Brevet FR2484029A1 — publié le 19811211

Perfectionnements apportés aux distributeurs à double effet. L'invention est relative à des perfectionnements apportés aux distributeurs à double effet du genre de ceux qui comportent un corps de distributeur muni de deux orifices de raccordement à un organe de travail, notamment un vérin à double effet, d'un orifice d'arrivée de fluide sous pression, d'au moins un orifice de raccordement à un échappement ou à un réservoir,et un tiroir propre à se déplacer dans le corps de distributeur de manière à établir ou à fermer des communications entre les divers orifices, selon la position qu'il occupe. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, un distributeur hydraulique. L'invention a pour but, surtout, de rendre les distributeurs à double effet, du genre défini précédemment, tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique, et notamment tels qu'ils assurent une bonne étanchéité sur un de leurs départs. Selon l'invention, un distributeur à double effet du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait qu'il comporte un clapet de retenue monté, dans le corps de distributeur, sur un des orifices de départ, ce clapet de retenue comportant une aiguille de commande d'ouverture du clapet, ladite aiguille étant propre à coopérer, à une extrémité, avec une rampe de commande prévue sur le tiroir, et à son autre extrémité, avec un élément de fermeture mobile, de section réduite, notamment une bille, l'ensemble étant tel que la coopération de la rampe et de l'aiguille permet de décoller l'élément de fermeture d'un siège et d'équilibrer les pressions de part et d'autre du clapet en vue de son ouverture. Le tiroir comporte différentes portées et qorges propres à coopérer avec des portées ou qorges complémentaires du corps de distributeur, l'ensemble étant agencé de manière que, lors du déplacement du tiroir dans le sens qui provoque l'ouverture du clapet, soient assurées tout d'abord une décompression de la capacité opposée à celle branchée sur le clapet par mise en communication de cette capacité avec l'échappement ou réservoir, puis l'ouverture du clapet par coopération de la rampe et de l'aiguille de commande, et, après ouverture de ce clapet, la mise en communication de ladite capacité branchée sur le clapet avec l'échappement. De préférence, le tiroir est agencé de manière à établir une position de "flou" (pour laquelle les deux orifices de raccordement du distributeur sont reliés simultanément à l'échappement) entre une position "neutre", pour laquelle les orifices de raccordement sont isolés de l'admission de fluide sous pression et-de l'échappement, et une position de "descente" pour laquelle la capacité branchée sur le clapet est reliée à l'échappement, tandis que la capacité opposée est reliée à l'orifice d'arrivée de fluide sous pression. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ciaprès à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ce dessin, est une coupe suivant I-I figure 2 d'un distributeur double effet conforme à l'invention. La figure 2,enfin, est une vue de dessus avec parties arrachées du distributeur. En se reportant au dessin, notamment à la figure 1, on peut voir un distributeur à double effet D comportant un corps de distributeur 1 et un tiroir 2 propre à se déplacer, par coulissement axial, dans un alésage 3 du corps 1. Deux orifices 4, 5 de raccorde ment à un organe de travail V sont prévus dans le corps 1. L'organe de travail V peut être formé par un vérin à -double effet, comme schématiquement représenté. Uh passage 6 d'arrivée de fluide sous pression est prévu à travers le corps de distributeur.Uhe plaque de liaison (non montrée) relie, après le distributeur,ce passage à un passage de chicane centrale. Cette chicane comprend deux gorges ou chambres annulaires latérales 7a, 7b et une gorge centrale 7c. Des épaulements 8a, 8b, à contour circulaire, sont prévus, respectivement, entre les gorges latérales 7a, 7b et la gorge centrale 7c. Les orifices de raccordement 4 et 5 sont reliés à deux chambres 9 et 10 situées de part et d'autre, respectivement, des gorges latérales 7a, 7b. La chambre 9 est séparée de la chambre 7a-par un épaulement ou portée 11 à contour circulaire tandis que la chambre 10 est séparée de la gorge latérale 7b par un épaulement 12. Le corps 1 est muni de deux orifices 13, 14 de raccord à un échappement ou à un réservoir T à pression relative nulle ou faible. L'orifice 13 est relié à une chambre 15 située, suivant l'axe du