Brevet FR2328147A1 — publié le 19770513

La présente invention a pour objet un distributeur à trois voies pour fluide de commande, et plus precisement un distributeur utilisé pour la commande des vérins pneumatiques ou hydrauliques. Ces distributeurs sont généralement associés à un élément de pilotage traversé seulement par une partie du débit fluide traversant le distributeur. Il existe deux types principaux de distributeurs à trois voies, à savoir ceux à simple effet utilisant des moyens élastiques de rappel et ceux utilisant les pressions différentielles agissant sur deux ensembles à clapets. Les premiers dispositifs cités sont relativement simples mais présentent l'inconvénient de nécessiter une pression de pilotage élevée, superieure à la force d'action de moyens élastiques. Les appareils du second type comportent habituellement des clapets cylindriques déplaçables axialement dans une cavité également cylindrique, des joints périphériques étant prévus pour assurer 1'étanchéité entre les chambres délimitées par chaque clapet. Un tel agencement présente l'inconvénient qu'au bout d'un certain temps le joint gonfle du fait de l'huile qutil absorbe. En effet, même dans le cas de distributeurs pour fluide pneumatique, le fluide est toujours plus ou moins chargé dthuile, qui est absorbée en partie par le joint. En conséquence, au bout d'un certain temps d'utilisation, les joints ayant gonflé offrent une certaine résistance, et il convient d'augmenter la pression de pilotage. En règle générale, il faut prévoir une pression de pilotage au moins égale à 2,5 bars. Lorsque les joints continuent à gonfler, ils provoquent à la limite le blocage du clapet. I1 convient alors de démonter le distributeur pour réaliser le remplacement des joints. Il est donc à remarquer que de tels distributeurs ne sont pas constants dans leur fonctionnement et nécessitent un entretien fréquent et onéreux non pas tant par le coft des pièces à remplacer, mais par celui de la main-d'oeuvre devant être mise en oeuvre. La présente invention vise à remédier a ces inconvénients en fournissant un distributeur du type de ceux comportant deux ensembles à clapets jouant le rôle de vannes, possèdant une bonne fiabilité. A cet effet, chaque ensemble comprend une bille déplaçable entre deux positions extrtmes dans chacune desquelles elle est en appui sur un joint annulaire, sous l'effet de la pression différentielle exercée sur une membrane à laquelle elle est associée. Avantageusement, la bille de chaque ensemble est associée à la membrane correspondante par l'intermédiaire d'un piston qui, guidé de façon lâche en translation, sert d'organe de transmission. La pression de pilotage utilisée avec un tel distributeur est constante de l'ordre de 0,2 bar. La vanne formée par chaque ensemble comporte trois chambres délimites par les parois de la cavité et par les deux joints annulaires servant de siège à la bille, dont celle centrale comprise entre les deux joints est reliée à l'une des chambres du cylindre, dont l'une située d'un côté d'un joint annulaire est reliée a la source de fluide sous pression et dont l'autre située de l'autre côté du second joint annulaire est limitée par l'une des faces de la membrane d'actionnement de la bille et communique avec un conduit d'échappement du fluide. Lorsque la bille du premier ensemble est dans une position déterminée assurant la communication entre la chambre centrale et la source d'alimentation en fluide sous pression, la bille de l'autre ensemble est dans une position telle qu'elle autorise la communication entre sa chambre centrale et la tubulure d'échappement, ce qui permet le déplacement du piston du vérin dans un sens. Lorsque les billes des deux ensembles sont dans les positions inverses, le piston du vérin se déplace dans l'autre sens. A cet effet, les moyens de commande sont tels que la face de la membrane opposée à celle située dans la chambre d'échappement de la vanne, est située dans une chambre pouvant être mise en communication soit avec la source de fluide sous pression soit avec l'échappement, la chambre d'un ensemble étant reliée à la source de fluide sous pression lorsque l'autre est en communication avec 1 t échappement et inversement. Selon une forme préférée d'exécution du distributeur selon l'invention, la chambre d'un ensemble, limitée par la membrane, est reliée à I'élément de'pilotage, ce dernier étant agencé de manière à pouvoir la mettre en communication soit avec la source de fluide sous pression soit avec l'échappement, tandis que la chambre correspondante de l'autre ensemble est en communication avec la chambre centrale du premier ensemble comprise entre les deux joints annulaires. