Brevet FR2611850A1 — publié le 19880909

Distributeur à trois positions La présente invention concerne un distributeur à trois positions, avec un premier obturateur asservissable par un organe de commande et disposé dans un carter de distributeur, obturateur qui est maintenu à une première position de commutation par la force d'un premier ressort, tous les orifices de raccordement étant séparés les uns des autres à une deuxième position de commutation du distributeur. On connaît par la norme DIN 24 300 "Symboles Pneumatiques et Logiques" des distributeurs à trois positions, à la position de commutation médiane desquels tous les orifices de raccordement sont séparés les uns des autres. De la sorte, on peut obtenir une hystérésis de commutation lors de la co.nmutation entre les deux positions de commutation extérieures. On souhaite fréquemment pouvoir modifier à postériori cette hystérésis ou encore J'adapter à des particularités données, afin de pouvoir ainsi obtenir un comportement de com-iutation souhaité donné. Avec les distributeurs connus, cela n'est pas possible, ou seulement par un remplacement compliqué et coûteux de pièces. La présente in-ention a donc pour but de fournir un distributeur à trois position, dont l'hystérésis de commutation puisse être réglée et modifiée de manière simple, afin d'obtenir un comportement de commutation variable. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les orifices de raccordement sont reliés par des canaux à une chambre de distributeur, un pre;nier de ces canaux s'étendant dans le premier obturateur, qu'à la deuxième position de commutation du distributeur, un deuxième obturateur vient s'appliquer hermétiquement contre l'embouchure du premier canal au niveau du premier obturateur, deuxième obturateur qu'un deuxième ressort maintient à une position obturant un deuxième des canaux vers la chambre de distributeur, le deuxième obturateur étant, à une troisième position de commutation du distributeur, maintenu par le premier obturateur à une position à laquelle le deuxième canal est ouvert, et qu'un organe de réglage limitant la longueur maximale du ressort correspondant est respectivement associé à chacun des deux ressorts afin de régler séparément leur force de ressort respective. Dans le distributeur selon l'invention, les deux points de commutation peuvent être réglés séparément l'un de l'autre d'une manière simple par l'intermédiaire d'organes de réglage accessibles de l'extérieur, de sorte que l'hystèrésis peut être réglée en la faisant varier à volonté dans de larges limites. Ce faisant, la structure et le montage du distributeur peuvent être simples. Une possibilité de réglage particulièrement simple est obtenue en utilisant des organes de réglage configurés en organes vissés, qui débouchent sur le côté extérieur du carter. Ce faisant, les organes de réglage sont opportunément guidés l'un dans l'autre par l'intermédiaire de filetages, et vissés conjointement dans le carter de distributeur. Les mouvements de vissage permettent de réaliser un réglage particulièrement précis des points de commutation. A cet effet, les organes de réglage vissables peuvent être avantageusement munis d'une échelle graduée. Le premier obturateur -guidé en coulissement axial dans le carter de distributeur- est opportunément assemblé à un organe de base sur lequel agit d'un côté le premier ressort et de l'autre côté l'organe de commande. Selon une configuration avantageuse de l'organe de commande sous la forme d'un organe de commande pneumatique, la membrane de ce dernier peut agir directement sur l'organe de base, et être intégrée dans le carter de distributeur. Afin de séparer spatialement les ressorts des obturateurs, le premier ressort est disposé entre l'organe de réglage associé et un élément annulaire qui, par l'intermédiaire d'éléments de liaison guidés en coulissement axial dans le carter de distributeur, transmet la force de ressort sur l'organe de base.Les éléments de liaison, réalisés par exemple sous la forme de tringles, peuvent transmettre la force de ressort sur l'organe de base en passant sur le côté des obturateurs. Cela fournit une possibilité de montage aisé des éléments de réglage formant un ensemble compact, et le passage des différents canaux est facilité. Le deuxième obturateur est opportunément guidé en coulissement axial dans une deuxième chambre de distributeur limitrophe de la première chambre de distributeur, le deuxième canal et ie cas échéant d'autres canaux débouchant dans la deuxième chambre de distributeur. Un élément d'étanchéité permet de séparer l'une de l'autre les deux chambres de distributeur aux première et deuxième positions de commutation, en particulier par le fait que cet élément d'étanchéité