Brevet FR2561338A1 — publié le 19850920

La présente invention est relative à un dispositif de rappel par ressort, susceptible de fonctionner sans frottements, pour actionner une pièce mobile en trans- lation. Ce système s'applique plus particulièrement, quoi- que non exclusivement, au rappel d'un tiroir coulissant du genre de ceux qu'on utilise sur les distributeurs hydrauli- ques, notamment sur des circuits commandant des vérins,des valves, des pompes ou moteurs hydrauliques, etc... On ren- contre de tels circuits hydrauliques sur les machines-outils, sur des engins de chantiers, dans l'industrie aéronautique, et dans des branches diverses de l'industrie. On connait des distributeurs hydrau- liques du type dans lequel un tiroir coulissant possède, à une extrémité, deux bagues en forme de coupelle, entre les- quelles est comprimé un ressort hélicoîdal. Chacune de ces deux bagues prend appui sur une paroi fixe du stator.Le ti- roir coulissant est susceptible de se déplacer dans l'une ou l'autre direction, de part et d'autre d'une position cen- trale à laquelle le ressort le rappelle automatiquement lors- qu'on abandonne l'ensemble à lui-même. En pratique, on constate que des frottements apparaissent au cours du mouvement, d'une part entre le ressort et les bagues, d'autre part, entre les bagues et les zones correspondantes du tiroir. Ces frotte- ments peuvent conduire à l'apparition de points durs, qui peuvent être particulièrement gênants dans le cas d'un dis- tributeur dont le tiroir a son coulissement axial commandé par une pression de pilotage variable. En effet, à chaque instant, la position axiale du tiroir est définie par 1' équilibre de deux efforts antagonistes, à savoir d'une part la poussée instantanée du ressort, d'autre part, la force exercée par la pression de pilotage.Lorsque la pression de pilotage est elle-même variable, l'effort de poussée varia- ble qu'elle engendre est à chaque instant compar e à l'effort résistant du ressort, et l'on comprend que l'équilibre puis- se se trouver faussé si apparaissent des résistances de frot- tement Là présente invention a pour but d'évi- ter ces inconvénients en réalisant un système de rappel à ressort permettant de supprimer les frottements tout au long de la course fonctionnelle de l'organe mobile, tiroir distributeur ou autre. Un système de rappel à ressort selon l'in- vention pour un organe mobile en translation, comprend deux bagues en forme de coupelles, montées en opposition sur une même extrémité de l'organe mobile, le fond de la coupelle de chaque bague étant muni d'un perçage central engagé autour d'une zone à plus petit diamètre de l'organe mobile pour prendre apppui sur un épaulement de ce dernier, un ressort hèlicoTdal étant disposé autour de l'organe mo- bile et des deux bagues entre les collerettes desquelles il est comprimé, et il est caractérisé en ce que: - d'une part, chaque bague comporte un corps de forme exté- rieure tronconique qui va en s'élargissant en direction de sa collerette d'appui sur le stator, collerette à la- quelle la partie tronconique évasée se raccorde par une zone cylindrique de révolution; - d'autre part, la zone de l'organe mobile située entre les fonds des deux bagues est de diamètre inférieur au diamètre de la perforation centrale du fond de chaque ba- gue. Suivant une autre caractéristique de 1' invention, chacun des deux épaulements de l'organe mobile se raccorde à sa partie rétrécie par une courte zone cy- lindrique de révolution dont la longueur axiale est égale à l'épaisseur du fond de la bague correspondante. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque zone tronconique du corps d'une bague se raccorde à la collerette d'extrémité par une zone cylin- drique de révolution dont la longueur axiale est sensible- ment égale au diamètre du fil métallique constituant le res- sort hélicoïdal. Le dessin annexé, donné à titre d' exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue en coupe axiale montrant l'extré6lite de rappel d'un tiroir distributeur hy- draulique actionné par une pression de pilotage variable l'ensemble étant montré en position centrale de repos. Figure 2 est une vue analogue avec le tiroir distributeur déplacé vers la droite en comprimant son ressort de rappel. On a représenté sur les dessins, un dis- tributeur hydraulique dont le stator 1 se termine, à une extrémité, par un boîtier fixe 2, dans lequel dépasse, à la manière connue, l'extrémité de rappel 3, d'un tiroir distributeur coulissant 4. Les déplacements du tiroir 4 dans un sens ou dans l'autre ( figure 1, flèches 5 et 6) de part et d'autre de la position neutre illustrée sur la figure 1, sont commandés par des moyens connus non repré- sentés, notamment par une pression de pilotage à valeur va- riable. Le rappel du tiroir 4 à la position neu- tre de la figure 1 est assuré par un ressort hélicoldal 7, comprimé entre les collerettes de base 8 et 9 de deux