Brevet FR2578618A1 — publié le 19860912

La présente invention concerne de façon générale la technique des distributeurs et plus précisément un tiroir coulissant de distributeur pneumatique, ainsi que son procédé de fabrication. Le tiroir comporte plusieurs organes annulaires moulés d'obturation combinés à une paire de joints annulaires convenables d'extrémités résistant à la pression, par exemple des joints toriques, des joints en forme de cuvette en U et analogue, et une paire de joints annulaires moulés d'extrémités assurant un centrage.Ce tiroir selon l'invention est destiné a être utilisé dans divers types de distributeurs à circulation directionnelle, par exemple les distributeurs à deux, trois, quatre voies et analogues, afin qu'ils règlent la circulation d'air comprimé vers divers appareils et à partir de ceux-ci, par exemple un vérin pneumatique, un frein pneumatique, un embrayage de presse ou tout autre dispositif nécessitant une commande rapide et précise de grand volume d'air. On sait déjà, dans" la technique des distributeurs, réaliser des tiroirs destines a des distributeurs de réglage de circulation directionnelle et le moulage de joints individuels annulaires d'extrémités sur les tiroirs, ainsi que le moulage d'organes annulaires individuels d'obturation sur les tiroirs de ces distributeurs. gUn inconvénient des tiroirs connus moulés est qu'ils ne sont pas stables, étant donné les forces appliquées latéralement. Les tiroirs moulés connus ont des gorges annulaires pour le logement de joints résistant à la pression, usinées à chaque extrémité du corps métallique du tiroir. Un inconvénient de ces tiroirs connus moulés est que la tolérance s'appliquant aux gorges annulaires logeant les joints résistant à la pression ne peut pas garder une faible dimension si bien que les joints annulaires sous pression portés dans les gorges usinées sont stables, s'opposant ainsi à la force latérale appliquée au tiroir. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2 782 801 représente un tiroir de distributeur qui a des organes annulaires moulés d'obturation et dans lequel le tiroir a deux organes annulaires amovibles d'extrémités formant étanchéité, logés dans des gorges qui sont usinées à la périphérie du corps du tiroir. Un inconvénient du tiroir rep nt dans ce dernier brevet est que chacun des organes annulaires d'extrémités assurant l'étanchéité se loge dans une gorge annulaire usinée dans le corps du tiroir et permettant un certain flottement du joint.Celui-ci présente une certaine souplesse et il n'est pas possible de respecter des tolérances très étroites sur la dimension de la gorge formée autour de la périphérie du tiroir apres une opération d'usinage afin d'empêcher l'application de forces transversales ou latérales au tiroir, si bien que l'ensemble du tiroir peut se déplacer transversalement ou latéralement par rapport à son axe longitudinal sous l'action des forces latérales. Selon l'invention, un tiroir moulé de distributeur est destiné à être utilisé comme tiroir principal dans un distributeur directionnel inverseur, par exemple à deux voies, trois voies ou quatre voies ou analogues. Le tiroir moulé a un corps allongé sous forme d'un arbre de tiroir sur lequel sont moulés plusieurs organes annulaires d'obturation, et un joint annulaire moulé de centrage formé à chaque extrémité du corps de l'arbre du tiroir. Un joint annulaire résistant à la pression, par exemple ayant une section en forme de cuvette en U, un joint torique ou analogue, est monté à chaque extrémité du corps, dans une gorge annulaire usinée avec des tolérances étroites dans la matière moulée simultanément à l'usinage qui donne leur forme aux organes annulaires d'obturation et aux joints de centrage. Les joints annulaires de centrage sont formés avec une configuration périphérique externe choisie, la périphérie externe de chacun des joints de centrage pouvant par exemple avoir une configuration de section circulaire, de section conique ou pointue ou de section plate. