Brevet FR2597950A1 — publié le 19871030

Distributeur Pneumatique à limiteur de Pression intégré. La présente invention concerne un distributeur pneumatique à limiteur de pression, du type comportant un boisseau monté pivotant dans le corps du distributeur et associé à un organe de commande, ce boisseau étant pourvu d'une ouverture d'entrée en communication permanente avec la connexion d'arrivée de gaz sous pression audit corps, et d'une ouverture de sortie en communication avec ladite ouverture d'entrée par une chambre intérieure pourvue d'un passage de communication, cette ouverture de sortie pouvant, en fonction de la position angulaire du boisseau, être mise en liaison avec une première sortie ou avec une seconde sortie dudit corps, celle des première et seconde sorties qui n'est pas en liaison avec l'ouverture de sortie dudit boisseau étant mise en liaison avec une sortie d'échappement dudit corps. On comprend qu'il s'agit là d'un distributeur apte à alimenter une machine pneumatique, par exemple un moteur pneumatique, sélectivement en deux sens inverses, selon la position du boisseau, comme ceci sera d'ailleurs mieux vu par la suite. Le but de la présente invention est d'obtenir sous une forme extrêmement compacte un tel distributeur pneumatique qui, de plus, comporte aussi un limiteur de pression intégré, à savoir un dispositif empêchant automatiquement que l'appareil utilisateur soit alimenté sous une pression trop forte. Un autre but est de permettre de régler, quel que soit le sens de fonctionnement, le débit de gaz comprimé alimentant le moteur pneumatique ou autre appareil utilisateur, en réglant simplement la position angulaire du boisseau. Un autre but encore est d'obtenir un rappel automatique du boisseau pivotant dans une position moyenne pour laquelle son ouverture de sortie est coupée de toute communication, la première et la seconde sortie dudit corps étant alors mises en liaison avec ladite sortie d'échappement dudit corps. Ces différents buts pourront etre atteints par un distributeur pneumatique essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte, comme limiteur de pression, un clapet mobile axialement et propre à obturer ledit passage de communication lorsque la pression à l'entrée du boisseau atteint ou dépasse une valeur de consigne prédéterminée, ce clapet étant à cet effet relié, par une tige de liaison traversant ladite chambre intérieure, à un piston d'équilibrage dont une face est soumise à la pression régnant dans ladite chambre, et dont l'autre face est soumise à l'action contraire d'un ressort de réglage de ladite valeur de consigne. On verra plus bas que ceci peut etre réalisé sous une forme extrêmement compacte, surtout si l'axe de rotation dudit boisseau, l'axe du clapet mobile et l'axe du piston d'équilibrage sont confondus, et si le clapet, sa tige de liaison, le piston d'équilibrage et le ressort de réglage sont tous disposés entièrement à l'intérieur du boisseau. Un distributeur pneumatique conforme à l'invention pourra encore être caractérisé en ce que ledit boisseau pivotant est associé à un organe élastique de rappel automatique du boisseau dans une position moyenne pour laquelle son ouverture de sortie est coupée de toute communication, la première et la seconde sortie dudit corps étant alors mises en liaison avec ladite sortie d'échappement dudit corps. De préférence, cet organe élastique de rappel sera constitué par un ressort spiral disposé axialement au fond du corps du distributeur. Gracie à ces dispositions complémentaires, si on relâche l'organe de commande du boisseau, il reviendra automatiquement dans ladite position moyenne, et la mise à l'échappement simultanée des première et seconde sorties du corps du distributeur permettra de décomprimer les circuits d'alimentation du moteur pneumatique. Si ce moteur, ou autre appareil utilisateur, comporte un frein pneumatique de sécurité fonctionnant par manque de pression, on voit ainsi que ce frein sera opérationnel dès relâchement de l'organe de commande du boisseau. Encore un autre but de l'invention est d'obtenir une atomisation d'huile de lubrification dans le gaz sous pression, à l'intérieur du distributeur, quelle