Brevet FR2557646A1 — publié le 19850705

CIRCUITS DE COMMANDE PAR FLUIDE ET VALVES ACTIONNEES PAR PILOTE. La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux circuits à commande par fluide et plus particulièrement, aux valves à commande directionnelle actionnées par fluide. Les valves à commande directionnelle action- nées par pilote et les équipements apparentés ont une application dans des milieux sales ou hostiles pour d'autres raisons et peuvent être exposées à des fluides pollués dans des systèmes o elles fonctionnent. Un exemple d'un tel environnement est celui d'un camion commercial routier. Les systèmes à air comprimé de véhicules de ce genre, utilisés pour les freins et pour d'autres fonctions assistées,peuvent être encras- sés par de la boue, de l'eau, de l'huile et des impu- retés similaires. Le brevet US 3 215 163 décrit une valve à commande directionnelle actionnée par pilote d'un type utilisable dans un système de commande d'engrenages de changement de vitesse dans la transmission d'un camion commercial. Quand on l'utilise dans une telle applica- tion, la valve actionnée par pilote répond à une valve éloignée placée dans la cabine du camion et qui est actionnée manuellement par le conducteur. La fiabilité de ces valves et des circuits qui leur sont liés peut être influencée de façon néfaste par des impuretés pénétrant dans les circuits correspondants. L'invention fournit une valve à commande directionnelle d'écoulement actionnée par pilote, munie d'un moyen de filtration incorporé qui réduit le risque de passage d'impuretés dans la valve et les circuits correspondants qui la commandent. Le moyen de filtration est disposé à L'intérieur du corps de La valve à commande directionnelle, en amont d'un collecteur de distribution formé aussi à L'intérieur du corps de valve. Par suite, les constituants internes de La valve eux-mêmes, ainsi que la valve et les compo- sants de circuits extérieurs à l'enveloppe sont protégés par le moyen de filtration. Le moyen de filtration comprend un élément de filtration cylindrique creux logé dans une cavité associée. L'entrée du filtre comporte un coude brusque dans le parcours d'écoulement, ce qui tend à séparer de grosses particules du courant d'écou- lement de fluide entrant dans le filtre et protège ainsi le filtre contre un encrassement prématuré.La géométrie de L'entrée, du filtre et du collecteur de distribution assure aussi des positions de montage dans Lesquelles l'entrée est placée plus bas que le filtre, de sorte que l'eau et d'autres liquides polluants, ainsi que des solides, n'ont pas tendance à monter dans l'élément de filtre et à l'encrasser. Normalement, la capacité de filtration de l'élément de filtre est suffisamment fine pour arrêter les gouttelettes d'eau. L'élément de filtre a la forme d'une cuvette renversée ou d'un cylindre à une seule extrémité fermée. L'extrémité ouverte de l'élément de filtre est poussée élastiquement contre un siège par un ressort de dimension appropriée. Le ressort a la dimension voulue pour libérer l'élément de filtre de son siège lorsqu'il existe une différence de pression prédéterminée de part et d'autre. Ainsi, dans le cas o l'élément de filtre s'encrasse, la perte de commande pneumatique ne suit pas immédia- tement parce que de l'air peut éviter l'élément de filtre lorsqu'il est écarté de son siège. On décrit maintenant l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un plan d'une valve à commande directionnelle actionnée par pilote, construite selon l'invention; la figure 2 une élévation latérale de la valve de la figure 1; la figure 3 une vue axiale partiellement en coupe de la valve de la figure 1; la figure 4 une coupe de la valve de la figure 1, prise dans un plan longitudinal, et la figure 5 un circuit schématique de commande de fluide utilisant la valve de la figure 1 selon l'invention. Les dessins représentent une valve à commande directionnelle 10 actionnée par pilote, décrite plus en détail ci-après, et un circuit de commande de fluide 11 dans lequel on l'utilise avantageusement. Le circuit de commande 11 comprend, outre la valve 10, une source d'air comprimé sous la forme d'un compresseur d'air 12, d'un réservoir accumulateur 13, d'un vérin pneumatique d'actionnement 14, d'une valve actionnée manueLlement 15 et de tuyaux pneumatiques reliant ces composants entre eux. La valve 10 comprend un corps principal 