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, a titre d'exemple non limitatif, un distributeur selon l'invention. Figures l et 2 sont deux vues très schématiques en coupe du même distributeur, associé à un dispositif de pilotage et à un vérin de types connus, dans deux états différents correspondant aux deux sens de déplacement du piston du vérin. Ce distributeur comportant deux ensembles a clapets, il est à noter que les mêmes éléments des deux ensembles portent les mêmes références affectées de l'indice a pour l'un des ensembles et de l'indice b pour l'autre. Chaque ensemble comporte une cavité 2 servant de logement à une bille 3. Cette bille 3 est déplacable entre deux joints annulaires, respectivement 4 et 5. La vanne formée par chaque ensemble comporte trois chambres délimitées par les parois de la cavité 2 et par les joints 4 et 5. C'est ainsi qu'elle comporte une chambre centrale 6 comprise entre les deux joints, dans laquelle est logée la bille 3. Du côté de l'ensemble opposé à la chambre 6 relativement au joint 4 se trouve une chambre 7 en communication avec un conduit 8 relié à une source de fluide sous pression. Du côté du joint 5 opposé à la chambre centrale 6 se trouve une chambre 9 communiquant avec un conduit d'échappement 10. Cette chambre 9, appelée chambre d'échappement, contient un piston 12 guidé en translation de façon lâche perpendiculairement au plan des joints 4 et 5. Ce piston 12 est en appui, d'une part, sur la bille 3 et, d'autre part, sur une membrane 13. I1 est à noter que la chambre centrale 6 de chaque ensemble est en communication par l'intermédiaire d'un conduit 14 avec l'une des chambres 15 d'un cylindre 16. La face de la membrane 13 opposée à celle située dans la chambre d'échappement 9 est située dans une chambre 17 pouvant être mise en communication soit avec la source de fluide sous pression, soit avec l'échappement. En ce qui concerne la chambre 17a, elle est en communication avec un élément de pilotage 18. En ce qui concerne la chambre 17b, elle communique avec la chambre centrale 6a de l'autre élément par l'intermédiaire d'un conduit 19. En ce qui concerne l'élément de pilotage 18, il n'est traversé que par une faible partie du fluide sous pression. il comporte un dispositif à tiroir actionné, d'une part, par un électro-aimant 20 ét, d'autre part, par un ressort 22. Les conduits arrivant à l'élément de pilotage, sont les suivants un conduit 23 relié à la source de fluide sous pression, un conduit 24 débouchant dans la chambre 17a, et une dérivation 24c du conduit 24.Le tiroir est agencé de façon telle que, lorsque l'e'lectro-aimant est excité, il attire le noyau 25 du tiroir, et: met en communication par l'intermédiaire d'un conduit 26 les tubulures 23 et 24, comme montré à la figure l. Au contraire, lorsque ltélectro-aimant n'est plus excité, le ressort 22 se détend et déplace le tiroir jusque dans la position représentée à la figure 2. Dans cette position, les conduits 23 et 24 ne sont plus en communication et la chambre 17a est reliée à l'échappement par l'intermédiaire du conduit 24c et du conduit 27 ménagé dans le tiroir. Le fonctionnement de ce distributeur est le suivant Lorsque 1'électro--aimant est excité, le tiroir est dans la position représentée à la figure 1 assurant la communication entre les conduits 23 et 24. La chambre 17a étant de ce fait reliée à la source d'alimentation en fluide sous pression, la membrane 13a se déforme et provoque le déplacement du piston 12a et par suite de la bille 3a, de telle sorte que celle-ci vient en appui contre