que soit la position de ce dernier, et ceci automatiquement lors de la mise du boisseau en position d'ouverture. Pour ce faire, un distributeur du type défini dans ce qui précède pourra encore être caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir d'huile de lubrification, un circuit de mise sous pression de ce réservoir d'huile, branché sur une prise de pression en communication avec la connexion d'arrivée de gaz sous pression, et un système d'atomisation d'huile, en communication avec ledit réservoir et débouchant dans la connexion d'arrivée de gaz sous pression, en un emplacement tel qu'il est mis en dépression lors de la mise du boisseau en position d'ouverture. De la sorte, on obtient bien une atomisation automatique d'huile, dans le circuit pneumatique sous pression, dès que le boisseau est actionné. Par contre, après rééquilibrage des pressions ou lorsque le boisseau reste en position fermée, il n'y a plus aucune atomisation d'huile dans le circuit. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullément limitatif, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation de face d'un distributeur pneumatique conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une vue de dessus avec coupe partielle selon la ligne III de la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue synoptique représentant le fonctionnement du distributeur. Le distributeur représenté sur les dessins comporte principalemént un corps 1 pourvu d'un alésage central 2 dans lequel est monté rotatif un boisseau 3 pourvu d'un organe de commande en forme de levier 4. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, l'étanchéité entre le boisseau 3 et l'alésage 2 du corps 1 est réalisée grâce à des joints toriques, lesquels n'ont pas été référencés, pour ne pas alourdir le dessin. On va d'abord examiner la fonction "distribution1 du boisseau 3, puis sa fonction limitation de pression" et enfin le fonctionnement du système de lubrification du distributeur. Le corps 1 comporte tout d'abord, à sa partie inférieure, une connexion 5 d'arrivée de gaz sous pres sion, cette connexion étant en communication avec une ouverture d'entrée 6 du boisseau 3. Cette communication est permanente, à savoir qu'elle est établie pour toute position angulaire que peut occuper l'organe de commande 4 du boisseau, entre deux positions extrêmes situées à + et - 40 de sa position neutre, laquelle est celle de la figure 1. A cet effet, l'ouverture d'entrée 6 du boisseau a la forme d'un arc de cercle d'angle suffisant pour être en liaison permanente avec la connexion d'arrivée 5, qui communique avec l'ouverture 6 par un orifice d'alimentation à section rectangulaire de meme largeur, 7. Le corps 1 comporte en outre une première sortie 8 et une seconde sortie 9 aptes à etre reliées respectivement à une première entrée 10 et à une seconde entrée 11 d'un appareil utilisateur, par exemple un moteur pneumatique 12 (voir figure 4). Entre ces deux sorties 8 et 9, le corps 1 comporte de plus une sortie d'échappement 13. Le boisseau 3 comporte quant à lui une ouverture de sortie 14 en communication avec l'ouverture d'entrée 6 par une chambre 15 intérieure au boisseau, et par un passage de communication 16. Lorsque l'organe de commande 4 du boisseau est amené dans la position extrême référencée en A sur les figures 1 ét 4, son ouverture de sortie 14 (et donc la connexion d'arrivée 5) est mise en communication, par un orifice latéral 17 du corps 1, avec la première sortie 8 du distributeur, ce qui fait tourner le moteur pneumatique 12 dans le sens référencé A sur la figure 4. La seconde entrée il du moteur est alors mise en communication avec la sortie d'échappement 13 du distributeur par la seconde sortie 9 du corps 1 et un autre orifice latéral 18 de ce corps, alors en communication avec un espace annulaire 19 du boisseau 3, en liaison permanente avec ladite sortie d'échappement 13. Lorsque par contre l'organe de commande 4 du boisseau est amené dans la position extrême référencée en B sur les figures 1 et 4, son ouverture de sortie 14 et par conséquent la connexion d'arrivée 5 sont mises en communication, par l'orifice latéral 18 du corps 1, avec la seconde sortie 