tiroir 2, entre la chambre 9 et l'extrémité voisine du corps 1, tandis que l'orifice 14 est relié à une chambre 16 située entre la chambre 10 et l'extrémité voisine du corps 1. Les chambres 9, 10, 15 et 16 ainsi que les gorges 7a, 7b, 7c sont traversées par le tiroir 2. Les chambres 15 et 16 sont séparées des chambres voisines 9, 10 par des épaulements circulaires 17, 18 prévus dans le corps de distributeur. Le tiroir 2 est muni de portées circulaires propres à coopérer avec les épaulements prévus entre les diverses gorges ou chambres du corps de distributeur de manière à établir ou à fermer, selon la position axiale qu'il occupe, les communications entre ces diverses chambres ou gorges, et, de ce fait, entre les divers orifices de raccordement, d'arrivée de fluide sous pression et d'échappement. Le tiroir 2 est agencé de telle sorte que, dans la position neutre, représentée sur la figure 1, les deux orifices de raccordement 4, 5 sont isolés à la fois de l'arrivée 6 de fluide sous pression et de l'échappement ou du réservoir T. La position neutre du tiroir 2 est repérée sur la figure 2-par un trait affecté de l'indication "neutre", passant par le centre d'un trou 2a prévu dans le tiroir pour l'entrainement de ce tiroir. Dans une autre position axiale du tiroir 2, position repérée par convention "montée", l'arrivée de fluide sous pression est mise en communication avec la chambre 9 (cette chambre restant isolée de l'échappement T) tandis que la chambre 10 et l'orifice 5 sont reliés à l'échappement T. Cette position correspond à un déplacement du tiroir 2 vers la droite, selon la représentation de la figure 1, jusqu'à ce que le centre du trou 2a se trouve au droit de la ligne "montée". Une autre position désignée, par convention, "descente correspondant à un déplacement maximum du tiroir 2 vers la gauche de la figure 1, établit une.liai- son entre, d'une part, l'orifice de raccordement 4 et la chambre 9 et, d'autre part, le réservoir T, tandis que l'orifice de raccordement 5 est relié à l'arrivée de fluide sous pression 6. Le tiroir 2 est agencé de telle sorte que, pour une position intermédiaire entre la position "neutre" et la position "descente", les deux orifices de raccordement 4 et 5 soient reliés au réservoir T tout en étant isolés de l'arrivée 6 de fluide sous pression. Cette position a été désignée par l'expression "flou" sur la figure 1. Plus précisément, le tiroir 2 comporte, à chaque extrémité longitudinale, une portée19, 20 dont le diamètre est égal à celui de l'alésage 3. La portée 19, située la plus à gauche, est suivie, sur la droite, d'une gorge 21 Pour permettre d'établir une communication progressive, des fentes d'étranglement, par exemple deux fentes 22 diamétralement opposées, sont prévues au niveau de l'épaulement de raccordement entre la portée 19 et la gorge 21. Uhe rampe 23, notamment formée par une portée tronconique dont le diamètre va en augmentant vers le centre du distributeur, est prévue du côté de la gorge 21 situé vers le centre du distributeur. Cette rampe 23 est suivie par une portée cylindrique 24 qui se raccorde à une portée 25 dont le diamètre est égal à celui de l'alésage 3. La portée 25 est suivie, sur la droite, par une gorge 26. Pour assurer un étranglement progressif, des fentes d'étranglement, par exemple deux fentes 27 diamétralement opposées (semblables aux fentes 22) sont ménagées dans l'épaulement de raccordement entre la portée 25 et la gorge 26. La gorge 26 est suivie par une portée centrale 28, de dimension axiale réduite et de diamètre égal à celui de l'alésage 3, puis par une gorge 29. Cette gorge 29 est suivie d'une portée 30, laquelle est suivie par une gorge 31, par un épaulement 32 et par une nouvelle gorge 33 ; on retrouve enfin la portée 20 dont il a été question précédemment. Au niveau des épaulements de raccordement entre la portée 30 et les gorges 29 et 31 et entre la portée 32 et la gorge 31, des fentes d'étranglement progressif f, semblables aux fentes 22, 27, sont prévues. Les dimensions axiales des différentes portées et gorges sont déterminées de manière que la mise en communication ou l'isolement des divers orifices 4, 5, 6 et 13, 14 (réservoir T) soient réalisés comme indiqué précédemment. Le distributeur comporte un clapet de retenue R monté dans le corps de distributeur sur l'orifice de raccordement ou de départ 4. Ce clapet de retenue R comprend un clapet proprement dit 34 muni d'une surface d'appui, par exemple tronconique, propre à s'appliquer de manière étanche