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dssjns annexées sur lesquels la figure 1 est une coupe d'un tiroir de distributour réalisé selon l'invention, représentant le tiroir placé dans un moule après l'injection du matériau dans la cavité du moule, entre le moule et le corps formant l'arbre du tiroir la figure 2 est une coupe du tiroir moulé selon l'invention, représentant l'usinage simultané des organes annulaires d'obturation, des joints annulaires de centrage et des gorges annulaires de logement des joints résistant a la pression la figure 3 est une élévation latérale d'un tiroir terminé réalisé selon l'invention, prêt à être monté dans un distributeur directionnel inverseur la figure 4 est une vue de droite du tiroir de la figure 3, suivant les flèches 4 la figure 5 est une élévation en coupe partielle de l'extrémité gauche d'un tiroir réalisé selon l'invention, représentant des parties en coupe et des parties arrachées, ainsi qu'une première variante de joint annulaire de centrage la figure 6 est analogue à la figure 5 mais elle représente une seconde variante de joint annulaire de centrage ; et la figure 7 est une élévation partielle de l'extrémité gaucbc d'un tiroir réalisé selon l'invention, représentant une variante dans laquelle les positions du joint de centrage et du joint résistant à la pression ont été inverses. Comme 11 indiquent notamment les figures 3 et 4, la référence 10 désigne de façon générale un tiroir de distributeur terminé et totalement réalisé par mise en oeuvre de 11 invention prêt à être utilisé dans un distributeur pneumatique directionnel à quatre voies de type inverseur. Il faut noter que les tiroirs des distributeurs à deux ou trois voies ou analogues peuvent aussi etre réalisés par mise en oeuvre de l'invention. Sur les figures 1 et 2 la référence 11 désigne de façon générale le tiroir selon l'invention qui est traité au cours d'une opération de moulage et d'une operation de rectification. Le tiroir moulé représenté en cours de traitement sur les figures 1 et 2, comporte un corps métallique sensiblement cylindrique et allongé 12 qui a des faces transversales plates 13 d'extrémité. Comme l'indique la figure 1, le diamètre externe de chaque extrémité du corps 12 du tiroir porte la référence 14. Vers l'intérieur et près de chaque extrémité 14 du corps 12, une gorge périphérique 15 est destinée à loger la matière de moulage afin que deux joints annulaires d'extrémités destinés à assurer un centrage soient formés. Une gorge périphérique 17, distante longitudinalement d'une gorge correspondante 15 dont elle est séparée par un flasque annulaire 16, est destinée à loger la matière de moulage destinée à former une gorge annulaire de logement d'un joint résistant à la pression. Chacune des gorges 17 est limitée, vers l'intérieur',' par un flasque annulaire 18 dont le diamètre externe est sensiblement égal à celui du flasque 16.Deux gorges profondes 19 et 21 entre lesquelles est formé un flasque annulaire 20, sont placées longitudinalement à une certaine distance vers l'intérieur de chaque flasque annulaire 18. La face interne de chacune des gorges 21 est limitée par un flasque annulaire solidaire 22. Une gorge périphérique 23 est formée entre les flasques annulaires 22 et est destinée à loger la matière de moulage et à former deux organes annulaires distants d'obturation décrits plus en détail dans la suite du présent mémoire. Deux autres organes annulaires d'obturation sont formés par la matière de moulage à la périphérie externe des flasques annulaires 20 comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire. Au cours de la fabrication du tiroir selon l'invention, le corps précité 12 est réalisé par tout procédé classique de fabrication d'objets métalliques, par exemple par moulage du corps 12 à la configuration décrite ou par usinage du corps précité avec une machine automatique à vis-mère ou analogue. Dans l'opération suivante de fabrication du tiroir 10 selon l'invention, le corps 12 est entouré par deux organes convenables d'un moule, par exemple des organes supérieur et inférieur 37 et 39. Ces deux organes se rejoignent le long d'un plan 30 qui correspond au plan de 11 axe central 50 du corps 12 du tiroir. Comme l'indique la figure 1, chaque extrémité du corps 12 se loge dans une cavité annulaire formée aux faces internes des organes supérieur et inférieur 37 et 38 du moule. Les parties 14 d'extrémités du corps 12 se logent contre des- surfaces courbes 31 en demi-cercle de la cavité adjacente, formées aux faces internes des organes 37 et 39 du moule. Les faces 34 et 35 des organes 37 et 39 du moule forment un point de coupure de la matière de moulage au raccord des parties 14 d'extrémités du corps 12. Il faut noter que les organes supérieur et inférieur 37 et 39 du moule ont chacun une cavité de configuration semi-circulaire formée à La face inférieure et à la face supérieure respectivement, afin que l'ensemble forme un moule des organes annulaires d'obturation précités et des gorges annulaires de logement des joints de centrage et résistant à la pression, autour du corps 12. Comme l'indique la figure 1, les deux organes 37 et 39 du moule ont chacun, à leurs extrémités, une gorge formée vers l'intérieur, à la périphérie interne de la cavité de moulage, comme indiqué par la référence 44, cette gorge étant placée en face des positions du joint annulaire de centrage et du joint annulaire