Brevet FR2480897A3 — publié le 19811023

FR 2480897 A3 19811023 FR 8107806 A 19810417 La présente invention concerne un distributeur de fluides du type présentant un arbre tournant a' l'intérieur d'un corps distributeur, utilisable comme soupcpe-pilote, en particulier, mais non exclusivement, dans les installations automatiques de canalisation de fluides. Comme on le sait, les installations automatiques qui canalisent les fluides et beaucoup d'autres installations, en général, sont commandées, dans leurs diverses phases de fonc tionnement, par des soupapes actionnables par la pression d'un circuit de commande ou de pilotage qui centrale le fonctionnement de toute l'installation Ce circuit de commande qui agit sur lesdites soupapes de pression est à son tour, dans beaucoup de cas, contre par une soupape-pilote qui, au choix de l'opérateur, met sous pression OU reporte à la pression atmosphérique les diverses branches du circuit de commande débouchant sur les soupapes de pression. En pratique, une source de fluide sous pression, sur commande de la soupape de pilotage est reliée alternativement aux diverses branches du circuit de pilotageSpour actionner ou non les soupapes de pression qui eontr81ent, par exemple, une installation du type mentionné. On contact déja, et ce ne sont pas des objets de la présente invention, de telles installations, ainsi que les soupapes de pression qui les contrôlent et les circuits de pilotage qui débouchent sur les soupapes de pression. Par contre, un objet de la présente invention est, en particulier, une soupape de pilotage dans sa forme considérée actuellement comme la plus valable, qui est essentiellement définie comme un distributeur dans lequel un arbre distributeur tournant relie ou sépare alternativement et sélectivement une série de passages formés dans un corps distributeur où arrive un fluide sous pression, et un passage de décharge a la pression ambiante. Les soupapes de commande, ou distributeurs, du type indiqué sont connus, en particulier, par le brevet des Etats Unis d'Amérique NO 3 134 403 de John RUDELICK, dans lequel on décrit des distributeurs hydrauliques qui, tout en étant complètement satisfaisants du point de vue technique quant à la solution de principe, ont donné lieu à des problèmes assez importants d'ordre pratique. Par exemple, dans ce brevet, on enseigne comment réaliser un arbre distributeur tournant qui présente en surface, pour la distribution sélective du fluide sous pression à travers les divers passages associés au corps distributeur, plusieurs nervures annulaires qui subdivisent intérieurement le distributeur hydraulique en autant de chambres ; on prévoit, en particulier, trois nervures annulaires qui divisent l'espace interne au niveau de l'arbre distributeur en quatre chambres. Ces chambres sont en outre en communication l'une avec l'autre deux à deux au moyen de canaux pratiqués à l'intérieur de l'arbre distributeur. Il est évident qu'une structure semblable est notablement complexe et surtout coûteuse dans sa réalisation, du fait qu'elle nécessite des opérations compliquées et répétées pour la fabrication de l'arbre distributeur. On note en outre que ces opérations doivent être exécutées avec une extrême précision, pour ne pas donner lieu à une perte d'étanchéité, ainsi qu a un mauvais fonctionnement du distributeur. Un autre inconvénient du distributeur hydraulique connu décrit par le brevet cité est lié tant au développement des nervures annulaires sur l'arbre distributeur, qu'au positionnement des passages dans le corps de celui-ci ; on prévoit au total six passages contrôlables sélectivement, plus deux passages d'entrée et de décharge et, pour les premiers, quatre positions opérationnelles sont possibles. Pour chacune de ces positions opérationnelles, au moins deux des passages contrôlés sont en communication avec le fluide sous pression et au moins deux autres passages contrôlés sont à la pression ambiante.Ceci a lieu lorsqu'on prévoit que le circuit de commande directement lié au distributeur hydraulique ouvre ou ferme pour chaque position de service au moins deux soupapes sous pression lesquelles sont en fait corrélées l'une avec l'autre en couples disposés tant à l'entrée qu'à la sortie des tubes associés au dispositif de canalisation. Lorsqu'on a au moins deux soupapes ouvertes, on assure le fonctionnement des dispositifs en rendant possible une circulation des fluides à l'entrée et à la sortie par rapport aux dispositifs euxmêmes. I1 arrive souvent cependant qu'on doive déterminer un blocage de l'un de ces dispositifs lorsque, par exemple, on en prévoit deux qui travaillent alternativement en parallèle. Dans un tel cas, une soupape de commande ou un distributeur du type mentionné ne peut remplir cette fonction et le blocage d'un dispositif a lieu avec d'autres éléments qui, bien que simples, s'ajoutent à ceux déjà existants. Etant donné cette situation, le but