18, un bloc terminal 19, un chapeau cylindrique 20 et un ensemble de tiroir 21. Le corps 18 est formé de fonte ou autre matière appropriée. Le corps 18 présente un alésage longitudinal 24 de diamètre échelonné, comportant une partie de plus petit diamètre 25 et une partie de plus grand diamètre 26. Le bloc terminal 19 présente un alésage cylindrique 27 qui est coaxial à l'alésage 24 du corps et a une aire de section de préférence double de celle du plus petit alésage 25 du corps. Le bloc terminal 19 est fixé de façon amovible au corps princi- pal 18 par des vis 28. Auprès de l'extrémité borgne du plus petit alésage 25 du corps se trouve un orifice d'entrée 31 (figure 3). Cet orifice d'entrée 31 est muni d'un filetage femelle pour l'accouplement à un tuyau d'ali- mentation 32 (figure 5). On comprendra qu'en service, l'orientation préférentielle de La valve 10 correspond à celle des figures 3 et 4 o elle est représentée dressée. Dans cette orientation, l'alésage 24 du corps est horizontal. Quand on parle ici de l'orientation de divers éléments de la valve, c'est à propos de cette orientation préférentielle. L'entrée 31 présente un alésage cylindrique borgne 36 conduisant horizontalement à l'intérieur du corps 18, en partant de son ouverture filetée. Un trou circulaire vertical court 37 assure la communication entre t'entrée 36 et une cavité cylindrique plus grande 38. Le trou 37 et la cavité 38 sont coaxiaux et leur axe est radial à l'axe horizontal de l'alésage 36 de l'orifice d'entrée. Un alésage horizontal oucollecteur 39, perpendiculaire à l'alésage principal 24 du corps, communique avec la cavité 38 et l'extrémité intérieure de l'alésage de plus petit diamètre 25 du corps et forme une sortie 43 à son extrémité opposée à la cavité. La sortie 43 est munie d'un filetage femelle pour la liaison avec un tuyau 44 du circuit 11. Une sortie facultative 45 est formée par un orifice fileté intérieurement communiquant avec l'extrémité de sortie de l'alésage de collecteur 39. Dans le corps et les aLésages 24, 27 du bloc terminal, est disposé un tiroir cylindrique 48 à diamètre échelonné. Des anneaux toriques en élastomère 49, 50 sont prévus dans des gorges associées, aux extrémités opposées du tiroir 48, pour former des joints glissants étanches avec les alésages 25, 27. Comme on le voit sur la figure 4, l'extrémité de droite de l'ensemble de tiroir 21 présente un passage axial 53 qui communi- que avec un alésage transversal 54 de la partie moyenne du tiroir. Un ensemble de joint 57 disposé dans l'alésa- - ge transversal 54 comprend un joint glissant perforé 58, un ressort de compression 59 et un patin 60. Le joint glissant 58 et Le patin 60 sont munis d'anneaux toriques pour rendre étanches des régions respectives de L'alésa- ge transversal 54. Le ressort 59 maintient une face supé- rieure du joint glissant 58 contre une face inférieure du chapeau cylindrique 20. Selon la position axiale de l'ensemble de tiroir 21, l'alésage transversal 54 et le joint glissant 58 relient l'un des deux orifices 62, 63 du chapeau cylindrique 20 au passage de tiroir 53 et au collecteur 39. Deux orifices de sortie 64, 65 (figure 4) sont conçus pour aérer alternativement des orifices respectifs 62, 63, par l'alésage principal 26 du corps et des jeux formés autour de l'ensemble de tiroir 21 par des gorges respectives 67, 68. Les orifices de commande 62, 63 sont reliés individuellement à des chambres de travail du vérin 14, par des tuyaux 69, 70. Le collecteur 39 est relié à la valve 15 par le tuyau 44 et sélectivement, à travers cette valve, à l'alésage cylindrique 27 de la valve de commande 10, par un tuyau pilote 74. La valve 15 est une unité classique à deux positions à trois voies qui joue le rôle d'une valve maîtresse de commande de la valve à commande directionnelle ou valve réceptrice 10, actionnée par pilote. On actionne manuellement la valve 15 en déplaçant une poignée de commande 76 pour la rapprocher ou l'éloigner de son corps. Comme le montre particulièrement la figure 3, un éé!ment de filtre 81 est disposé dans la cavité cylindrique 38. De préférence, l'élément de filtre a la forme générale d'une cuvette renversée. Une forme éco- nomique de l'élément de filtre 81 est un élément classique en papier plissé, accessible commercialement et utilisé normalement dans les tuyaux à combustible liquide, par exemple dans l'automobile. A sa face