s'applique alors contre un siège d'étanchéité entre les deux chambres de distributeur. Cet élément d'étanchéité ou d'autres éléments d'étanchéité montés sur le deuxième obturateur permettent, le cas échéant, de réaliser ou de séparer d'autres liaisons de commutation entre canaux. Un organe de transmission, allant jusque dans la deuxième chambre de distributeur et s'appliquant contre une extrémité du deuxième ressort, est avantageusement guidé en coulissement axial dans le carter de distributeur, cette deuxième chambre de distributeur pouvant être étanchéifiée par un joint d'étanchéité annulaire monté sur un canal de coulissement pour l'organe de transmission vers les organes de réglage. Le deuxième ressort est opportunément disposé dans la deuxième chambre de distributeur entre le deuxième obturateur et l'organe de transmission, l'organe de transmission s'appliquant alors, à l'extérieur de la deuxième chambre de distributeur, contre l'organe de réglage associé.De la sorte, les ressorts et leurs points d'application sont noyés en permanence dans le fluide de pression, de sorte que le frottement peut être réduit et que l'hystèrèse peut ainsi être réglée à une valeur très petite. Mais il est, bien sûr, également possible de disposer le deuxième resssort en dehqrs de la deuxième chambre de distributeur, dans l'espace exempt de fluide de pression. En disposant l'ensemble constitué du deuxième ressort et de l'organe de transmission concentriquement par rapport au premier ressort à l'intérieur de ce dernier, on peut obtenir un mode de construction très compact. Cela peut encore être renforcé en prévoyant, en outre, que le deuxième ressort ou l'organe de transmission s'engage dans un alésage central de l'organe de réglage associé au premier ressort, et s'y applique contre l'organe de réglage associé au deuxième ressort. Le distributeur à trois positions selon l'invention convient notamment à une utilisation en distributeur 3/3 voies. L'exposé qui suit décrit plus en détails des exemples de réalisation de l'invention qui sont représentés sur le dessin annexé, dans lequel Figure I représente la symbolisation pneumatique du distributeur configuré en distributeur 3/3 voies Figure 2 est une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation d'un distributeur 3/3 voies, à la première position de commutation ; Figure 3 représente le distributeur de la figure 2 à la troisième position de commutation ; et Figure 4 représente un deuxième exemple de réalisation d'un distributeur 3/3 voies, à la première position de commutation. Le distributeur 3/3 voies représenté symboliquement comme exemple de réalisation à la figure 1 présente un orifice de raccordement de travail A, un orifice de raccordement de fluide de pression P, un orifice de raccordement d'évacuation de fluide R et un orifice de raccordement de commande Z. Le distributeur peut être employé pour des fluides de pression liquides ou gazeux. L'orifice de commande Z sert à amener un fluide de commande pour actionner le distributeur, de préférence un gaz pour l'actionnement pneumatique. En alternative, il est bien sûr également possible d'envisager un actionnement hydraulique ou électrique. A la première position de commutation représentée comme position de base, L'orifice de travail A est relié à l'orifice d'évacuation de fluide R, tandis que l'orifice de fluide de pression P est fermé. Si, par exemple, la pression de commande s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminable, par exemple 2,7 bars, alors le distributeur est déplacé à la deuxième position de commutation, la position médiane, à laquelle les différents orifices de raccordement sont séparés les uns des autres. La valeur de pression dépend ici de la force de ressort d'un premier ressort 10, dont la force de ressort est prévue réglable.Si la pression de commande dépasse une deuxième valeur supérieure à la première, 4 bars par exemple, alors il y a commutation à la troisième position de commutation, à laquelle l'orifice de travail 1 est relié à l'orifice de fluide de pression P, tandis que l'orifice d'évacuation de fluide R est fermé. Afin d'arriver à la troisième position de commutation, la pression de commande doit en outre vaincre la force de ressort d'un deuxième ressort Il, dont la force de ressort est également réglable. La deuxième valeur de pression de commande, plus élevée que la première, est donc déterminée par la force de ressort des deux ressorts 10, 11.Conformément à cela, lorsqu'on tombe en dessous de la valeur de pression supérieure de 4 bars, il se produit à nouveau une commutation ramenant à la deuxième position de commutation, et lorsqu'on tombe en dessous de la valeur de pression inférieure de 2,7 bars, il se produit une commutation ramenant à la première position de commutation. Comme l'orifice de travail A n'est alimenté en fluide de pression que lors du dépassement de la valeur de pression supérieure, tandis que l'évacuation ne se produit que lorsqu'on tombe en dessous de la valeur de pression inférieure, un comportement en hystèrésis est donc produit. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 2 et 3, les orifices A,P, R et Z sont, de manière concordante avec la figure 1, représentés comme étant les embouchures de raccordement de canaux 12, 13, 14, 15 dans un carter de distributeur 16. Un premier obturateur 17 de forme tubulaire est monté axialement coulissant dans le carter de distributeur 16, en étant étanchéifié au moyen d'un joint d'étanchéité a-rulaire 18. A l'extrémité inférieure du premier obturateur 17 est fixé un organe de base 19 en forme de disque, qui lors du déplacement axial du premier obturateur 17 se déplace dans une chambre de déplacement 20 qui est reliée par l'intermédiaire du canal 14 à l'orifice d'évacuation de fluide R. Dans la région de la chambre de déplacement 20, le premier obturateur 17 présente un alésage latéral 21 qui permet au canal 14 de se poursuivre à l'intérieur du premier obturateur 17. Le canal 15, qui part de l'orifice de commande Z, débouche dans une chambre à membrane 22 qui est disposée en dessous de la chambre de déplacement 20 et qui est fermée du côté tourné vers l'organe de base 19 au moyen d'une membrane 23 s'appliquant contre cet organe de base 19. Lorsque la chambre à membrane 22 est alimentée en fluide de pression, la membrane 23 se déplace et déplace ainsi conjointement l'organe de base 19 et le premier obturateur 17 vers le haut, à l'encontre de la force du premier ressort 10.Ce ressort 10 est inséré entre un premier organe de réglage 34 -vissable par le haut dans le carter de distributeur 16- et un élément annulaire 25 -qui peut coulisser axialement dans une chambre annulaire 24-, la force de ressort de l'élément annulaire 25 étant transmise sur l'organe de base 19 par l'intermédiaire d'éléments de liaison 26 en forme de tringles guidés dans des alésages axiaux. Au lieu des deux éléments de liaison 26 représentés, il peut, bien sûr, y en avoir trois ou un nombre encore supérieur, qui sont répartis uniformément sur la périphérie de l'élément annulaire 25. Ces éléments de liaison 26 s' appuient respectivement contre l'élément annulaire 25 et contre l'organe de base 19, et sont guidés de manière étanche dans leurs alésages de guidage. L'extrémité supérieure du premier obturateur 17 s'enfonce dans une première chambre de distributeur 27, le canal 14 débouchant du côté frontal de ce premier obturateur 17. Dans cette première chambre de distributeur 27 débouche également le canal 12 qui est relié à l'orifice de travail A. Au dessus de la première chambre de distributeur 27 se raccorde une deuxième chambre de distributeur 28 de section légèrement agrandie. Dans cette deuxième chambre de distributeur 28 débouche le canal 13, qui est relié à l'orifice de fluide de pression P. Un deuxième obturateur 30, muni, sur son côté, inférieur d'un élément d'étanchéité plat 29, est disposé axialement coulissant dans la deuxième chambre de distributeur 28, à l'encontre de la force du deuxième ressort 11. A l'état non déployé, l'élément d'étanchéité 29 ferme la première chambre de distributeur 27 vis-à-vis de la deuxième chambre de distributeur 28 par l'intermédiaire d'un siège d'étanchéité non représenté. A cette position, le canal 13 est également séparé de la première chambre de distributeur 27.Le deuxième ressort 11 s'appuie, dans la deuxième chambre de distributeur 28, d'un côté contre le deuxième obturateur 30 et de l'autre côté contre un organe de transmission 31 en forme de goujon, qui s'enfonce, par le haut, dans la deuxième chambre de distributeur 28 en étant étanchéifié au moyen d'un joint d'étanchéité annulaire 32. A l'extérieur de cette chambre, L'organe de transmission 31 est guidé axialement coulissant dans un alésage central 33 pratiqué dans le premier organe de réglage 34, et s'y appuie contre un deuxième organe de réglage 35 réalisé sous la forme d'une vis, qui peut être vissée par le haut dans le premier organe de réglage 34. A l'état exempt de pression de la chambre à membrane 22, c'est-à-dire en l'absence de pression de commande ou en présence d'une faible pression de commande, les deux obturateurs 17, 30 se trouvent à leur position de base, L'orifice de fluide de pression P étant relié à la deuxième chambre de distributeur 28 mais isolé de la première chambre de distributeur 27, et l'orifice de travail A étant relié à l'orifice d'évacuation de fluide R par l'intermédiaire du canal 12, de la première chambre de distributeur 