Brevet FR2620777A1 — publié le 19890324

"Appareil de commande et/ou de manoeuvre pour fluide hydraulique ou pneumatique" La présente invention concerne un appareil de commande et/ou de manoeuvre pour fluide hydraulique ou pneumatique avec un. boîtier et un poussoir disposé notamment dans le boîtier et guidé avec étanchéification par rapport à ce dernier. De tels organes de manoeuvre se présentent notamment sous la forme d'ensembles cylindre-piston ou de distributeurs. Dans ces derniers, le poussoir est configuré en tiroir cylindrique ou en tiroir plan et il est muni, sur sa périphérie extérieure cylindrique, de rainures périphériques qui sont sépa- rées les unes des autres par des parties annulaires en saillie. Selon la position du poussoir, divers canaux d'agent de pression prévus dans le boîtier devien- nent mutuellement reliés par l'intermédiaire des rainures périphériques. Le montage coulissant et l'étanchéification du poussoir dans l'alésage correspondant du boîtier a été, jusqu'alors, réalisé de deux manières. Selon une première forme de réalisation, le poussoir est dépourvu de joint d'étan- chéité, le poussoir réalisé habituellement en métal étant guidé, sans joint d'étanchéité distinct, avec un jeu minimal dans la région des saillies annu- laires dans le boîtier; l'étanchéification a également lieu par l'intermédiaire des saillies. L'inconvénient est ici la fabrication compliquée et coûteuse, afin de maintenir un jeu minimal entre les deux éléments, et le risque de fuite qui ne peut jamais être totalement supprimé. En outre, des défaillances fonc- tionnelles apparaissent fréquemment lorsque le boîtier est déformé par suite de son montage sur un autre appareil, de sorte que le poussoir se bloque dans l'alésage du boîtier. Si par contre, conformément à une autre forme de réalisation, on utilise des bagues d'étanchéité séparées, on peut certes améliorer ainsi l'étanchéité, et améliorer l'élasticité du montage du poussoir dans le bottier. Toutefois, se pose ici le problème d'une usure relativement importante due au frottement entre le joint d'étanchéité et la face corres- pondante, usure qui apparaît en dépit de la nécessaire lubrification, et qui réduit la longévité de l'appareil. En outre, de tels distributeurs présentent un temps de commutation plus important. La présente invention s'est donc fixée pour but de résoudre les problèmes précités et de fournir un appareil du type précité qui se distingue par une fabrication simple et économique, une fiabilité de fonctionnement élevée, ainsi que tant une étanchéification fiable qu'un frottement faible entre les deux éléments déplacés. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les parties d'étanchéité et les parties de guidage des deux éléments forment chacune des parties à la fois de guidage et d'étanchéité, et qu'au moins les parties de guidage et d'étanchéité d'un des éléments sont, par une sollicitation de pression, déplaçables et réglables en direction des parties de guidage et d'étanchéité de l'autre élément qui sont respectivement en vis-à-vis des parties en question et qui coopèrent avec ces dernières, et sont déplaçables et réglables en direction opposée. De cette manière, les deux éléments peuvent être réalisés économiquement, car les tolérances à respecter lors de la fabrication peuvent être prévues plus larges. La compensation s'effectue à l'état assemblé au moyen des parties de guidage et d'étanchéité mobiles de l'élément correspondant qui, par sollicitation de pression, peuvent être suffisament pressées contre les parties de guidage et d'étanchéité de l'autre élément pour pouvoir obtenir à la fois un coulissement souple et un degré d'étanchéification élevé. On obtient également une augmentation de la sécurité de fonctionnement et de la fiabilité de l'organe de manoeuvre, attendu que le poussoir est maintenant, malgré le renoncement à une bague d'étanchéité séparée, monté en suspension élastiquement flexible dans le boîtier, et donc relativement insensible à d'éventuelles déformations du boîtier. Les fonctions d'étanchéification et de guidage ou selon le cas de montage en suspension sont donc prises en charge par de seules et mêmes parties des éléments. Un autre avantage est que l'usure qui apparait éven- tuellement sur les parties de guidage et d'étanchéité peut être compensée d'une manière simple par le rajustement des parties mobiles. De même, malgré le mode de réalisation sans joint d'étanchéité, d'éventuelles fluctua- tions de température n'ont pas de conséquences néfastes, grâce au montage en suspension élastique. Un autre avantage important de l'invention est ses possibilités multiples d'applications. Elle peut être, par exemple, appliquée à des distributeurs à tiroir mobile ou à des ensembles cylindrepiston, les parties de guidage