périphérique inférieure, l'élément de filtre 81 se loge dans une zone de base 82 de la cavité 38. L'intérieur de l'élément de filtre 81 est donc en communication libre avec le trou vertical 37 pour recevoir le courant d'air entrant passant par l'entrée 31. L'extrémité supérieure de l'élément de filtre 81 est fermée. L'élément de filtre 81 est maintenu élastiquement contre l'extrémité inférieure ou siège de la cavité 38 par un ressort de compression 83. Le ressort 83 a la dimension voulue pour appliquer à l'élément de filtre 81 une force verticale prédéterminée dirigée vers le bas. La cavité 38 est fermée et le ressort 83 est retenu par un bouchon amovi- ble 84 vissé dans la cavité. Comme représenté, le bouchon 84 à la formegénérale d'une cuvette renversée et est muni d'une jupe creuse 85 généralement cylindrique qui entoure coaxialement une partie notable de l'élément de filtre 81 de manière à former une zone de filtration qui est contenue dans le corps principal, avec une augmentation minimale de l'encombrement ou du poids. On comprendra qu'en fonctionnement normal, l'air arrivant à l'orifice d'entrée 31 tournera et passera verticalement à travers le trou circulaire 37, en direction axiale, vers l'intérieur de l'élément de filtre 81 et s'écoulera alors radialement vers l'exté- rieur à travers le milieu filtrant en papier plissé de l'élément. L'air quittant l'élément de filtre 81 se rend au collecteur adjacent 39. Le milieu filtrant, désigné par 86, présente une grosseur de pores relati- vement petite, par exemple de l'ordre de 5 microns. Le système de commande décrit 10 s'applique sur de grands camions routiers. Dans cette application, le vérin 14 peut être monté sur la transmission du camion pour la déplacer entre les gammes de grande et petite vitesses en réponse aux changements de la position du bouton 76 de la valve de commande 15 qui peut être monté dans la cabine du camion. Le compresseur d'air 12 2557646: et le réservoir 13 peuvent être ceux que L'on utilise pour le système de frein du camion. Dans le fonctionnement du circuit 11, la valve étant dans la position de la figure 4, la pression d'air dans le grand alésage 27 maintient l'ensemble de tiroir 21 dans la position de droite représentée. L'ensemble de tiroir 21 est maintenu dans cette position parce que la pression du système, venant du réservoir et agissant dans ce grand alésage 27, applique au tiroir une force nette dirigée vers la droite. L'ensemble de tiroir 21 étant dans la position de droite, l'air venant du collecteur 39 passe par le passage de tiroir 53, l'alésage transversal 54, l'orifice 62, le tuyau 69 et arrive à la chambre de travail respective du vérin 14. En même temps, la chambre située du côté opposé du piston du vérin 14 est aérée par le tuyau 70. Quand on fait passer la poignée de commande 76 de la valve manuelle ou valve maîtresse à son autre position, l'alésage principal 27 se vide, permettant à l'ensemble de tiroir 21 de se déplacer vers la gauche relativement à la position représentée par la figure 4, en réponse à la force engendrée par la pression de l'air du système agissant sur la face terminale de droite du tiroir dans le petit alésage 25. Dans cet état, la pression d'air du système, régnant dans le collecteur 39, est conduite à l'autre orifice 63 par alignement de l'alésage transversal 54 sur cet orifice. Par consé- quent, le vérin 14 est amené à changer de position à cause de l'inversion des conditions de pression dans les chambres de travail situées de part et d'autre du piston. Comme on l'a suggéré précédemment, ce changement de position du vérin 14 zert à effectuer un travail, par exemple à décaler la gamme de vitesses de la transmis- sion associée. D'après l'exposé qui précède, on peut compren- dre que l'élément de filtre 81 est efficace pour protéger les éléments intérieurs de travail des deux valves 10, 15 et du vérin 14. L'élément de filtre 81, grâce à sa poro- sité relativement petite, est efficace pour arrêter les particules de poussière de toute grosseur notable, ainsi que les gouttelettes d'huile ou d'eau. En outre, la géométrie relative de la région de l'entrée 31 et du filtre renversé 81 est particulièrement favorable pour résister à un encrassement prématuré de l'élément de filtre. La position à angle droit de l'alésage d'entrée 36 relativement au trou vertical 37 cause une turbu- lence et une variation d'impulsion