27, du premier obturateur 17, de l'alésage latéral 21, de la chambre de déplacement 20 et du canal 14. Lorsque la pression de commande atteint une valeur allouée déterminée par la force de ressort du premier ressort 10, 2,7 bars par exemple, la membrane 23 est alors suffisamment déployée pour que l'embouchure de canal supérieure du premier obturateur 17 vienne s'appliquer contre l'élément d'étanchéité 29 et soit fermée. A cette deuxième position de commutation, la position médiane, les différents canaux 12, 13, 14 sont isolés les uns des autres. Si la pression de commande continue à augmenter, le deuxième obturateur 30 est, à partir d'une valeur allouée de par exemple 4 bars, décollé de son siège à l'encontre de la force de ressort supplémentaire du deuxième ressort 11, de sorte que les deux chambres de distributeur 27, 28 et par suite les canaux 12, 13 ou encore les orifices A et P sont maintenant mutuellement reliés. Cela constitue la troisième position de commutation. En vissant ou dévissant les deux organes de réglage 34, 35, on peut régler la précontrainte et ainsi la force de ressort des deux ressorts 10, 11, indépendamment l'un de l'autre. Les deux points de commutation entre les trois positions de commutation peuvent ainsi être réglés et modifiés d'une manière simple, avec une possibilité de variation pratiquement à volonté. Dans la deuxième chambre de distributeur 28, le deuxième ressort 11 ainsi que le deuxième obturateur 30 sont entièrement environnés de fluide de pression, de sorte que les forces de frottement n'apparaissent que faiblement. L'hystérésis peut ainsi être réglée très finement. La précision du réglage des points de commutation peut être prédéterminée d'après la finesse des filetages des deux organes de réglage 34, 35. Des échelles graduées non représentées prévues sur les deux organes de réglage 34, 35 peuvent avantageusement servir à la réalisation d'un réglage rapide et fiable. En disposant le deuxième ressort 11 et l'organe de transmission concentriquement à l'intérieur du premier ressort 10, on peut obtenir une structure très compacte. L'autre exemple de réalisation représenté à la figure 4 correspond, pour l'essentiel, aux exemples de réalisation représentés aux figures 2 et 3, de sorte que les pièces identiques ou de fonction identique ne seront pas à nouveau décrites, et portent les mêmes références numériques. La différence essentielle par rapport à l'exemple de réalisation précédent consiste en ceci que le deuxième ressort 11 n'est plus disposé dans la deuxième chambre de distributeur 28, mais dans l'alésage central 33 pratiqué dans le premier organe de réglage 34.C'est maintenant un organe de transmission en forme de broche 36 qui sert à transmettre la force du deuxième ressort 1 1 sur le deuxième obturateur 30, organe qui, par un alésage d'une petite taille correspondante pratiqué dans le carter de distributeur 16, s'enfonce de manière étanche dans la deuxième chambre de distributeur 28. A l'extrémité supérieure de cet organe de transmission 36 est fixée une bague d'appui 37 pour le deuxième ressort 11. Le deuxième organe de réglage 35 présente un diamètre légèrement agrandi, mais au reste sa fonction demeure inchangée. L'invention n'est pas limitée aux distributeurs 3/3 voies représentés, mais au contraire elle peut s'appliquer à tous les distributeurs à trois positions pour lesquels il faut prévoir des transitions de commutation échelonnées de manière réglable entre les positions de commutation. En présence d'un nombre plus grand ou plus petit de voies ou encore d'orifices de raccordement, le nombre de canaux est modifié en conséquence, les deux obturateurs pouvant, le cas échéant, exercer des fonctions de commutation supplémentaires à l'aide d'éléments d'étanchéité supplémentaires. REVENDICATIONS 1. Distributeur à trois positions, avec un premier obturateur asservissable par un organe de commande et disposé dans un carter de distributeur, obturateur qui est maintenu à une première position de commutation par la force d'un premier ressort, tous les orifices de raccordement étant séparés les uns des autres à une deuxième position de commutation du d stributeur, caractérisé en ce que les orifices de raccordement (A, P, R) sont reliés par des canaux (12, 13, 14) à une chambre de distributeur (27), un premier (14) de ces canaux s'étendant dans le premier obturateur (17), en ce qu'à la deuxième position de commutation du distributeur, un deuxième obturateur (30) vient s'appliquer hermétiquement contre l'embouchure du premier canal au niveau du premier obturateur (17), deuxième obturateur qu'un deuxième ressort (11) maintient à une position obturant un deuxième (13) des canaux vers la chambre de distributeur (27), le deuxième obturateur (30) étant, à une troisième position de commutation du distributeur, maintenu par le premier obturateur (17) à une position à laquelle le deuxième canal (13) est ouvert, et en ce qu'un organe de réglage (34, 35) limitant la longueur maximale du ressort correspondant est respectivement associé à chacun des deux ressorts (10, 11) afin de régler séparément leur force de ressort respective. 