et d'étanchéité mobiles pouvant être disposées tant sur l'élément mobile que sur l'élément fixe. Une chambre de pression, remplie d'un agent de pression et présentant une pression intérieure modifiable, se trouve opportunément, afin de déplacer la partie de guidage et d'étanchéité mobile de l'élément correspondant, sur le côté de cet élément qui est opposé à cette partie, c'est-à-dire au dos de cette partie. La simple modification de la pression intérieure dans cette chambre de pression permet ainsi de déplacer les parties de guidage et d'étanchéité. De préférence, l'agent de pression est une masse de pression capable de transmettre une pression hydrostatique, par exemple une masse plastique, un liquide ou encore un granulat. On utilise avantageu- sement une substance au moins pratiquement incompressible. La pression intérieure dans la chambre de pression peut être modifiée d'une manière simple si l'élément présentant la partie de guidage et d'étanchéité mobile présente un corps déplaceur qui peut être enfoncé plus ou moins profondément à l'intérieur de la chambre de pression. Cela est particulièrement vrai si le corps déplaceur est une vis de réglage, qui est opportunément rendue accessible de l'extérieur. Cette vis de réglage ou similaire peut constituer simultanément le bouchon d'obturation pour l'ouverture de remplissage de la chambre de pression correspondante, qui est disposé de préférence coaxia- lement au sens de coulissement du poussoir. De préférence, la partie de guidage et d'étanchéité mobile du poussoir est disposée sur le côté extérieur d'une paroi entourant la chambre de pression à la manière d'une enveloppe, lequel côté est sollicité uniformément par la pression intérieure. On obtient ainsi, en particulier, également, un guidage précis du poussoir qui, au reste, peut aussi être configuré d'une manière telle qu'il est constitué essentiel- lement de la chambre de pression et de la paroi du genre enveloppe qui entoure cette dernière. Dans ce cas, la paroi relativement mince détermine, à elle seule, le contour extérieur du poussoir et elle est opportunément constituée d'un matériau en feuille élastiquement flexible, feuille de métal, par exemple, et feuille d'acier en particulier, dont la flexibilité assure, d'une manière hautement satisfaisante, le montage en suspension élastique du poussoir. Pour faire en sorte que le poussoir ne se redresse pas en des endroits défavorables, il est opportun de prévoir des parties extensibles particulières, par exemple sous la forme de plis extensibles ou de régions d'élasticité supérieure, situées notamment à côté des parties de guidage et d'étanchéité, de sorte que l'extension de la paroi en forme d'enveloppe se limite pour l'essentiel aux parties de guidage et d'étanchéité. Une action correspondante peut aussi être obtenue par un choix particulier des épaisseurs de paroi. Ainsi, l'enveloppe peut être dotée d'une épaisseur de paroi de valeur variable en vue du mouvement voulu de la face de guidage et d'étanchéité lors d'une modification de pression dans la chambre de pression, et en particulier être plus épaisse dans les régions terminales axiales du poussoir. Selon une forme de réalisation plus simple de l'organe de manoeuvre, les parties de guidage et d'étanchéité se trouvent sur les côtés extérieurs, tournés radialement vers l'extérieur, d'au moins une bague, qui repose sur un support muni, dans la région de la bague, d'une chambre de pression. Ce support peut être notamment un tube fermé, dont l'espace intérieur forme la chambre de pression, dont la sollicitation en pression engendre une extension radiale des bagues disposées coaxialement. L'avantage est ici le mode de construction simple du poussoir, qui peut, selon le mode opératoire souhaité, être équipé sans problèmes de plusieurs bagues. L'invention va être maintenant décrite plus en détails à l'aide du dessin annexé, dans lequel: Figure I est une vue en coupe longitudinale d'un organe de manoeuvre configuré en distributeur; Figure 2 est une vue détaillée, à une plus grande échelle, d'une configuration particulière de la paroi du poussoir et Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble cylindre-piston, selon une représentation schématique simplifiée, comme d'ailleurs les autres figures. La figure I présente la partie d'actionnement d'un distributeur 1, avec un boîtier cylindrique creux 2. dans l'ouverture de boîtier cylindrique 3 duquel est disposé un tiroir cylindrique ou encore un tiroir plan, qui sera appelé ci-après brièvement "tiroir 4". Ce dernier peut, par l'intermédiaire d'une tige d'actionnement 5 sortant du boîtier 2, être déplacé en va-et-vient ou encore coulissé dans le sens axial 6, d'une manière mécanique ou magnétique non détaillée. Le boîtier 2 comporte cinq ouvertures de