contre un siège 35. Le clapet 34 est propre à se fermer sous l'effet d'une surpression du côté de l'orifice 4 opposé à la chambre 9. Ce clapet 34 est piloté par un élément de fermeture mobile de section réduite, notamment formé par une bille 36 de faible diamètre. Cette bille est montée dans un logement central cylindrique 37 du clapet ; la bille 36 est poussée par un ressort 38 contre un siège de manière à fermer, lorsqu'elle est en appui contre ce siège, le canal 39 qui prolonge le logement 37 et débouche dans la chambre 9. Le ressort 38 prend appui, à son autre extrémité, contre le fond d'un logement prévu dans une couronne 40 filetée extérieurement, vissée dans un taraudage de l'orifice 4. La couronne 40 comporte des trous 41 (fig. 2) pour le passage du fluide. Le clapet R comporte une aiguille 42 de commande de l'ouverture ; cette aiguille est orientée suivant une direction orthogonale à la direction longitudinale du tiroir 2 et est propre à coulisser dans un alésage de guidage 43 prévu dans le corps 1. L'extrémité de la tige 42 voisine du tiroir 2 est arrondie et est propre à coopérer, lors du déplacement du tiroir 2 vers la gauche en position "flou" ou en position "descente", avec une rampe formée par la surface tronconique 23, et avec la portée cylindrique 24 du tiroir 2. Cette coopération provoque un déplacement de la tige 42 suivant sa direction longitudinale, c'est-à-dire vers le haut dans la représentation de la fig. 1. L'extrémité supérieure de la tige 42 est formée par un prolongement 44, de plus faible diamètre, engagé dans le canal 39. Lorsque la tige 42 est soulevée par déplacement du tiroir 2 vers la position "descente", le prolongement 44 décolle la bille 36 de son siège de sorte que les pressions de part et d'autre du clapet 34 s'équilibrent. Lors du déplacement ultérieur de la tige 42, cette dernière, par son épaulement de raccordement avec le prolongement 44, peut assurer le déplacement du clapet 34, pour le décoller de son siège, sans que des efforts trop importants soient mis en jeu, du fait de l'équilibrage des pressions de part et d'autre du clapet réalisé préalablement. La section transversale de la bille 36 étant réduite, le soulèvement de cette bille, avant équilibrage des pressions, ne nécessite pas des efforts importants. L'ensemble est agencé de telle sorte que lors du déplacement du tiroir 2 de la position neutre, vers la position "flou" et vers la position "descente", la montée de la tige 42 sur la portée 24 et le décollement de la bille 36 ainsi que l'ouverture du clapet'34 soient effectuées avant que la chambre 9 ne soit mise en communication avec le réservoir T. De la sorte, la montée en pression de la chambre 9 gracie à l'ouverture de la bille 36 peut s'effectuer rapidement puisqu'il n'y a pas d'écoulement de fluide de la chambre 9 vers le réservoir T. Les différentes portées et gorges du tiroir 2 sont, en outre, disposées de manière telle que lors du déplacement de ce tiroir de la position neutre vers la position "flou', l'orifice 5 et la chambre 10 soient reliés au réservoir T, c'est-à-dire à la chambre 16 (du fait du déplacement vers la gauche de la portée 32 selon la fig. 1) avant que les fentes de progressivité 22 n'établissent une communication entre d'une part la chambre 9 et l'orifice 4, et d'autre part, la chambre 15, l'orifice 13 et le réservoir.De cette manière, si le piston du vérin V, sous l'effet de la charge, se déplace dans un sens qui provoque un refoulement de liquide par les fentes 22, et l'aspiration de liquide en prove nance de l'orifice 5, dans la chambre opposée du vérin, on évite le risque d'un phénomène de cavitation dans le circuit de départ opposé à celui qui comporte le clapet de retenue R, puisque ce circuit, du fait de sa mise en liaison avec le réservoir T, sera réalimenté en liquide. Ceci étant, le fonctionnement du distributeur conforme à l'invention est le suivant. Ce fonctionnement sera décrit brièvement, du fait qu'il peut se déduire aisément des explications précédentes. On supposera que le distributeur est utilisé pour commander un vérin V qui soulève une charge M, la montée de la charge étant assurée par l'envoi de fluide sous pression à travers l'orifice de départ 4. En position neutre, représentée sur la figure 1, la chambre de travail du vérin V reliée à l'orifice de départ 4 est sous pression et est isolée, de manière totalement étanche, de la chambre 9, par le clapet R. Du fait de cette étanchéité, la charge M est maintenue en position, lorsque le tiroir 