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de réglage (34, 35) configurés en organes vissés débouchent sur le côté extérieur du carter. 3. Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un organe de réglage (35) est guidé en déplacement dans un filetage dans l'autre organe de réglage '34), ce dernier étant lui-même guidé en déplacement dans un filetage dans le carter de distributeur (16). 4. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier obturateur (17) -guidé en coulissement axial dans le carter de distributeur (16)- est assemblé à un organe de base (19) sur lequel ag;t d'un côt le premie ressort (10) et de l'autre côté l'organe de commande (22, 23). 5. Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de commande (22, 23) est réalisé sous la forme d'un organe de commande pneumatique. 6. Distributeur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un canal de commande (15) débouche dans une chambre à membrane (22), une membrane (23) étant opérationnellement associée à l'organe de base (19). 7. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le premier obturateur (17) -guidé de manière étanche dans le carter de distributeur (16)- est muni d'une ouverture (21) dans une chambre de déplacement (20) pour l'organe de base (19), et en ce que la chambre de déplacement (20) est reliée à une partie du premier canal (14) qui mène à un orifice de raccordement extérieur (R). 8. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le premier ressort (10) est disposé entre l'organe de réglage associé (34) et un élément annulaire (25) qui, par l'intermédiaire d'éléments de liaison (26) guidés en coulissement axial dans le carter de distributeur (16), transmet la force de ressort sur l'organe de base (19). 9. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en e que le deuxième obturateur (30) est guidé en coulissement axial dans une deuxième chambre de distributeur (28) limitrophe de la première chambre de distributeur (27), en ce que le deuxième canal (13) débouche dans la deuxième chambre de distributeur (28), et en ce que les deux chambres de distributeur (27, 28) sont séparées l'une de l'autre aux première et deuxième positions de commutation par un élément d'étanchéité (29). 10. Distributeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité (29) -monté sur le deuxième obturateur (30)- s'applique aux première et deuxième positions de commutation contre un siège d'étanchéité entre les deux chambres de distributeur (27, 28). 11. Distributeur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'un organe de transmission (31 ; 36), allant jusque dans la deuxième chambre de distributeur (28) et s'appliquant contre une extrémité du deuxième ressort (11), est guidé en coulissement axial dans le carter de distributeur (16). 12. Distributeur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu un joint d'étanchéité annulaire (32) étanchéifiant la deuxième chambre de distributeur (28) et monté sur un canal de coulissement pour l'organe de transmission (31; 36). 13. Distributeur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le deuxième ressort (11) est disposé dans la deuxième chambre de distributeur (28) entre le deuxième obturateur (30) et l'organe de transmission (31), et en ce que l'organe de transmission (31) s'applique, à l'extérieur de la deuxième chambre de distributeur (28), contre l'organe de réglage associé (35). 14. Distributeur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le deuxième ressort (I I) est disposé entre l'organe de réglage associé (35) et l'organe de transmission (36), et en ce que ce dernier s'applique dans la deuxième chambre de distributeur (28) contre le deuxième obturateur (30), ou est assemblé à ce dernier. 15. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l'ensemble constitué du deuxième ressort (11) et de l'organe de transmission (31 ; 36) est entouré concentriquement par le premier ressort (10). 16. Distributeur selon la revendication 15, caractérisé en ce que le deuxième ressort (Il) et/ou l'organe de transmission (31 ; 36) s'engage dans un alésage central (33) de l'organe de réglage (34) associé au premier ressort (10), et s'y applique contre l'organe de réglage (35) associé au deuxième ressort (11). 17. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est configuré en distributeur 3/3 voies.