Brevet FR2560341A1 — publié le 19850830

La présente invention est relative à un procéde oe commutation, et à un distributeur à tiroir d'un type nouveau,destiné à être utilisé pour la commande d'un cir- cuit hydraulique,notamment sur des niachines,des véhicules ou des enginrs de travaux publics,ou des équipements mniiniers. On sait que la commande d'un tel circuit hydraulique est assurée généralement par un distributeur com- lu portant un tiroirqui coulisse longitudinalement dans l'alésage d'un stator.Le tiroir comporte des gorges et il se déplace de- vant des ouvertures qui débouchent dans l'alésage,chacune d'el- les étant reliée à l'une ou l'autre des canalisations du cir- cuit.Ainsi,les zones successives de la périphérie du tiroir rmiasquent ou démasquent les ouvertures latérales de l'alésage. Cette disposition donne en général satis- faction,mais le dispositif n'est pas parfaitement étanche et de ce fait, son utilisation avec des fluides aqueux est impos- sible,le débit de fuite devenant très important. Par contre, si l'on veut lui conférer une étanchéité interne satisfaisante, il est nécessaire d'équiper le tiroir de joints d'étanchéité qui doivent alors coulisser en passant devant les trous dispo- sés dans la périphérie de l'alésage.En pratique,lorsqu'un tel montage est effectué sans précaution,on constate que les joints se détériorent rapidement,en passant et en repassant devant les trous de l'alésage. Cette détérioration est d'autant plus ra- pide que les pressions à distribuer sont plus élevées. La présente invention a pour but d'éviter ces in- convénients, en réalisant un distributeur étanche à tiroir, dont les joints d'étanchéité puissent passer de façon répétée devant les orifices de l'alésage sans pour autant se détériorer. Un distributeur étanche à tiroir selon l'invention comprend un tiroir coulissant à gorges, muni de plusieurs joints d'étanchéité annulaires qui l'accompagnent dans son mouvement coulissant longitudinal à l'intérieur de l'alésage d'un stator, des orifices de distribution étant par ailleurs ouverts sur la paroi latérale de cet alésage, et il est caractérisé en ce que, à chaque instant de la commu- tation, c'est-à-dire lorsu'un joint d'étanchéité passe de- vant une lumière de l'alésage, la pression qui tend à re- pousser le joint vers l'extérieur, contre la face interne de l'alésage o s'ouvre la lumière, est inférieure ou égale à la pression antagoniste qui règne dans cette lumière. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le joint est en équipression lorsqu'il passe de- vant une lumière, c'est-à-dire que la pression qui, depuis le tiroir, tend à le plaquer vers l'extérieur, contre la paroi interne de l'alésage, est égale à la pression anta- goniste qui règne dans la lumière considérée. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la pression qui tend à écarter le joint vers l'ex- térieur du tiroir, contre la paroi interne de l'alésage, est inférieure à la pression antagoniste régnant dans la lu- mière considérée. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le passage d'un joint d'étanchéité devant une lu- mière assure une commutation qui modifie la-valeur des pres- sions, par exemple en passant de l'une à l'autre des carac- téristiques précitées, mais en laissant toujours la pres- sion dans la lumière du stator, supérieure ou égale à la pression antagoniste qui tend à écarter le joint du tiroir et à l'appliquer contre la paroi interne de l'alésage. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caracté- ristiques de l'invention. Figure 1 est une vue en coupe longitudina- le d'un distributeur étanche selon l'invention, représenté en position de repos. Figure 2 en est une coupe suivant II - II ( figure 1). Figure 3 est une vue analogue à la figure 1, après déplacement du tiroir en position de commutation. Figure 4 est une coupe suivant IV - IV ( fi- gure 3). On a représenté sur les dessins, un commu- tateur hydraulique dont la commande est assurée, à la maniè- re connue, par basculement, autour de son axe 1, d'un le- vier 2. Ce levier est solidaire d'un basculeur 3, dont les extrémités sont munies, chacune, d'un poussoir