boîtier, à savoir deux ouvertures de purge d'air Rl, R2, deux ouvertures de travail AI, A2 et une ouverture d'alimentation P. Le tiroir 4 est configuré de telle sorte qu'à chacune de ses deux positions de commutation, il relie une ouverture de travail respective avec l'ouverture d'alimentation P, et l'autre ouverture de travail avec une des deux ouvertures de purge d'air R. Cette forme de réalisation et la configuration correspondante du tiroir ne sont représentées ici qu'à titre d'exemple, d'autres possibilités constructives sont possibles à volonté. Le tiroir 4 a la forme d'un corps cylindrique, dans la périphérie extérieure 2 duquel sont pratiquées des rainures superficielles de forme annulaire 7, 8 qui se font suite dans le sens axial et qui sont mutuellement séparées par une partie en saillie annulaire 9. Le tiroir 4 reçoit cette configuration au moyen d'une paroi 10 relativement mince, préformée d'une manière correspondante, qui détermine le contour extérieur du poussoir et qui délimite, à l'intérieur du poussoir, une chambre de pression 11, ou encore qui entoure cette chambre à la manière d'une enveloppe. La surface intérieure cylindrique de l'ouverture de boîtier 3 forme globalement une première partie de guidage et d'étanchéité 14, qui correspond avec des parties de guidage et d'étanchéité correspondantes 15 du tiroir 4, qui sont disposées sur le côté extérieur de la paroi de ce dernier. Dans l'exemple de réalisation représenté, les parties de guidage et d'étanchéité 15 du tiroir 4 sont donc prévues sur la surface extérieure de paroi, tournée radialement vers l'extérieur, de la saillie annulaire 9, ainsi que sur les deux parties terminales axiales 16, 17 du tiroir. Les parties de guidage et d'étanchéité 14, 15 constituent à la fois les moyens d'étanchéification des deux rainures superfi- cielles 7, 8 et les moyens de guidage du tiroir 4 dans l'ouverture de boîtier 3. Cela dit, I'important est que les parties de guidage et d'étanchéité de l'un des éléments 2, 4 -à savoir dans le présent exemple de réalisation le tiroir 4- puissent être déplacées et réglées en direction des parties de guidage et d'étanchéité respectivement en vis-à-vis de l'autre élément, et en direction opposée. Dans le présent exemple de réalisation, on obtient ainsi une possibilité de déplacement dans le sens radial selon la flèche 18, ce dépla- cement étant engendré par la sollicitation en pression de la chambre de pression Il. En effet, attendu que la chambre de pression 11 se trouve sur le côté opposé aux parties de guidage et d'étanchéité mobiles 15 du poussoir 4, c'est-à-dire ici radialement à l'intérieur, une augmentation de pression à l'intérieur de cette chambre a pour conséquence que les parties de guidage et d'étanchéité 15 sont comprimées radialement vers l'extérieur. Ce mode de construction de l'appareil présente l'avantage impor- tant qu'une adaptation exacte du tiroir 4 dans l'ouverture de boîtier 3 n'est pas nécessaire, attendu que les tolérances de fabrication peuvent être compensées par la possibilité de déplacement radial des parties de guidage et d'étanchéité. Sans joint d'étanchéité distinct, c'est-à-dire sans joints toriques d'étanchéité ou similaires, on obtient ainsi, à la fois, un coulissement en souplesse du tiroir et une étanchéification fiable entre le tiroir et le boîtier 2. L'usure qui apparait peut également être avantageusement compensée d'une manière simple par une adaptation de la pression intérieure. Dans le présent exemple de réalisation, la paroi 10 est réalisée en un matériau métallique en feuille élastiquement flexible, feuille d'acier par exemple, qui présente, à la fois, des propriétés de coulissement remarquables et une élasticité satisfaisante. Il n'y a donc également pas de risque de blocage éventuel du tiroir dans l'ouverture du boîtier, car des dilatations thermiques ou des déformations éventuelles du boîtier 2, par suite de son montage sur un autre élément, sont absorbées par le montage en suspension élastique de la feuille. Le tiroir 4 constitue pratiquement un manchon "respirant" à contour extérieur adapté, qui n'a besoin d'aucune lubrification et permet des temps de commutation rapides en raison de la masse reduite. Une nouvelle amélioration du processus de coulissement peut être obtenue en recouvrant la feuille d'acier de titane, au moins sur les parties de guidage et d'étanchéité. On notera que la totalité du tiroir 4 ne doit pas nécessairement être prévue creuse comme représenté à la figure 1; au contraire, il est également tout à fait possible de prévoir une ou plusieurs cavités uniquement dans la région des parties de guidage et d'étanchéité 15 qui doivent être respectivement déplacées. Toutefois, la forme de réalisation représentée présente l'avantage que les parties de paroi 19 dans la