9 du distributeur, ce qui fait tourner le moteur pneumatique 12 dans le sens inverse au précédent. La première entrée 10 du moteur est alors mise en communication avec la sortie d'échappement 13 du distributeur par la première sortie 8 du corps 1 et l'orifice latéral 17 de ce corps, alors en liaison avec l'espace annulaire 19 du boisseau 3. En position 0 du boisseau, cet espace annulaire 19 du boisseau fait communiquer les première et seconde sorties 8 et 9 du distributeur, par les orifices latéraux 17 et 18, avec la sortie d'échappement commune 13. Comme cela a déjà été indiqué plus haut, on peut ainsi décomprimer les circuits d'alimentation du moteur pneumatique 12 ou autre appareil utilisateur et actionner automatiquement, le cas échéant, le frein pneumatique de sécurité de ce moteur, au cas où, comme connu, ce frein serait automatiquement actionné par manque de pression. Cette sécurité de freinage est obtenue par un rappel automatique de l'organe de commande 4 du boisseau à sa position médiane ente les positions A et B, laquelle position médiane est référencée O sur les figures 1 et 4. Pour ce faire, on soumet le boisseau au couple de rappel d'un ressort spiral 20 logé dans le fond du corps 1 du distributeur et agissant sur une butée 21, solidaire du boisseau 3 par une plaque de maintien 22. Pour en finir avec la description de la fonction "distribution" du boisseau 3, il est à noter que par une coincidence seulement partielle des orifices en cause du boisseau et du corps 1, on pourra obtenir une marche à vitesse réduite du moteur 12, dans le sens A ou dans le sens inverse, en amenant l'organe de commande 4 dans une position intermédiaire, respectivement entre O et la position extreme A, ou entre O et la position extrême B. On va maintenant décrire la fonction "limitation de pression" du boisseau. Dans un alésage axial 23 d'un bouchon 24 fixé sur le boisseau 3, est monté coulissant un clapet 25, l'étanchéité entre ce clapet et son alésage étant assurée par un joint torique. Ce clapet 25 est adapté à obturer le passage de communication 16 mentionné plus haut, et, à cet effet, il est guidé axialement, à l'intérieur du boisseau 3, par un axe 26 lui-même guidé par une ouverture axiale du boisseau et relié à un piston d'équilibrage 27 monté dans une partie cylindrique coaxiale d'extrémité 28 du boisseau 3. Le fond du cylindre 28 communique avec la chambre intérieure 15 du boisseau par un passage 29, ce qui soumet la face correspondante du piston d'équilibrage 27 à la pression régnant dans la chambre 15. L'autre face du piston 27 est soumise à l'action contraire d'un ressort de réglage 30 de la pression de consigne.Ce ressort est constitué par un empilage de rondelles GROVER ou analogues, comprimées entre le piston 27 et une plaque de fermeture 32 fixée sur l'extrémité du boisseau et sur laquelle est soudé l'organe de commande 4. Si la pression du gaz comprimé admis à l'orifice d'alimentation 7 est trop élevée, dépassant la valeur de consigne, la pression dans la chambre intérieure 15 sera supérieure à la force du ressort 30 et le piston d'équilibrage 27, avec sa tige 26, se déplacera vers la droite, jusqu'à ce que le clapet 25 obture le passage 16. La pression dans la chambre 15 diminuera alors et le ressort 30 ramènera le piston 27, la tige 26 et le clapet 25 vers la gauche, provoquant à nouveau l'ouverture du passage 16. On obtiendra ainsi très simplement, dans la chambre intérieure 15 du boisseau, une pression a peu près constante, correspondant au quotient de la force du ressort 30 par la surface efficace de la face de gauche du piston 27. On voit que cette régulation de la pression d'alimentation du distributeur est obtenue très simplement, et à l'aide de moyens (clapet, tige de liaison, piston d'équilibrage, ressort) tous entièrement contenus dans le boisseau, à savoir sans aucune augmentation de son encombrement extérieur. Cette disposition présente l'avantage supplémentaire d'empêcher un utilisateur non avisé de mettre hors service le dispositif de régulation de pression, sauf démontage complet du distributeur ou remplacement du ressort 30 par une cale rigide. On va maintenant expliquer le fonctionnement du système