2 est au neutre. La chambre opposée du vérin, reliée à l'orifice 5, est isolée du réservoir et de l'admission de fluide sous pression par les portées du tiroir. Pour obtenir la montée de la charge, on déplace le tiroir 2 vers la droite, par rapport à la position représentée sur la fig. 1, de telle sorte que la pression soit admise de la gorge 7a vers la chambre 9. Cette pression provoque l'ouverture du clapet R et l'alimentation de la chambre du vérin branchée sur l'orifice 4. En entrainant à fond de course le tiroir 2 dans le sens opposé, c'est-à-dire vers la gauche selon la fig. 1, on passe en position "descente" pour laquelle le fluide sous pression est admis de la gorge 7b vers la chambre 10 et l'orifice 5, tandis que l'orifice 4 est mis en communication avec le réservoir T, le clapet R ayant été ouvert, suite au déplacement du tiroir 2, par la rampe 23 et la portée 24. Un déplacement rapide et total du tiroir 2 jusqu'à la position "descente" provoque une descente rapide de la charge. Il est toutefois possible d'obtenir une descente lente et progressive à vitesse controlée, de cette charge, par un déplacement lent du tiroir 2 de manière à contrôler l'écoulement du fluide par les fentes de progressivité 22. Le distributeur à double effet pourrait être utilisé en simple effet auquel cas, la position "descente" serait condamnée par un blocage approprié de la timonerie de commande du tiroir 2 Dans le cas d'un fonctionnement du distribuen position "flou" teur en simple effet, lors de la descente/,la pompe qui envoie le fluide sous pression à l'orifice 6 reste reliée au réservoir et travaille à pression nulle aux pertes de charge près. On peut adjoindre à l'ensemble un dispositif de déverrouillage hydraulique assurant le retour du tiroir au "neutre" lorsque le vérin vient en butée soit en "montée", soit en "descente", soit encore uniquement dans l'une ou l'autre de ces position. REVENDICATIONS 1. Distributeur à double effet comportant un corps de distributeur muni de deux orifices de raccordement à un organe de travail, notamment un vérin à double effet, d'un orifice d'arrivée de fluide sous pression, d'au moins un orifice de raccordement à un échappement ou à un réservoir, et un tiroir propre à se déplacer dans le corps de distributeur de manière à établir ou à fermer des communications entre les divers orifices, selon la position qu'il occupe, caractérisé par le fait qu'il comporte un clapet (R) de retenue monté, dans le corps (1) de distributeur, sur un des orifices (4) de départ, ce clapet de retenue comportant une aiguille (42) de commande d'ouverture du clapet, ladite aiguille étant propre à coopérer, à une extrémité, avec une rampe (23 24) de commande prévue sur le tiroir (2), et à son autre extrémité (44), avec un élément de fermeture mobile, de section réduite, notamment une bille (36), l'ensemble étant tel que la coopération de la rampe et de l'aiguille permet de décoller l'élément de fermeture (36) d'un siège et d'équilibrer les pressions de part et d'autre du clapet en vue de son ouverture. 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tiroir (2) et le corps de distributeur (1) comportent des portées ou gorges complémentaires agencées de telle sorte qu'à deux positions extrêmes du tiroir (2) correspondent,respectivement, une position de "montée" et une position de "descente" une position "neutre" étant prévue entre la 'montée" et la 'descente", tandis qu'une position de "flou" est prévue entre la position "neutre" et la "descente le clapet de retenue (R) étant notamment prévu sur l'orifice de départ (4) traversé par le fluide sous pression en position "montée" du tiroir (2). 3. Distributeur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que le tiroir (2) et le corps de distributeur (1) comportent différentes portées et gorges complémentaires agencées de manière que, lors du déplacement du tiroir (2) dans le sens qui provoque l'ouverture du clapet (R),soient assurées, tout d'abord, une décompression de la capacité opposée à celle branchée sur le clapet par mise en communication de cette capacité avec l'échappement ou réservoir (T), puis l'ouverture du clapet (R) par coopération de la rampe (23, 24) et de l'aiguille de commande (42), et après ouverture de ce clapet, la mise en communication de ladite capacité branchée sur le clapet avec l'échappement (T). 4. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tiroir (2) est muni de fentes de progressivité (22, 27, f) permettant de contrôler la vitesse de déplacement.