Brevet FR2384188A1 — publié le 19781013

La présente invention concerne un dispositif réduisant les forces hydrodynamiques dans les distributeurs. Dans les distributeurs hydrauliques connus, il apparait au voisinage de l'arête de commande une force hydrodynamique, qui tend à réduire le déplacement du tiroir distributeur. Une représentation selon les figures la et lb permet de comprendre très facilement l'origine de cette force hydrodynamique. Les figures la et lb représentent le diaphragme d'un distributeur a piston, déterminant le débit, les chambres amont et aval, et les canaux de liaison entre ces dernières. La section de l'écou- lement est bien plus faible sur le diaphragme qu'aux autres points et la vitesse d'écoulement n'est donc pas faible au voisinage des arêtes du diaphragme. D'après l'équation de Bernoulli, cette zone de vitesse élevée est simultanément une zone de basse de pression, cette dimintuion de la pression est indiquée symboliquement par la courbe de pression.La force s'exerçant sur la face frontale du piston est proportionnelle à l'aire délimitée par la courbe et tend a ouvrir le distributeur. La pression sur la face frontale aval dépend de la position, car le liquide s'écoule lentement dans cette zone et la courbe de pression est par suite un rectangle, dont la hauteur correspond a la pression dans la chambre aval. L'aire délimitée est plus grande que dans le cas de la première courbe, de sorte que la force de fermeture est supérieure à la force d'ouverture et l'écoulement tend a fermer le distributeur. L'invention a pour objet un distributeur hydraulique, dans lequel les forces hydrodynamiques sont réduites au point de s'annuler pratiquement, interdisant ainsi une fermeture du distributeur. Selon une carac éristique essentielle de l'invention, un gradin est réalisé au voisinage de l'arête de commande, avec un diamètre inférieur au diamètre extérieur du piston distributeur et une longueur supérieure au diamètre de l'orifice de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels les figures la et lb, précédemment décrites, représentent un distributeur hydraulique connu; et la figure 2 représente un exemple de réalisation du distributeur hydraulique selon l'invention. La figure 2 représente un tiroir, logé dans un fourreau 1, avec le piston distributeur cylindrique 2, les arêtes de commande 7, le gradin 3, l'orifice d'arrivée 8, l'orifice de sortie 9 et les faces frontales 4, 5 et 6. Le fonctionnement avec le gradin disposé selon l'invention au voisinage de l'arête de commande est le suivant. La circulation d'huile entre l'orifice d'arrivée 8 et l'orifice de sortie 9 produit une perte de charge sur l'arêtede commande 7 et au voisinage du gradin 3. L'huile circule à une vitesse relativement faible entre les faces frontales 5 et 6, qui sont par suite soumises pratiquement à la même pression, et les forces s'exerçant sur ces faces frontales 5 et 6 se compensent totalement dans le cas de surfaces égales. Les forces axiales résiduelles, s'exerçant sur le piston distributeur 2, résultent de la force s'exerçant à gauche sur la face frontale 6a et de la force sensiblement égale, s'exerçant vers la droite sur la face frontale 4, cette dernière force résultant de la force légèrement plus faible, s'exerçant au voisinage de la face frontale 4 et produite par l'écoulement à cet endroit, et de la perte de charge au voisinage du gradin 3, c'est-à-dire entre l'arête de commande 7 et la face frontale 5. Le gradin 3 étant dimensionné de façon que la somme de toutes les force axiales s'exerçant sur le piston distributeur 2 soit sensiblement nulle, la force hydrodynamique s'exerçant sur le piston est aussi sensiblement nulle, indépendamment du pilotage.Il est possible de dimensioner le diamètre et la longueur du gradin 3 de façon à produire un effet optimal sur le debit et les forces de déplacement du piston distributeur 2. Un écoulement del'orifice de sortie 9 vers l'arête de commande 7 produit une faible force compensatrice, due à ce que la perte de charge s'inverse dans ce cas, c'est-à-dire tente d'obturer l'orifice de commande 8, mais une force impulsionnelle produite par l'écoulement agit simultanément sur la face frontale 4, de sorte que la somme des deux forces s'exerçant en sens inverse sur le piston distributeur tend encore d'obturer l'arête de commande. En d'autres termes, seule une faible amélioration peut être obtenue pour ce sens d'écoulement. Ces deux cas apparaissant toutefois toujours dans un distributeur à quatre voies et arêtes de commande symétriques, une amélioration globale notable est néanmoins possible. L'invention ne se limite pas au cas des distributeurs décrits. Elle est également applicable aux distributeurs tournants. L'etrangement de l'écoulement nécessaire dans les exemples décrits est faible par rapport à la perte de charge totale et ne présente donc aucun inconvénient de perte supplémentaire. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et au dispositif qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. DisDositif de réduction des forces hydrodynamiques dans les distributeurs, caractérisé par la disposition d'un gradin au voisinage immédiat de l'arête de commande, avec un diamètre inférieur au diamètre extérieur du piston distributeur et une longueur supérieure au diamètre de l'orifice de commande. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du gradin est égale ou inférieure au diamètre de ltorifice de commande, afin de produire un effet d'étranglement par le gradin.