de lubrification qui, lui également, est automatique et dont l'avantage essentiel est de ne pas comporter de pièce mobile. Ce système comporte tout d'abord un réservoir interne d'huile de lubrification, disposé à la partie supérieure du distributeur et référencée en 31. Dans ce réservoir débouche un circuit de mise sous pression 32, branché sur une prise de pression 33 en communication avec la connexion d'arrivée de gaz sous pression 5. Dans cette connexion 5 débouche en outre un système d'atomisation d'huile 34, également en communication avec le réservoir 31. Cet agencement est tel qu'à l'ouverture du boisseau 3 une dépression se produit dans la connexion Ord'arrivée 5 au niveau du système d'atomisation 34, ce qui provoque à ce niveau l'injection d'huile pulvérisée dans la connexion 5 et donc dans tout le circuit pneumatique du distributeur, du fait de la pression plus élevée régnant dans le réservoir 31. Cette lubrification du gaz sous pression dans le distributeur reste opérationnelle jusqu'au moment où les pressions s'équilibrent à nouveau. On voit que le système de lubrification est très simple, sans pièce mobile, et est disposé en entier, y compris son réservoir, à l'intérieur du distributeur. REVENDICATIONS 1. Distributeur pneumatique à limiteur de pression, du type comportant un boisseau (3) monté pivotant dans le corps (1) du distributeur et associé à un organe de commande (4), ce boisseau étant pourvu d'une ouverture d'entrée (6) en communication permanente avec la connexion (5) d'arrivée de gaz sous pression audit corps, et d'une ouverture de sortie (14) en communication avec ladite ouverture d'entrée (6) par une-chambre intérieure (15) pourvue d'un passage de communication (16), cette ouverture de sortie (14) pouvant, en fonction de la position angulaire du boisseau (3), être mise en liaison avec une première sortie (8) ou avec une seconde sortie (9) dudit corps (1), celle des première et seconde sorties (8,9) qui n'est pas en liaison avec l'ouverture de sortie (14) dudit boisseau (3) étant mise en liaison avec une sortie d'échappement (13) dudit corps (1), caractérisé en ce qu'il comporte, comme limiteur de pression, un clapet (25) mobile axialement et propre à obturer ledit passage (16) de communication lorsque la pression à l'entrée du boisseau (3) atteint ou dépasse une valeur de consigne prédéterminée, ce clapet (25) étant à cet effet relié, par une tige de liaison (26) traversant ladite chambre intérieure (15), à un piston d'équilibrage (27) dont une face est soumise à la pression régnant dans ladite chambre (15), et dont l'autre face est soumise à l'action contraire d'un ressort de réglage (30) de ladite valeur de consigne. 2. Distributeur pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation dudit boisseau (3), l'axe du clapet mobile (25) et l'axe du piston d'équilibrage (27) sont confondus, et en ce que le clapet (25), sa tige de liaison (26), le piston d'équilibrage (27) et le ressort de réglage (30) sont tous disposés entièrement à l'intérieur du boisseau (3). 3. Distributeur pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit boisseau pivotant (3) est associé à un organe élastique (20) de rappel automatique du boisseau (3) dans une position moyenne (O) pour laquelle son ouverture de sortie (14) est coupée de toute communication, la première (8) et la seconde (9) sortie dudit corps (1) étant alors mises en liaison avec ladite sortie d'échappement (13) dudit corps. 4. Distributeur pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe élastique de rappel du boisseau est constitué par un ressort spiral (20) disposé axialement au fond du corps (1) du distributeur. 5. Distributeur pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir d'huile de lubrification (31), un circuit de mise sous pression (32) de ce réservoir d'huile, branché sur une prise de pression (33) en communication avec la connexion d'arrivée de gaz sous pression (5), et un système d'atomisation d'huile (34), en communication avec ledit réservoir (31) et débouchant dans la connexion d'arrivée de gaz sous pression (5), en un emplacement tel qu'il est mis en dépression lors de la mise du boisseau (3) en position d'ouverture.