résistant à la pression, sur le corps 12.Une gorge 46 en demi-cercle est formée à la face interne de chacune des cavités de moulage des organes 37 et 39, à distance de chaque gorge 44 d'extrémité, en direction longitudinale vers l'intérieur, et elle est séparée de cette gorge par un flasque radial courbe 45 placé à la périphérie interne et qui dépasse radialement dans la gorge 19 du corps 12. Deux saillies radiales 47, distantes longitudinalement, sont formées à la périphérie interne des cavités de moulage dans les deux organes 37 et 39, et elles sont disposées dans des gorges 21 formées à la périphérie du corps 12 du tiroir. Une gorge courbe disposée vers l'intérieur en direction longitudinale est formée vers l'intérieur de chacune des saillies semi-circulaires 47, et les gorges sont séparées par un flasque périphérique semi-circulaire 49 qui dépasse radialement dans la gorge 23 du corps 12 du tiroir. Le corps 12 du tiroir est placé dans les organes supérieur et inférieur précités de moule 37 et 39, de manière que les espaces libres formés entre les parties 14 d'extrémités et les organes précités de moulage soient minimaux. Lorsque le corps 12 du tiroir a été enfermé dans les organes 37 et 39 du moule, la cavité cylindrique formée entre la surface périphérique ou cylindrique du corps 12 et les surfaces internes complémentaires des organes 37 et 39 du moule est remplie d'une matière convenable de-moulage, à l'état fluide, par plusieurs trous 54 d'injection, de manière bien connue. Chaque référence 55 désigne un trou évent. La matière de moulage peut durcir, et elle devient rigide et usinable. La matière de moulage utilisée peut être une matière élastomère convenable, par exemple une matière caoutchouteuse convenable du type utilisé pour la fabrication des joints classiques sous pression et analogue. Après le durcissement de la matière de moulage, les organes mobiles 37 et 39 du moule sont retirés du corps 12 et la surface externe de la matière moulée, comme indiqué sur la figure 1, est prête à une opération simultanée d'usinage, comme représenté sur la figure 2. La référence 58 de la figure 2 désigne de façon générale une meule cylindrique allongée dont la forme externe correspond à la forme finale- externe du tiroir terminé 10 représenté sur la figure 3. La meule 58 peut être portée par deux arbres rotatifs 59 d'extrémité, et le corps 12 du tiroir est supporté afin qu'il tourne en sens opposé, mais en même temps que la meule 58, autour de son axe longitudinal qui est parallèle à celui de la meule 58. La meule 58 et le corps 12 du tiroir sont supportés par toute structure classique convenable d'une machine de rectification. Sur les figures 2 et 3, la meule 58 rectifie simultanément les organes annulaires 63 et 64 à leur configuration finale, les joints annulaires d'extrémités 60 à leur configuration périphérique, et les gorges 61 d'étanchéité à leur configuration finale. La meule 58 meule aussi simultanément la matière de moulage placée entre les organes annulaires 63 et 64 d'obturation et les gorges annulaires 61 des joints résistant à la pression, afin que la bavure de moulage soit retirée de ces zones du tiroir terminé 10. La rectification simultanée des gorges annulaires 61 des joints résistant à la pression, avec la périphérie des joints annulaires 60 de centrage et des organes annulaires 63 et 64 d'obtu- ration assurent la concentricité précise de ces parties, sur le corps 12, et un réglage optimal des dimensions.Les tolérances respectées sont très étroites, grâce à la rectification simultanée des gorges annulaires 61 des joints résistant à la pression avec les joints annulaires 60 de centrage et les organes annulaires 63 et 64 d'obturation, par rapport à l'utilisation du procédé antérieur d'usinage séparé des gorges annulaires des joints résistant à la pression à la périphérie externe du tiroir. Par exemple, le diamètre des gorges annulaires 61 peut être obtenu avec une tolérance de 25 microns alors que, lorsque les gorges annulaires sont usinées séparément, les tolérances doivent être d'au moins 50 ou 75 microns. Les diamètres périphériques externes des joints 60 de centrage et des organes annulaires 63 et 64 d'obturation sont identiques et permettent le déplacement du tiroir en coopération avec l'alésage du distributeur. Un joint annulaire 68 résistant à la pression est monté dans chacune des gorges 61 et est en légère compression lorsque le tiroir 10 est monté dans un alésage formé dans le distributeur. Le joint annulaire 68 résistant à la pression peut être de tout type convenable, par exemple en forme de cuvette en U, en forme de joint torique ou analogue. Le tiroir 10 selon l'invention est bise et résiste aux forces exercées latéralement