bagues et ll, montées en opposition autour de la section rétré- cie 12 de l'extrémité 3 du tiroir 4, entre deux épaulements 13 et 14 de ce dernier. La bague 10 a la forme d'une coupelle de révolution dont le fond transversal 15 est percé d'une ouverture centrale circulaire 16, qui prend appui sur l' épaulement 13. Selon l'invention, le fond 15 est re- lié à la collerette de base 8, par une portion tronconique de révolution 17, qui va en s'évasant jusqu'à une portion cylindrique de révolution 18, qui la prolonge jusqu'à la collerette 8. De même, le fond transversal 19 de la bague ll est percé d'une ouverture circulaire 20, reliée par une zone tronconique évasée 21, à une zone cylindrique de révolution 22, qui se raccorde à la collerette 9. Le ressort hélicoïdal 7 est comprimé entre les deux collerettes 8 et 9, dont les fonds 15 et 19 sont ainsi maintenus en appui contre les épaulements 13 et 14, lorsque l'ensemble est à la position centrale neutre (figure 1). Le diamètre 23 du fil métallique cons- tituant le ressort 7 est sensiblement égal à la longueur axiale 24 de chacune des deux zones cylindriques 18 et 22 Par ailleurs, la zone centrale rétrécie 12 est cylindrique de révolution, avec un diamètre 25 infé- rieur au diamètre des ouvertures 16 et 20. Cette zone cen- trale 12 se raccorde de part et d'autre, par une zone tron- conique évasée 26, 27, qui la raccorde à un centrage cylin- drique de révolution, respectivement 28, 29, au centre de O10 chaque épaulement 13, 14. La longueur axiale 30 de chaque centrage cylindrique 28, 29, est sensiblement égale à l'épaisseur du fond 15, 19, de la bague 10, ll, correspondante. Enfin, l'ensemble du ressort 7 et des bagues 10,.Il, est monté avec un jeu diamétral important, à l'intérieur du chapeau ou bottier fixe 2. Le fonctionnement est le suivant: Lorsque les moyens de commande non repré- sentés déplacent vers la droite ( flèche 5, figure 2), le tiroir distributeur 4, ce dernier s'immobilise à la posi- tion d'équilibre définie par les efforts antagonistes, dus, d'une part à la pression de pilotage, d'autre part à la réac- tion du ressort 7, alors plus ou moins comprimé. En ce qui concerne les pièces en mouvement, on voit sur la figure 2 qu'aucun frottement n'est possible des unes sur les autres.Pour la bague d'appui 11 qui perd le contact avec l'extrémité 3 du tiroir 4, il y a frottement uniquement au début de la course, sur la portée de centrage 29 de cette bague.La lon- gueur 30 de cette portée étant faible, elle est calculée par ailleurs de façon que les frottements cessent, c'est-a-dire que la bague ll ne soit plus en contact avec le tiroir 4, dès que l'on se trouve dans la zone de contrôle du fluide traver- sant le distributeur 1, 4. Par ailleurs, seule la dernière spire de chacune des deux extrémités du ressort 7 est en contact avec la zone cylindrique de centrage 18, 22 correspondante: les autres parties du ressort ne frottent en aucune manière sur le reste du corps des bagues avec lequel elles ne sont pas en contact, du fait de la forme tronconique des zones 17 et 21. REVENDICATIONS 1 - Système de rappel à ressort pour un organe (4) mobile en translation, comprenant deux bagues (10) et (11) en forme de coupelles, montées en opposition sur une même extrémité (3) de l'organe mobile (4), le fond (15) ,(19) de la coupelle de chaque bague (10),(11) étant muni d'un perçage central (16),(20) engagé autour d'une zone (12) de l'organe mobile (4) pour prendre appui O10 sur un épaulement (13),(14) de ce dernier, un ressort hé- licoTdal (7) étant disposé autour de l'organe mobile (4) et des deux bagues (10),(l1) entre les collerettes (8)(9) desquelles il est comprimé, caractérisé en ce que: -d'une part, chaque bague (10),(1l) comporte un corps (17),(21) de forme extérieure tronconique, qui va en s'élargissant en direction de sa collerette (8),(9) d' appui sur le stator, collerette à laquelle la partie tronconique évasée se raccorde par une zone cylindrique de révolution (18),(22); - d'autre part, la zone (12) de l'organe mobile (4) située entre les fonds (15)9(19) des deux bagues est d'un dia- mètre (12) inférieur au diamètre de la perforation cen- trale (16),(20) du fond (15),(19) de chaque bague (10)9 (11). 2 - Système de rappel suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chacun des deux épaulements (13),(14) de l'organe mobile (4) se raccorde à sa partie rétrécie (12) par une courte zone cylindrique de révolution (28),(29),dont la longueur axiale (30) est égale à l'épais- seur du fond (15),(19) de la bague (10),(11) correspondante 3 - Système de rappel suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque zone tronconique (17),(21) du corps d'une bague (10),(11) se raccorde à la collerette d'extrémité (8), (9) par une zone cylindrique de révolution (18),(22) dont la longueur axiale (24) est sensiblement égale au diamètre (23) du fil métallique constituant le ressort hélicoïdal (7).