de manière à laisser tomber du courant d'air toute matière en particules relativement grosses et à lui permettre de se rassembler dans l'extrémité borgne des alésages 36. En outre, le ressort 83 permet à L'élément de filtre 81 de fonctionner comme une valve de détente en cas d'encrassement préma- turé du filtre qui pourrait par exemple résulter d'une défaillance d'un joint à huile du compresseur 12 qui pourrait introduire une quantité excessive d'huile dans des parties du circuit. Plus particulièrement, le ressort 83 applique à l'élément de filtre une force verticale qui tient compte d'une chute de pression de 34 kPa à La traversée du filtre 81. Une plus grande chute de pres- sion, due à l'encrassement du filtre 81, a pour effet de surmonter la force du ressort 83, d'écarter du siège 82 la face terminale inférieure du filtre, désignée par 87, et d'éviter l'élément de filtre. Il est bien entendu que le mode de réalisation particulier décrit ici ne présente aucun caractère limitatif et de nombreuses modifications et variations pourront y être apportées par les spécialistes, sans se départir pour autant ni du cadre, ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande par fluide (11) compre- nant une valve à commande directionnelle (10) actionnée par pilote et une valve maîtresse de commande (15) ser- vant à déplacer la valve à commande directionnelle, ces deux valves étant à distance l'une de l'autre et reliées par deux tuyaux à fluide dont l'un est un tuyau pilote dirigeant vers la valve à commande directionnelle du fluide venant de la valve maîtresse et reçu de l'autre tuyau, la valve maîtresse pouvant être actionnée sélec- tivement entre deux positions dans l'une desquelles elle applique une pression de fluide au tuyau pilote tandis que dans l'autre elle vide le tuyau pilote, la valve à commande directionnelle comportant un corps (18), une entrée et un collecteur (39) placé dans le corps et communiquant avec l'entrée, le deuxième tuyau mentionné étant relié au collecteur et alimenté par celui-ci, circuit caractérisé par le fait que dans le corps de la valve à commande directionnelle, un moyen de filtration (81) est interposé entre l'entrée et le collecteur de telle sorte que le moyen de filtration est capable de filtrer du fluide agissant aussi bien dans la valve à commande directionnelle que dans la valve maîtresse de commande. 2. Valve à commande directionnelle (10) actionnée par pilote, comprenant un ensemble de corps qui présente un alésage (24) présentant des parties de plus grand et de plus petit diamètres, un tiroir (48) pouvant coulisser dans l'alésage, des orifices (62, 63) commandés prévus sur l'ensemble de corps et pouvant s'aligner selectivement sur des moyens de passage radiaux (64, 65) du tiroir conformément à la position axiale du tiroir dans l'alésage, une entrée adjacente à une extrémité du corps et associée à la plus petite partie d'alésage, une sortie, un collecteur (39) prévu dans le corps et reliant l'entrée aussi bien à la partie de plus petit alésage qu'à la sortie, un orifice pilote communiquant avec la partie de plus grand alésage et conçu pour recevoir du fluide venant d'une valve éloignée et amené par la sortie, valve caractérisée par le fait que dans le corps (18) est disposé un filtre (81) servant à filtrer le fluide reçu à l'entrée avant son entrée dans le collecteur, de sorte que le filtre est conçu pour protéger les éléments intérieurs de la valve ainsi qu'une valve éloignée interposée entre la sortie et l'orifice pilote et pour filtrer le fluide sortant des orifices de commande. 3. Valve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le filtre (81) est retenu élastiquement contre un siège formé dans le corps, par un élément de ressort (83), celui-ci étant construit et disposé de manière à permettre au filtre de s'écarter du siège quand il se produit une chute de pression déterminée préalablement à la traversée de l'élément de filtre. 4. Valve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le filtre est prévu sous la forme d'une cuvette renversée et est disposé au-dessus de l'entrée. 5. Valve selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'entrée comprend un passage perpendi- culaire à un passage de l'entrée du filtre. 6. Valve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le passage menant à l'entrée du filtre est situé le long d'un parcours vertical.