région des rainures superficielles 7, 8 favorisent elles-aussi l'élasticité radiale des parties de guidage et d'étanchéité 15. Afin de favoriser le déplacement radial voulu des parties de guidage et d'étanchéité 15, il est tout à fait possible, comme le représente schématiquement la figure 2, de prévoir des parties extensibles supplémentaires 20, 20', qui sont opportunément disposées dans la région de transition entre les parties de guidage et d'étanchéité 15 et les parties de paroi 19. Ces parties extensibles 20, 20' peuvent être par exemple, comme représenté, configurées sous la forme de plis extensibles de forme annulaire; mais elles peuvent aussi être produites par une diminution de l'épaisseur de paroi. Au reste, le choix des épaisseurs de paroi de la paroi 10 dans les différentes régions permet d'agir sur l'aptitude à la déformation ou encore l'extensibilité, ainsi que sur la résistance. Ainsi, comme le montre la figure 1, on dote opportunément les parois terminales axiales 21, 21' de la chambre de pression Il d'une épaisseur de paroi importante, afin d'empêcher un redres- sement dans le sens axial. Simultanément, la paroi axiale épaissie 21 du tiroir 4 sert à recevoir un corps déplaceur configuré en vis de réglage 22, qui peut être tournée afin d'être vissée ou dévissée plus ou moins profondément à l'inté- rieur de la chambre de pression Il. La chambre de pression 11 est en effet totalement remplie d'un agent de pression et notamment d'une masse de pression 23 qui, lors de la pénétration du corps déplaceur 22, engendre l'élargissement élastique de la paroi 10 conformément au volume apporté du corps déplaceur 22. En effet, suite au vissage de la vis de réglage 22 qui est prévue dans le présent exemple de réalisation, la masse de pression 23 exerce une pression hydrostatique sur la paroi, de sorte que la partie de guidage et d'étanchéité 15 est serrée uniformément vers l'extérieur, contre la partie de guidage et d'étanchéité 14 correspondante du boîtier 2. Comme masse de pression 23, on utilise de préférence une substance incompressible, à savoir opportunément une masse plastique, un liquide, un granulat à grains fins ou similaire. Le remplissage de la chambre de pression 11 s'effectue d'une manière simple par l'ouverture 24 recevant la vis de réglage 22. On comprendra qu'il n'est pas impérativement nécessaire de prévoir, comme corps déplaceur, une vis de réglage; toutefois, une telle vis de réglage est particulièrement opportune, surtout si elle peut être réajustée de l'extérieur à l'état monté de l'organe de manoeuvre, par exemple par une ouverture de boîtier 25, représentée en pointillés à la figure 1. La figure 3 représente une autre forme de réalisation de l'organe de manoeuvre, sous la forme d'un ensemble cylindre-piston 29. Le boîtier 2' consiste ici en un cylindre dont l'alésage 3' guide le poussoir 4' configuré en piston. On constate donc que le champ d'applications de l'organe de manoeuvre est très large. Mais la figure 3 représente en outre une variante de réalisation simplifiée de l'organe de manoeuvre. Le poussoir 4' comprend ici un support 30, qui dans le présent exemple de réalisation se présente sous la forme d'un tube 31, sur la périphérie extérieur duquel deux bagues 32 sont enfilées à distance axiale l'une de l'autre. Le tube 31 est fermé à ses deux extrémités 21", 21"', et il constitue, conjointement avec la paroi tubulaire, la paroi 10 dont la constitution a déjà été explicitée dans le cadre de la figure 1. L'intérieur du tube constitue la chambre de pression 11 remplie de la masse de pression 23, et la vis de réglage 22' prévue à l'extrémité 21" du tube est configurée en vis à six pans creux, de sorte qu'aucune pièce en saillie n'est présente à l'intérieur du cylindre. Les parties de guidage et d'étanchéité 15' se trouvent sur les côtés périphériques tournées radialement vers l'extérieur des bagues 32, dont le diamètre extérieur à l'état initial est inférieur au diamètre intérieur de l'alésage 3'. Pour la mise en service de l'organe de manoeuvre, il suffit simplement de visser, à l'état monté, la vis de réglage 22' dans la chambre de pression 11, ce qui a pour conséquence que le tube 31 s'élargit élastiquement radialement vers l'extérieur dans la région comprise entre les deux extrémités 21", 21", et par suite que les bagues s'étendent elles-aussi radialement vers l'extérieur. De la sorte, les parties de guidage et d'étanchéité 15' viennent s'appliquer contre l'alésage 3' et, par un ajustement précis de la pression, on obtient à la fois un guidage précis du piston et une bonne étanchéification des deux chambres de cylindre séparées par le piston. La pression intérieure assure simultanément un montage sûr des bagues 32 sur le tube 31. Dans le présent exemple de réalisation, le couvercle 