général du présent certificat d'utilité est de remédier aux inconvénients d'ordre pratique énumérés ci-dessus. A l'intérieur de ce concept général il y a un but particulier, selon la présente invention, qui est de produire un distributeur qui, bien que particulièrement fonctionnel, présente une structure permettant de le fabriquer à des coûts sensiblement inférieurs à ceux qui sont actuellement nécessaires pour fabriquer des distributeurs analogues. Un autre but est de produire un tel distributeur fonctionnellement complet, qui permette, non seulement de fournir une commande fonctionnelle des soupapes auxquelles il est relié mais également, éventuollementX un arr8t du fonctionnement de l'installation dont font partie les soupapes. Un autre but de la présente invention est de produire un distributeur qui, par sa structure, peut eAtre employé également dans les installations qui utilisent des distributeurs du type déjà connu. Ces buts et d'autres encore qui apparattront davantage par la suite de la demande découlent de la structure du distributeur pour fluides selon la présente invention qui comprend un corps distributeur pourvu d'une cavité cylindrique et d'une pluralité de passages s'étendant entre la surface externe du corps proprement dit et la cavité, ces passages débouchant dans la cavité en plusieurs positions espacées les unes des autres et qui comprend en outre un arbre distributeur qui est introduit dans ladite cavité de façon a pouvoir tourner et qui peut être positionné angulairement, la structure de cet arbre permettant de réunir sélectivement entre eux lesdits passages en fonction de sa position angulaire par rapport au corps distributeur. La structure est caractérisée en ce que l'arbre distributeur présente extérieurement une portion à section réduite définissant avec la surface cylindrique de la cavité un espace susceptible de relier entre eux les passages et une cloison séparatrice annulaire située obliquement par rapport à l'axe de l'arbre de façon à produire un contact étanche avec la surface cylindrique pour subdiviser ledit espace en deux chambres dont chacune peut mettre en communication sélectivement un ou plusieurs desdits passages, en fonction de la position angulaire de l'arbre distributeur. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement dans la description suivante d'une forme de réalisation préférée de la présente invention, qui est faite à titre d'exemple et non limitativement. Sur les dessins la figure 1 représente en perspective et en vue éclatée quelques éléments du distributeur selon le présent certificat d'utilité . la figure 2 est une section longitudinale des éléments de la figure I lorsqu'ils sont montés la figure 3 montre une face du groupe de la figure 2 . la figure 4 montre une disposition des passages pratiqués dans le distributeur, sur la surface externe du corps distributeur développée sur un plan . la figure 5 montre un tableau sur lequel les ordonnées désignent les passages A, B, C, D, E, F formés dans le distributeur, tandis que les abscisses indiquent les positions I, II, III, IV, V prévues selon la présente invention ; sur ce tableau, on indique par un cercle les passages traversés par le fluide sous pression, les passages à pression ambiante dans les diverses positions opérationnelles correspondent aux cases non marquées par un code ; et les figures 6 à 10 montrent en référence aux figures 4 et 5 comment sont disposés les divers passages par rapport à la cloison séparatrice selon la présente invention, qui subdivise intérieurement le distributeur en deux chambres de pression différentes, en fonction de la position angulaire de l'arbre distributeur et, par conséquence, de la cloison. Selon les figures indiquées, le distributeur de la présente invention désigné globalement par le numéro de référence 1 comprend comme éléments principaux un corps distributeur 2 traversé au centre et coaxialement par une cavité cylindrique 3, et un arbre distributeur 4 que l'on peut introduire dans la cavité cylindrique 3. Le corps distributeur 2 présente la forme d'un bloc cylindrique et il est de préférence réalisé en une matière plastique de façon à être indéformable, non absorbant, autolubrifiant et anti-grippant. Le corps distributeur 2 est traversé par plusieurs passages 5 qui s'étendent de faS surface externe 2a du corps distributeur 2 à la cavité cylindrique 3 du même corps. Les passages 5 sont désignés individuellement par des lettres et, plus précisément, par les lettres de A à E pour les passages 5 contrôlés et par les lettres I et S pour les passages 5 principaux, comme on le verra par la suite. Depuis la surface externe 2a du corps distributeur 2, on prévoit des prises raccordant des tubulures non représentées qui mettent le distributeur 1 en contact avec un circuit de commande. Les passages 5 sont représentés en particulier aux figures 1, 2 et 4. Ils sont constitués par des trous filetés 5a