le joint annulaire 4a. Cette position de la bille assure la communication entre la chambre 15a du cylindre 16 et l'échappement. La pression régnant dans la chambre 17b est également très faible puisque celle-ci est alors reliée à ltéchappement par l'intermé- diaire de la chambre centrale 6a.De ce fait, la bille 3b est en appui contre le joint annulaire 5b. La bille 3b étant dans cette position, assure la communication entre les chambres 6b et 7b et par suite la communication entre la source de fluide sous pression et la chambre 15b du cylindre 16. Par conséquent, le piston 28 peut se déplacer dans le sens de la flèche 29 du fait que du fluide sous pression est -admis dans la chambre 15b et que du fluide peut s'échapper de la chambre 15a. Lorsque l'élément de pilotage est actionné de façon telle que l'électro-aimant 20 n'attire plus le noyau 25, le ressort 22 se de' tend provoquant le déplacement du tiroir jusque dans la position représentée a'- la figure 2. On constate que, dans cette position, la chambre 17a est mise à ltéchappement par ltintermédiaire des conduits 24, 24c et 27. De ce fait, la membrane 13a n'est pas déformée, et la bille 3a est en appui sur le joint annulaire 5a. La communication est alors réalisée entre les chambres 6a et 7a, de telle sorte que la chambre 15a du cylindre 16 est alimentez en fluide sous pression, de même que la chambre 17b par l'intermédiaire du conduit 19. La pression dans la chambre 17b étant importante, la membrane 13b se déforme et provoque la mise en appui de la bille 3b sur le joint 4b. Par conséquent, la communication est réalisée entre les chambres 6b et 9b, et par suite entre la chambre 15b du cylindre 16 et l'échappement. il est évident que la chambre 15a étant alimentée en fluide sous pression et la chambre 15b étant reliée à I'échappement, le piston 28 va se déplacer dans le sens de la flèche 30. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce distributeur décrite ci-dessus a titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - - Distributeur à trois voies pour fluide de commande, du type de ceux comportant deux ensembles à clapets jouant le rôle de vannes, caractérisé en ce que chaque ensemble comprend une bille déplaçable entre deux positions extrêmes dans chacune desquelles elle est en appui sur un joint annulaire, sous l'effet de la pression différentielle exercée sur une membrane à laquelle elle est associée. 2. - Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bille de chaque ensemble est associée à la membrane correspondante par l'intermédiaire d'un piston qui, guidé de façon lâche en translation, sert d'organe de transmission. 3. - Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vanne formée par chaque ensemble comporte trois chambres délimitées par les parois-de la cavité et par les deux joints annulaires servant de siège à la bille, dont celle centrale comprise entre les deux joints est reliée à l'une des chambres du cylindre, dont l'une située d'un côté d'un joint annulaire est reliée à la source de fluide sous pression et dont l'autre située de l'autre côté du second joint annulaire est limitée par l'une des faces de la membrane d'actionnement de la bille et communique avec un conduit d'échappement du fluide. 4. - Distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face de la membrane opposée à celle située dans la chambre d'échappement de la vanne, est située dans une chambre pouvant & re mise en communication soit avec la source de fluide sous pression, soit avec ltéchappement, la chambre d'un ensemble -étant reliée à la source de fluide sous pression lorsque l'autre est en communication avec ltéchappement et inversement. 5. - Distributeur selon la revendication 4,caractérisé en ce que la chambre d'un ensemble, limitée par la membrane, est reliée à ltélément de-pilotage, ce dernier étant agencé de manière à pouvoir la mettre en communication soit avec la source de fluide sous pression, soit avec I'échappement, tandis que la chambre correspondante de l'autre ensemble est en communication avec la chambre centrale du premier ensemble comprise entre les deux joints annulaires.