sur lui, et il permet cependant l'application de faibles forces de déplacement lorsqu'il est déplacé dans son alésage. Les joints 60 de centrage sont représentés sur les figures 2 et 3 avec une forme périphérique arrondie ou convexe. La figure 5 représente une variante de joint de centrage 70 qui a une surface périphérique. Cette figure représente une extrémité d'un tiroir selon une variante de l'invention, les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation des figures 2 et 3 ayant les mêmes références suivies du suffixe a. La figure 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les différents éléments d'une variante de tiroir qui sont identiques à ceux du tiroir 10 des figures 2 et 3 portent les mêmes références suivies du suffixe b. Dans le mode de réalisation de la figure 6, le joint annulaire 71 de centrage est représenté avec une périphérie externe pointue ou conique. Les modes de réalisation des figures 5 et 6 ont la même fonction que le mode de réalisation à surface arrondie de la figure 3 car ils assurent la coopération avec la surface d'un alésage du distributeur dans lequel ils sont montés et empêchent un déplacement latéral du tiroir 10 lorsqu'il coulisse entre ses différentes positions de travail dans l'alésage d'un distributeur. La figure 7 est une élévation partielle de l'extrémité gauche d'une variante de tiroir de distributeur selon l'invention, représentant le joint annulaire de centrage et le joint annulaire résistant à la pression dans des positions inversées. Les parties du mode de réalisation de la figure 7 qui sont identiques à des parties du tiroir 10 des figures 2 et 3 portent les mêmes références numériques suivies du suffixe c. La figure 7 représente le joint annulaire 68c résistant à la pression placé vers l'extérieur du joint annulaire de centrage 60c. Le tiroir selon l'invention peut être utilisé dans divers distributeurs directionnels et notamment destinés à inverser la circulation du fluide, par exemple les distributeurs à deux, trois ou quatre voies ou analogues réglant la circulation d'air comprimé échangé avec divers appareils tels que des vérins pneumatiques, des freins pneumatiques, des embrayages de presse et analogues. REVENDICATIONS 1. Tiroir pour distributeur pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend (a) un corps allongé (12) de tiroir ayant des gorges périphériques interne et externe (17, 15) à chaque extrémité, et plusieurs flasques annulaires solidaires intermédiaires, espacés longitudinalement afin que le corps soit en une seule pièce, (b) le corps (12) du tiroir ayant une matière élastomère moulée sur lui à sa périphérie, cette matière élastomère qui lui est solidaire comprenant un joint annulaire de centrage (60) moulé dans l'une des gorges périphériques interne et externe, à chaque extrémité du corps, et un organe annulaire d'obturation (63, 64) moulé autour de chacun des flasques annulaires solidaires d'obturation, la matière élastomère moulée étant disposée à la périphérie du corps en une seule pièce au-dessus de l'autre des gorges périphériques interne et externe et entre les joints annulaires de centrage et les organes annulaires d'obturation, et (c) tous les joints élastomères annulaires de centrage (60) et tous les organes élastomères d'obturation (63, 64) ont le même diamètre, une gorge annulaire (61) destinée à un joint résistant à la pression étant formée dans la matière moulée, à chaque extrémité du corps du tiroir, dans l'autre des gorges périphériques interne et externe, un joint annulaire résistant à la pression étant monté dans cette gorge. 2. Tiroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie externe de chaque organe annulaire d'obturation (63, -64) et de chaque joint annulaire de centrage (60) a une configuration de section convexe. 3. Tiroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie externe de chaque organe annulaire d'obturation (63, 64) et de chaque joint annulaire de centrage (60) a une configuration de section plate. 4. Tiroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie externe de chaque organe annulaire d'obturation (63, 64) et de chaque joint annulaire de centrage (60) a une configuration de section conique. 5. Tiroir selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le joint annulaire de centrage (60), placé à chaque extrémité du tiroir, est placé longitudinalement vers l'extérieur du joint annulaire adjacent (68) résistant à la pression. 6. Tiroir selon l'une quelconque des revendicatiens 1 à 4, caractérisé en ce que le joint annulaire de centrage (60) placé à chaque extrémité du tiroir est placé longitudinalement vers l'intérieur par rapport au joint annulaire adjacent (68) résistant à la pression.