33 du cylindre, qui est tourné vers la vis de réglage 22', peut être déposé afin de régler la vis. On comprendra que des distributeurs du type représenté à la figure 1, par exemple, peuvent également être réalisés selon le système de la figure 3. L'avantage en est que, selon le mode de disposition des ouvertures de branchements de pression A, P, R, un nombre à chaque fois différent de bagues peuvent être ajustéess à des distances quelconques sur le tube 31, de sorte qu'on peut, avec des moyens simples, fabriquer selon un système modulaire un poussoir qui convienne à chaque fois pour l'application respectivement envisagée. Selon un exemple de réalisation non représenté, la chambre de pression se trouve dans le boîtier, et les parties de guidage et d'étanchéité du boîtier sont mobiles, tandis que celles du poussoir sont fixes. Il est par ailleurs également possible de prévoir que les parties d'étanchéité et de guidage des deux éléments soient respectivement mobiles. REVENDICATIONS 1. Appareil de commande et/ou de manoeuvre pour fluide hydrau- lique ou pneumatique avec un boîtier et un poussoir disposé notamment dans le boîtier et guidé, avec étanchéification, par rapport à ce dernier, caracté- risé en ce que les parties d'étanchéité et les parties de guidage des deux éléments forment chacune des parties à la fois de guidage et d'étanchéité (14, , 15'), et en ce qu'au moins les parties de guidage et d'étanchéité (15, 15') d'un des éléments (4, 4') sont, par une sollicitation de pression, déplaçables et réglables en direction des parties de guidage et d'étanchéité (14) de l'autre élément (2, 2') qui sont respectivement en vis-à-vis des parties en question et qui coopèrent avec ces dernières, et sont déplaçables et réglables en direction opposée. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une chambre de pression (11), remplie d'un agent de pression (23) et présentant une pression intérieure modifiable, se trouve, afin de déplacer la partie de guidage et d'étanchéité mobile (15, 15') de l'élément (4, 4'), sur le côté de cet élément qui est opposé à cette partie. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent de pression (23) est une masse de pression, par exemple une matière plastique, un liquide, un granulat ou similaire. 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément (4, 4') présentant la partie de guidage et d'étanchéité mobile (15, ') présente un corps déplaceur (22, 22') qui peut être enfoncé plus ou moins profondément à l'intérieur de la chambre de pression. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps déplaceur (22, 22') est une vis de réglage ou similaire, qui constitue simultanément le bouchon d'obturation pour l'ouverture de remplissage (24) de la chambre de pression correspondante (Il), et qui est disposée de préférence coaxialement au sens de coulissement du poussoir. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie de guidage et d'étanchéité mobile (15) du poussoir (4) est disposée sur le côté extérieur d'une paroi cylindrique (10) entourant la chambre de pression (l) à la manière d'une enveloppe. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poussoir est constitué essentiellement de la chambre de pression (Il) et de la paroi du genre enveloppe qui entoure cette dernière et qui détermine le contour extérieur du poussoir (4). 8. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la paroi (10) est constituée d'un matériau en feuille opportunément élastique- ment flexible, feuille de métal par exemple, et feuille d'acier en particulier. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la paroi (10) de la chambre de pression (11) présente des parties extensibles (20, 20'), par exemple sous la forme de plis extensibles ou de régions d'élasticité supérieure, situées opportunément à côté des parties de guidage et d'étanchéité (15). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) est munie d'une épaisseur de paroi de valeur variable en vue du mouvement voulu de la face de guidage et d'étanchéité (15) lors d'une modification de pression dans la chambre de pression (11), et est en particulier plus épaisse dans les régions terminales axiales du poussoir (16, 17). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que la partie de guidage et d'étanchéité (15') est disposée sur les côtés extérieurs, tournés radialement vers l'extérieur, d'au moins une bague (32), qui repose sur un support (30) muni, dans la région de la bague, d'une chambre de pression (Il). 12. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que le support (30) est un corps tubulaire fermé (31) radialement élargissable, dont I'espace intérieur forme la chambre de pression, et sur lequel sont disposées axialement les bagues (32) présentant les parties de guidage et d'étanchéité (1 5'1