Brevet FR2591705A1 — publié le 19870619

La présente invention concerne un robinet à piston avec un corps, qui presente des orifices de commande décalés axialement et débouchant dans une chambre cylindrique, un piston de commande coulissant axialement par rapport aux orifices de commande et des joints d'étanchéité fixés par rapport au corps, entre les orifices de commande décalés, et isolant les chambres de commande formes entre le piston de commande et le corps. De tels robinets ont de multiples applications, en particulier sous forme de distributeurs dans des systèmes climatiques et hydrauliques, l'actionnement du piston de commande pouvant être manuel, pneumatique, hydraulique, magnétique, électrique ou autre. Le montage et la fixation des joints d'étanchéité limitant les chambres de commande entre les orifices de commande soulèvent généralement des problèmes dans le cas de tels robinets, car le piston de commande présentant en général un déplacement axial rapide lors de l'inversion comprend des arêtes de commande interagissant avec ces joints, le plus souvent sous forme d'étranglements, évidements ou ouvertures, d'où un risque permanent de détérioration du joint et par suite de dérangements fonctionnels du robinet, en particulier dans le cas de pressions différentes du fluide agissant sur les deux faces du joint. Le brevet autrichien nO 233 908 décrit par exemple un dispositif connu du type précité, dans lequel les joints d'étanchéité des chambres de commande sont fixés entre des pièces d'appui-spécialement introduites dans la chambre cylindrique du corps du robinet, lesdites pièces d'appui comme les joints d'étanchéité étant introduits axialement dans le corps lors du montage du robinet, puis fixés sur le corps par des couvercles vissés à action axiale, d'où un nombre relativement élevé de pièces et par suite une production, un montage et un entretien couteux. L'invention vise à éviter les inconvénients précités des modèles connus et notamment à réaliser un robinet à piston du type précité de façon à obtenir de façon simple et économique une étanchéité sare des chambres de commande et de meilleures conditions de montage et d'entretien. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le corps comprend sur le côté des fentes accessibles de l'extérieur et dans lesquelles les joints d'étanchéité sont insérés et fixés axialement, et assurent en outre l'étanchéité des fentes d'insertion. Le positionnement des joints d'étanchéité par rapport au corps n' exigent ainsi aucune pièce d'appui ou autre supplémentaire, car cette fonction est assumée directement par le corps. L'accessibilité latérale des fentes d'insertion par l'extérieur simplifie beaucoup le montage et l'entretien du robinet, car chaque joint d'étanchéité peut ainsi être monté et démonté de l'extérieur, indépendamment des autres joints, le piston de commande devant être retiré auparavant.Un centrage précis des divers joints d'étanchéité par rapport au piston de commande, afin d'assurer la fonction d'étanchéité optimale, peut avantageusement être assuré directement par le piston de commande qui traverse les joints. Une certaine mobilité ou élasticité des joints d'étanchéité insérés dans les fentes est utile. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, et pour assurer l'étanchéité des fentes d'insertion, les cotés des joints d'étanchéité portent des bourrelets annuiaires qui s'appliquent sur le corps et de préférence entourent concentriquement les ouvertures circulaires prévues dans les joints pour le passage du piston de commande. Les fentes d insertion sont en saillie radiale sur l'alésage cylindrique du Corps, à la façon d'une gorge annulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie des fentes d'insertion accessible de l'extérieur est décalée par rapport aux orifices de commande suivant le sens circonférentiel. On évite ainsi une entrave spatiale mutuelle des fentes d'insertion d'une part et des joints et orifices de commande correspondants d'autre part. Des dimensions du robinet demeurent avantageusement déterminées par les raccords aux orifices de commande, sans qu'il soit nécessaire de tenir compte de l'accessibilité des fentes d'insertion entre les orifices de commande. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, tous les orifices de commande sont disposés sur une génératrice commune de la chambre cylindrique et le corps comprend une zone de montage aplatie sur le côté extérieur, sur laquelle se trouvent toutes les parties des fentes d'insertion accessibles de ltextérieur, et recouverte par une plaque. Cette plaque de couverture peut être constituée par une plaquette signalétique du robinet ou une pièce similaire et permet le blocage simultané de tous les joints d'étanchéité insérés, ce qui simplifie les opérations de montage et d'entretien. Selon une autre caractéristique de l'invention, le côté des joints d'étanchéité en regard de la zone de montage présente un profil extérieur non circulaire, et de préférence adapté aux fentes d'insertion. Il est ainsi possible de prévoir sur le bord des joints d'étanchéité accessible de l'extérieur une poignée pouvant être saisie à l'aide de pinces, d'autres outils ou des doigts, ce qui facilite le montage et le remplacement des joints. Dans un robinet à piston du type précité, dont-le corps-comporte au moins un canal longitudinal pour la circulation du fluide de commande par exemple, et selon une autre caractéristique de l'invention, les joints comportent des ouvertures de passage du canal longitudinal, avec étanchéité par rapport aux fentes d'insertion, ce qui permet de faibles dimensicns extérieures de l'ensemble du robinet tout en conservant la conception avantageuse. Selon une autre caractéristique de l'invention, les joints con- portent une âme porteuse, métallique de préférence, entourée d'une masse d'étanchéité élastique, du caoutchouc vulcanisé de préférence. On obtient ainsi une résistance suffisante pour l'insertion des joints dans les fentes, une étanchéité suffisante assurée par la masse élastique et une production facile des joints. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous deun exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe axiale d'un robinet à piston selon l'invention; la figure 2 est une élévation suivant la flèche II de la figure 1, la plaque de couverture étant retirée; la figure 3 représente à plus grande échelle un joint du robinet à piston selon figures 1 et 2; la figure 4 est une coupe suivant l'axe IV-IV de la figure 3; et la figure 3 est une coupe suivant l'axe V-V de la figure 3. Le robinet à piston selon figure i, réalisé en distributeur 5/2, est essentiellement constitué par un corps 7 présentant des orifices de commande 1 à 5 décalés axialement et débouchant dans une chambre cylindrique 6, un piston de commande 9 coulissant suivant l'axe 8 par rapport aux orifices de commande 1 à 5, et des joints d'étanchéité 11 fixés par rapport au corps 7 dans des fentes dtinser- tion 10 et définissant dans la chambre cylindrique 6 des chambres de commande 12 à 16 entre le piston de commande 9 et le corps 7. Dans l'exemple de réalisation représenté, le piston de commande 9 est creux et muni du côté gauche d'une bague d'étanchéité 21 s'appliquant sur une bague d'appui 17. Du côté opposé, le piston de commande est ouvert et chargé axialement par un ressort 20 prenant appui sur un épaulement 18 et sur un tenon 19 du couvercle.Des canalisations de pression 23 et 24 disposées dans un couvercle 25 et dans le corps 7 permettent d'appliquer une pression de commande sur la face frontale gauche 22 du piston 9, d'où une translation axiale contre l'action exercée par le ressort 20. Des joints d'étanchéité non représentés sont prévus entre le corps 7 et le couvercle 25 et le couvercle 26 portant le tenon 19 de l'autre côté, ainsi que le cas échéant sur d'autres assemblages. Dans l'exemple de réalisation représenté, le piston de commande 9 présente deux étranglements ou gorges de commande 27, 28 qui, interagissant avec les quatre joints d'étanchéité Il centraux, permettent une interconnexion déterminée ou un isolement des orifices de commande 1 à 5. Dans la position représentée du piston de commande, les chambres de commande 12, 13 et par suite les orifices de commande 1, 2 sont reliés; il en est de même pour les chambres de commande 14, 15 ou les orifices de commande 3, 4; la chambre de commande 16 ou l'orifice de commande 5 est fermé. L'application d'une pression de commande appropriée par les canalisations 23, 24 déplace le piston de commande 9 vers la droite, contre la force exercée par le ressort 20, de sorte que la chambre de commande 12 est isolée et les chambres de commande 13, 14 ou 15, 16 sont reliées. Les joints d'étanchéité 11, dont la réalisation particulière est illustrée par les figures 3 à 5 et sera décrite en détail ciaprès, sont insérés dans les fentes 10, accessibles latéralement de l'extérieur et perpendiculaires à l'axe 8, et assurent par leur ouverture circulaire 29 l'étanchéité par rapport à la surface du piston de commande 9, dans la mesure où ils n'interagissent pas avec les gorges de commande 27, 28, sauf dans ce cas, les joints 11 insérés assurent aussi l'étanchéité des fentes d'insertion 10, interdisant ainsi une fuite du fluide de pression par lesdites fentes 10. Le côté supérieur du robinet à piston représenté à la figure 1, et dans tous les orifices de commande 1 à 5 se trouvant sur une génératrice commune de la chambre cylindrique 6 du corps, comportent une zone de montage 30 aplatie à l'extérieur, sur laquelle se trouvent toutes les parties des fentes d'insertion 10 accessibles de l'exté- rieur, et recouverte par une plaque 31 qui peut par exemple être réalisée directement sous forme de plaquette signalétique ou autre. Cette plaque de couverture 31 est fixée sur le corps 7 d'une façon non représentée, à l'aide par exempledes perçages 32 visibles sur la figure 2, et maintient ainsi