réglable 4, 5. Le poussoir 4 agit sur l'extrémité d'un tiroir distribu- teur 6, pour le faire coulisser dans un stator 7, à l'en- contre d'un ressort de type connu, non représenté. De même, le poussoir 5 coopère avec l'extrémité d'un tiroir distribu- teur 6, qui coulisse dans le même stator 7,à l'encouLc'e d'un ressort non représenté Sur les figures 1 et 3, on a représenté en coupe; à titre d'exemple, le tiroir 8, étant entendu qu' lu une disposition analogue serait prévue pour le tiroir 6. Le tiroir 8 coulisse dans un alésage 9 du stai-or 7, la distribution étant assurée par des perçages debouchant par des orifices, dans la paroi de l'alésage 9. Le canal 10, par o arrive la pression d' alimentation (flèche 11), possède une bifurcation lui permet- tant de déboucher aans la paroi de l'alésage 9 par deux lumiè- res 11 et 12. Le perçage 16 qui est relié aux appa-, reils d'utilisation (flèche 14) débouche dans l'alésage 9 par une lumière 15. Le perçage 16 qui assure le retour au ré- servoir (fèche 17) débouche dans l'alésage 9 par une lumière 18. Enfin, un obturateur c. bille 19 débouche sur l 'al Éarec ',e, une lumière 20. P.u. assurr l'1it.nc.ri:i ti le i. roir dis- tributeur 8 possède plusieurs gorges transversales, dans cha- cune desquelles est logé un joint de type composite. Dans 1' exemple illustré, ces joints sont au nombre de quatre,et dé- signés par les références 21, 22, 23, 24. $0 Par ailleurs, l'extrémité du tiroir 8 op- posée au basculeur 3,coulisse de façon étanche dans un joint d' étanchéité 25 dont est pourvu,à cet endroit,le stator 7.Bien entendu,ce joint 25 pourrait aussi être monté conmme les joints 21 à 24. Entre les joints 21 et 22, le tiroir 8 possède une gorge 26 qui,par des perçages intérieurs tels que 27, communiquent en permanence avec une autre gorge 28 dont il est pourvu entre les joints 23 et 24. L'ensemble est dimen- sionné ce façon que la gorge 26 communique en permanence 4 avec la lumière 15, quelle que soit la position lon - gitudinale ou tiroir 8. Par conre,le joint 23 passe al- ternativement d'un côte et de-l'autre de la lumière 20. Entre les joints 22 et 23,est prévue une autre gorge 29, qui communique en permanence avec la lumière 18, quelle que soit la position axiale du tiroir 8. Enfin, dans le stator 7, est prévu un perça- ge latéral longitudinal 30,qui communique avec l'alséage 19, par deux lumières 31 et 32. L'emplacement de la lumière 31 est îO choisi de façon qu'elle soit constamment en communication avec la gorge 26.Par contre, celui de la lumière 32 est choisi sur la trajectoire décrite par le joint coulissant 23:celui-ci passe donc alternativement d'un côté et de l'autre de la-lumière-32i.- Le fonctionnement est le suivant: Lorsque l'opérateur actionne le levier 2 pour faire coulisser le tiroir 8, en le faisant passer de la po- sition de la figure à celle de la figure 3, les joints 21 et 23 auront à passer devan,t les lumières qui débouchent dans l'alésage 9. Au cours de ce mouvement du tiroir 8, son déplacement de la position de la figure I à celle de la figure 2, effectue successivement les opérations suivantes: - interruption de la liaison entre l'utilisation 13, 14, et le retour 16, 17?, par mise en communication, grâce au perçage de liaison 30, de l'utilisation 13, 14, avec la gorge 28; la même pression règne donc désormais de part et d'autre du joint 23, qui est ainsi placé en équipres- sion; - mise en communication de la pression d'alimentation 10, 11, avec la pression d'utilisation 13, 14, si bien que,lors- que le premier joint 21 passe devant la lumière ll,la pres- sion qu'il reçoit de cette dernière est prépondérante. Ainsi, au cours de ce déplacement,la pression qui était établie entre les joints 25 et 21 s'établit de part et d'autre du joint 21 qui est alors en équipression. Lorsque le joint 21 passe devant la lumière ll, il règne dans cette lumière la même pression que celle qui existe entre les joints 25 et 21. Cette égalité est maintenue en permanence par la lumière 12. Si l'opérateur relâche le levier de comman- de 22, le tiroir 8 revient sous l'action de son système de rappel, de la position illustrée à lafigure 3, jusqu'à