d'une section importante continués, å leur extrémité et coaxialement, en direction de la cavité cylindrique 3, par des trous calibrés 5b. Ces derniers présentent une section extrêmement réduite quand il s'agit de passages 5 du type contrôlé désignés par les lettres A, B, C, D, E, F et une section plus importante mais toujours bien moindre que celles des trous filetés Sa, quand il s'agit aux passages 5 principaux, désignés par les lettres I et S.Les passages principaux I et S sont disposés au voisinage de l'extrémité du corps distributeur 2 et le passage principal I est en communication avec une source de fluide sous pression, tandis que le passage principal S communique avec l'atmosphère ambiante. L'arbre distributeur 4, qui est inséré dans la cavité cylindrique 3, présente deux extrémités 4a exactement à la mesure de la cavité cylirdrique 3 et pourvues de garnitures 6. L'une de ces extrémités 4a est continuée extérieurement au corps distributeur 2 par une virole 7 facilitant la rotation manuelle de l'arbre distributeur 4. Entre la virole 7 et une base du corps distributeur 2 est monté un dispositif indicateur 8 (figure 3) qui est fixe et divisé en 5 secteurs. L'indicateur 8 indique les rotations de l'arbre 4. En fait, ce dernier est pourvu sur la virole 7 d'une marque de repérage 9 qui se place en correspondance avec l'un des secteurs, en fonction de la position-angulaire de l'arbre distributeur. Comme le montrent les figures 1 et 2, l'arbre distributeur 4 présente entre les extrémités 4a une portion à section réduite 4b qui, avec la surface cylindrique 3, définit un espace 10 dans lequel on peut introduire du fluide. L'espace 10 s'étend parallèlement à l'axe, sensiblement du passage principal I au passage principal S. L'espace 10 est subdivisé en deux chambres égales 10a du c8té de la virole 7, et 70b du côté opposé, par la présence d'une cloison annulaire 11 en saillie sur l'arbre distributeur 4 qui assure un contact glissant étanche avec la surface cylindrique de la cavité 3 du corps distributeur 2. La cloison annulaire 11 présente comme élément de contact avec la cavité cylindrique 3 une garniture annulaire étanche lia du type des joints et elle se développe obliquement par rapport à l'axe de l'arbre distributeur 4. Dans la direction longitudinale de l'arbre 4, la cloison annulaire 11 s'étend pratiquement assez pour commander toute la zone de l'espace 10 dans lequel débouchent les passages contralés A à E.La cloison annulaire 17 est représentée aux figures 1 et 2 par une saillie de l'arbre distributeur 4, présentant une rainure à sa partie supérieure, de façon à pouvoir recevoir la garniture annulaire étanche lia. Il est évident cependant que la cloison annulaire Il peut entre réalisée d'une autre façon pourvu qu'elle satisfasse aux conditions exposées ci-dessus. Par exemple, la cloison annulaire Il peut être constituée simplement par la garniture annulaire étanche lia qui est alors partiellement encastrée dans l'arbre distributeur 4. Le fonctionnement du distributeur 1 dont la structure a été décrite ci-dessus, ainsi que les autres éléments structurels concernant la distribution des passages 5 sont illustrés aux figures 4 à 10. Plus précisément, la figure 4 représente de manière détaillée la position des passages 5 dans le corps distributeur 2, la figure 5 montre au moyen d'un tableau le fonctionnement du distributeur 1 et les figures 6 à 10 présentent en combinaison le schéma de la figure 4 et les diverses phases de fonctionnement décrites à la figure 5. Il résulte des figures que les passages contrôlés A, B, C, D, E, F sont alternativement en contact avec le passage principal I pour l'entrée du fluide sous pression ou S pour la décharge de fluide et la stabilisation des conduites à une pression ambiante, selon 4 positions fonctionnelles désignées par I, II, III, IV à la figure 5 et représentées respectivement sur les figures 6/9. Dans ces 4 positions fonctionnelles, le passage principal I est toujours en communication avec la chambre lOb, le passage principal S est toujours en communication avec la chambre 10a, les passages contrôlés étant en communication, en fonction de la position de la cloison annulaire 11, avec l'une ou l'autre des chambres 10a et 10b.Dans chacune de ces 4 positions, en outre, chaque chambre 10a et lOb est en communication avec au moins 2 desdits passages contrôlés, comme l'indique clairement le schéma de la figure 5 et comme on le voit sur les figures 6/9. Selon la présente invention, on prévoit une autre condition d'emploi du corps distributeur 1 indiquées par V au tableau 5 et détaillée à la figure 10, selon laquelle un seul passage contrôlé, le passage contré A, débouche sur la chambre lova, c'est-a-dire, celle qui communique toujours avec le passage principal de décharge S. Cette situation déterminée par la forme et les dimensions de la cloison annulaire 11, ainsi que par la position des passages contrôlés, mène