de façon sûre tous les joints d'étanchéité 11 dans les fentes d'insertion 10. Le remplacement d'un joint d'étanchéité 11 est ainsi très simple, car il suffit de retirer le couvercle 25, de sortir le piston de commande 9 du corps vers la gauche, de retirer la plaque de couverture 31 puis de remplacer le joint considéré, les autres joints demeurant en place. Pour le remontage, il suffit d'inspirer de nouveau le piston de commande 9 dans le corps 7 puis de le fixer par le couvercle 25, le centrage mutuel du piston de commande 9 et des joints d'étanchéité il étant assuré automatiquement par l'élasticité des joints 11.Le robinet à piston est de nouveau prêt à l'emploi après la fixation de la plaque de couverture 31. Les figures 3 à 5 illustrent la constitution d'un joint d'étanchéité 11. Une âme métallique porteuse 33, en tôle d'acier découpée par exemple, est entourée par une masse d'étanchéité élastique 34, du catouchouc vulcanisé par exemple, ce qui assure la résistance nécessaire pour l'insertion du joint 11 dans la fente 10 correspon dante (cf. figures 1, 2), ainsi qu'une étanchéité optimale. L'ouverture circulaire 29 du joint d'étanchéité 11 est munie dans ce cas de deux lèvres arrondies 35, qui assurent d'une part une bonne étanchéité par rapport à la surface du piston de commande 9 et sont d'autre part pratiquement insensibles à un cisaillement par les arêtes latérales des gorges de commande 27, 28 (cf. figure 1). Les côtés du joint 11 portent des bourrelets d'étanchéité 37 concentriques à l'ouverture 29.Ces bourrelets d'étanchéité annulaires 37 s'appliquent sur les bords des fentes d'insertion 10 désignés par 36 sur la figure 1 et en saillie radiale sur l'alésage cylindrique du corps 7, à la façon d'une gorge annulaire, de sorte que les joints 11 assurent aussi l'étanchéité des fentes d'insertion 10. Dans l'exemple de réalisation représenté, le côté des joints d'étanchéité 11 en regard de la zone de montage 30 du corps après le montage présente un contour extérieur non circulaire et adapté à la forme des fentes d'insertion 10, comme le montre en particulier la figure 2. Les figures 3 et 5 représentent à la partie supérieure du joint il en regard de-la plaque de couverture après montage une ouverture de passage 38 qui interagit de façon non représentée avec un canal longitudinal situé du côté du corps 7 opposé aux orifices de commande 1 à 5, pour le passage du fluide de commande par exemple, des bourrelets 39 étant de nouveau prévus pour assurer l'étanchéité par rapport à la fente d'insertion 10 correspondante. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Robinet à piston avec un corps, qui présente des orifices de commande décalés axialement et débouchant dans une chambre cylindrique, un piston de commande coulissant axialement par rapport aux orifices de commande, et des joints d'étanchéité fixés par rapport au corps, entre les orifices de commande décalés, et isolant les chambres de commande formées entre le piston de commande et le corps, ledit robinet étant caractérisé en ce que le corps (7) comprend sur le côté des fentes (10) accessibles de l'extérieur et dans lesquelles les joints d'étanchéité (11) sont insérés et fixés axialement, et assurent en outre l'étanchéité des fentes d'insertion (10). 2. Robinet selon revendication 1, caractérisé en ce que pour assurer l'étanchéité des fentes d'insertion (10), les côtés des joints (11) portent des bourrelets annulaires (37) qui s'appliquent sur le corps (7) et de préférence entourent concentriquement les ouvertures circulaires (29) prévues dans les joints (11) pour le passage du piston de commande (9). 3. Robinet selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie des fentes insertion (10) accessible de l'extérieur est décalée par rapport aux orifices de commande (1-5) suivant le sens circonférentiel. 4. Robinet selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que tous les orifices de commande (1-5) étant disposés sur une génératrice commune de la chambre cylindrique (6), le corps (7) comprend une zone de montage (30) aplatie sur le côté extérieur, sur laquelle se trouvent toutes les parties des fentes d'insertion (10) accessibles de l'extérieur, et recouverte par une plaque (31). 5. Robinet selon revendication 4, caractérisé en ce que le côté des joints d'étanchéité (11) en regard de la zone de montage (30) présente un contour extérieur non circulaire et de préférence adapté aux fentes d'insertion (10). 6. Robinet selon une quelconque des revendications 1 à 5, dont le corps comporte un canal longitudinal au moins et caractérisé en ce que les joints (11) comportent des ouvertures de passage (38) du canal longitudinal avec étanchéité par rapport aux fentes d'insertion (10) . 7. Robinet selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les joints d'étanchéité (1t) comprennent une âme (33) porteuse, métallique de préférence, entourée d'une masse d'étanchéité élastique (34), du caoutchouc vulcanisé de préférence.