la position illustrée à la figure 1. Les joints 21 et 23 doivent repasser devant des lumières du stator 7. Au cours de ce passage: - le joint 21 était en équipression entre les deux lumières 11 et 12; - le joint 23 était en équipression, puis il reçoit, par la lumière 32, une pression prédondérante. On constate par conséquent, que dans un sens comme dans l'autre, l'invention permet de respecter en per- manence les deux règles suivantes, lorsqu 'un joint se dé- place devant une lumière: - ou bien le joint est en équipression, c'est-àdire que la pression qui règne dans l'alésage 9 et la pression dans la lumière sont égales - ou bien le joint n'est pas en équipression, mais la plus forte des deux pressions est celle qui vient de la lumière. On peut résumer ainsi l'ensemble de ces deux règles: la pression que le joint reçoit de la lumière est supérieur ou égal à la pression antagoniste que le joint reçoit de l'intérieur. En ce qui concerne le dispositif de rappel prévu pour chacun des tiroirs 6 et 8, il peut être obtenu par un ressort, ou par action de la pression sur une section judicieusememt choisie, pour limiter le niveau de l'effort de rappel à sa juste valeur, c'est-à-dire pour compenser le frottement des joints dans l'alésage 9. Dans l'exemple illustré, le rappel est ef- fectué par des moyens hydrauliques, du fait de l'action de la pression sur une section située entre les joints 21 et 25 correspondant à un diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 9. Ainsi, l'effort de rappel hydraulique est proportionnel à la pression. Par ailleurs, le frottement des joints 21 à 25 est également proportionnel à la pression. Ainsi, il est possible d'adapter au mieux l'effort de rap- pel à l'effort antagoniste REVENDICATIONS 1 - Distributeur hydraulique comprenant un ti- roir coulissant à gorges, muni de plusieurs joints d'étan- chéité annulaires qui l'accompagnent dans son mouvement cou- lissant longitudinal à l'intérieur de l'alésage d'un stator. des lumières de distribution étant par ailleurs ouvertes sur la paroi latérale de cet alésage, caractérisé en ce qu'à chaque instant de la commutation, c'est-à-dire lorsqu'un joint d'étanchéité passe devant une lumière de l'alésage (9), la pression qui tend à repousser le joint vers l'extérieur contre la face interne de l'alésage (9) o s'ouvre la lu- mière, est inférieure ou égale à la pression antagoniste qui règne dans cette lumière. 2 -Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le joint est en équipression lorsqu'il passe devant une lumière, c'est-à- dire que la pression qui, depuis le tiroir (8) tend à le plaquer vers l'extérieur, con- tre la paroi interne de l'alésage (9) est égale à la pres- sion antagoniste qui règne dans la lumière considérée. 3 - Distributeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pres- sion qui tend à écarter le joint vers l'extérieur du tiroir (8), contre la paroi interne de l'alésage (9) zest inférieu- re à la pression antagoniste régnant dans la lumière consi- dérée. 4 - Distributeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passa- ge d'un joint d'étanchéité devant une lumière assure une commutation qui modifie la valeur des pressions, par exem- ple en passant de l'une à l'autre des caractéristiques pré- citées, mais en laissant toujours la pression dans la lumière du stator, supérieure ou égale à la pression an- tagoniste qui tend à écarter le joint du tiroir (8) et à 1' appliquer contre la paroi interne de l'alésage (9). - Distributeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal (10) d'arrivée de pression (10) bifurque vers deux lumières (11) et (12) pour s'ouvrir dans l'alésage (9), seule la lumière (11) étant franchie par le joint d'étanchéité (21) au cours des déplacements alternatifs du tiroir (8). 6 - Distributeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une lumière (32) que franchit alternativement le joint (23) au cours des déplacements du tiroir (8) est reliée en permanen- ce par un canal (30) et une lumière (31), à la pression d' utilisation du canal (13), tandis qu'un joint d'étanchéité (22) se trouve entre le canal d'utilisation (13) et le joint (23).