir de distribution 9 en entraînant celui-ci vers le bas pour inverser à ce moment, la distribution de fluide vers le tiroir auxiliaire. A ce sujet, il convient de noter que, tout en étant en mesure d'assurer précédemment la retenue momentanée de l'extrémité 11, la ventouse élastique 36 est apte à céder à la traction exercée sur la tige 12 par le piston moteur 4. Comme on peut le constater, le système prévu dans le présent moteur, permet d'éviter tout déplacement intempestif prématuré de la tige de manoeuvre et du tiroir de distribution après que ceux-ci aient atteint l'extrémité supérieure de leur course. Or, ce système a l'avantage d'être extrêmement simple et eu coûteux, ceci entraîne donc une réduction importante du prix de revient du présent moteur. De préférence, il est prévu une différence de surface entre la section S de l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre, et la section s de la partie de cette tige qui se trouve soumise à la pression p régnant dans la partie supérieure de la chambre 5 du piston moteur, cette dernière section étant moins importante. En raison de cette différence de section, la pression du fluide contribue au déplacement de la tige de manoeuvre 12 dans le sens F2 lorsque l'extrémité 11 de cette tige a été décollée de la ventouse de retenue 36 (voir figure 7). Ceci contribue donc à accélérer la manoeuvre du tiroir 9 pour 1 inversion correspondante de la distribution de fluide. Toutefois, une telle différence de section n'est pas indispensable, et les deux sections considérées peuvent etre égales. En effet, la pression P existant à l'intérieur de la chambre 8 est naturellement plus élevée que la pression p régnant dans la partie supérieure de la chambre 5 du piston moteur. Dans ces conditions, cette différence de pression contribue suffisamment à la manoeuvre finale du tiroir 9 en fin de course. La figure 8 représente une variante de réalisation du présent moteur dans laquelle la ventouse de retenue de l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre 12 est modifiée dans le but d'éviter tout risque de déplacement prématuré de cette tige dû à un refoulement élastique trop important par cette ventouse. A cet effet la ventouse 36a, prévue dans cette variante, comporte un canal 36b à l'intérieur duquel est engages une queue 11a portée par l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre Cette queue peut coulisser dans ce canal, mais elle est ajustée serrée à l'intérieur de celui-ci. Ceci évite une trop grande liberté de mouvement de la tige de manoeuvre et de ce fait, tout risque de refoulement trop important. Dans ces conditions le mouvement final de la tige de manoeuvre au-aelà de la position illustrée à la figure 7, n'est réalisé que par l'action mécanique du piston moteur 4. Cependant dans cette variante le fonctionnement du moteur est par ailleurs le même que précédemment. En effet, dans la position illustrée à la figure 4, l'extrémité Il de la tige de manoeuvre vient s'appliquer contre le tampon élastique 36a. Puis cette extrémité s'enfonce légèrement dans ce tampon, (comme représenté sur la figure 5), et revient ensuite dans la position de la figure 6. Mais la ventouse élastique prévue dans les formes de réalisation décrites ci-dessus peut être remplacée par d'autres moyens de retenue équivalents. Ainsi, la figure 9 représente une variante dans laquelle la ventouse élastique 36 ou 36a est remplacée par un aimant 39, apte à retenir l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre 12 qui est en métal magnétique. Cet aimant est monté mobile à l'intérieur d'un logement 40 prévu dans la partie supérieure du corps usiné 7b, qui remplace le corps 7 de la forme de réalisation selon les figures 1 à 7. Cependant, un ressort 41 tend à maintenir l'aimant 39 contre un siège de retenue 42. Be fonctionnement de ce système est alors le même que le précédent. En effet, lorsque l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre parvient dans sa position extrême de relèvement, elle repousse l'aimant 39 à l'encontre de l'action du ressort 41. Be tiroir 9 se trouve alors dans la position représentée à la figure 5. Puis, dès que le piston moteur 4 amorce son retour vers le bas, l'aimant 39 soumis à l'action du ressort 41 repousse légèrement l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre d'une distance e pour l'amener dans la position représentée à la figure 6, sans toutefois déplacer le tiroir de distribution 9. Or, par attraction magnétique, l'aimant 39 maintient l'extrémité 11 de la tige de manoeuvre dans cette position, tant que cette dernière n'est pas attirée vers le bas par le piston moteur 4, au moment où celui-ci parvient près de la fin de sa course. l'à encore, l'extrémité Il de la tige de manoeuvre se trouve donc maintenue immobilisée et soustraite à l'action de la pression régnant dans la chambre du tiroir de distribution. Mais, de nombreuses autres modifications et variantes peuvent évidemment être envisagées pour le présent moteur. REVENDICATIONS 1/- Moteur actionné par un fluide sous pression, dans lequel les distributions de fluide sont assurées par un tiroir unique, actionné dans deux directions orthogonales d'une part par un piston auxiliaire ayant pour fonction de commander l'inversion de la distribution de fluide de part et d'autre du piston moteur, d'autre part par une tige de manoeuvre attelée au piston moteur et dont l'extrémité se trouve soumise à la pression du fluide circulant dans la chambre du tiroir de distribution, ce moteur étant caractérisé en ce qu'en regard de l'extrémité de la tige de manoeuvre est disposé un organe capable de retenir contre lui la face extrême de cette tige après que celle-ci ait atteint l'extrémité correspondante de sa course, et que le tiroir ait été ainsi amené dans une position inversant la distribution de fluide aux extrémités du piston auxiliaire de commande, de sorte que l'extrémité de la tige de manoeuvre se trouve sous traite à l'action de la pression régnant dans la chambre du tiroir de distribution, tant que cette tige n'est pas entraînée mécaniquement en sens inverse par le piston moteur, la force de retenue de l'organe prévu étant alors apte à céder à la trac tion exercée par ce piston. 2/- Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un certain jeu entre les épaulements d'entraÎnement de la tige de manoeuvre, et les extrémités correspondantes du tiroir de distribution, et l'organe de retenue de la tige de manoeuvre est apte à reculer élastiquement lorsque celle-ci parvient à la fin de sa course correspondante, puis à la repousser d'autant, d'une distance inférieure au jeu existant de part et d'autre du tiroir, de sorte que ce dernier reste alors immobile. 3/- Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe destiné à assurer la retenue momentanée de la tige de manoeuvre consiste en une ventouse élastique constituée par un tampon en élastomère. 4/- Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe destiné à assurer la retenue momentanée de la tige de manoeuvre consiste en un tampon élastique comportant un canal à l'inté rieur duquel est engagée une queue portée par l'extrémité de cette tige et qui peut coulisser dans ce canal en étant ajustée serrée dans celui-ci. 5/- Moteur selon la 'revendication 2, caractérisé en ce que l'organe destiné à assurer la retenue momentanée de la tige de manoeuvre consiste en un aimant mobile soumis à l'action d'un ressort de poussée placé du côté opposé à la tige de manoeuvre et qui tend à appliquer cet aimant contre un siège fixe de retenue.