a' une condition de blocage de l'installation régulée par les soupapes qui sont contr8lées par le circuit de commande asservi au distributeur 1, selon la présente invention.Il en résulte en fait qu'une seule soupape, celle qui se trouve sur le circuit de commande débouchant en A, est ouverte, Si elle n'est pas actionnée par le fluide sous pression qui est introduit en I. L'unique soupape ouverte ne peut cependant faire fonctionner l'installation à laquelle est réuni le distributeur1 du foit que, comme cela a été dit précédemment, les entrées et les sorties des installations sont habituellement contralées par des soupapes de pression et qu'au moins une entrée et au moins une sortie doivent être ouvertes pour obtenir un fonctionnement correct, On voit qu'en fonction du type d'installations à laquelle s'applique la présente invention, les conditions fonctionnelles du distributeur peuvent être en nombre distinct différent de cinq, et la distribution des passages 5 dans le corps distributeur peut être modifiée. En particulier, on peut omettre la condition fonctionnelle de blocage. En pratique, les matières utilisées, ainsi que les dimensions peuvent être quelconques et choisies en fonction des besoins, comme il s'avère nécessaire. REVENDICATIONS 1. Distributeur pour fluides, du genre comprenant un corps distributeur pourvu d'une cavité cylindrique et d'une pluralité de passages s'étendant entre la surface externe du corps proprement dit et ladite cavité, lesdits passages débouchant dans ladite cavité en plusieurs positions espacées les unes des autres et comprenant en outre un arbre distributeur qui est introduit dans ladite cavité de façon à pouvoir tourner et qu'on peut placer dans la cavité selon un certain angle, la structure dudit arbre étant telle qu'il puisse relier sélectivement entre eux lesdits passages en fonction de sa position angulaire par rapport au corps, caractérisé en ce que l'arbre distributeur (4) comprend extérieurement une partie à section réduite (4b) définissant avec la surface cylindrique de la cavité (3) un espace (10) pour relier entre eux lesdits passages (s) et une cloison séparatrice annulaire (11) se présentant obliquement par rapport à l'axe de l'arbre (4) de façon à produire un contact étanche avec la surface cylindrique et ainsi subdiviser l'espace (10) en deux chambres (iOa, îob), dont chacune peut mettre sélectivement en communication entre eux un ou plusieurs desdits passages (5), en fonction de la position angulaire de l'arbre distributeur (4). 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cloison annulaire oblique (11) subdivise l'espace (10) en deux chambres distinctes (lova, 10B) sensiblement égales dont chacune s'ét'nd entre la cloison (11) et une extrémité (4a) de l'arbre distributeur (4) qui est étanche par rapport à la surface cylindrique de la cavité (3). 3. Distributeur selon la revendication 2, caractérisée en ce que les passages (5) débouchant dans l'espace (70) comprennent des passages principaux (I, S) allant respectivement vers les extrémités opposées de l'espace (70) dans le sens de l'axe du corps distributeur (2), et des passages contrôlés (A, B, C, D, E) débouchant dans une partie de l'espace (10) se trouvant entre les passages principaux (I, S) et en ce que la cloison annulaire oblique (11) est montée sur l'arbre (4) de façon à présenter une longueur en projection sur l'axe qui est plus grande que celle de la portion où débouchent les passages contrôles (A, B, C, D, E). 4. Distributeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité cylindrique (3) traverse le corps distributeur (2) et est complètement traversée par l'arbre distributeur (4) lequel, a une extrémité externe audit corps (2) est associé à une virole (7) qui en commande la position angulaire. 5. Distributeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cloison annulaire oblique (il) qui fait saillie sur la partie à section réduite (4b) est constituée au moins dans sa partie en contact avec la cavité cylindrique (3) par une garniture annulaire étanche (îîa) du type des joints toriques. 6. Distributeur selon la revendication 3, caractérisée en ce que les passages contrôlés (A, B, C, D, E) sont en un nombre tel et une position telle sur le corps distributeur (2) qu'ils sont capables de remplir par une rotation de 3600 de l'arbre distributeur (4) plusieurs conditions fonctionnelles selon lesquelles chacune des chambres (lova, 10b) relie un des passages principaux (î S) avec au moins deux des passages contralés (A, B, C, D, E). 7. Distributeur selon la revendication 6, caractérisée en ce que les passages contrôlés (A, B, C, D, E) sont en nombre et positions tels qu'ils remplissent, par une rotation de 3600 de l'arbre distributeur, d'autres conditions d'emploi selon lesquelles l'une des chambres (%osa, 10b) relie au maximum un seul des passages contrôlés (A, B, C, D, E) avec un des passages principaux (I, S).