Brevet FR2685944A1 — publié le 19930709

i On connait déjà le principe de réalisation de valves de distribution multiplexée de fluide sous pression à plusieurs organes récepteurs. L'invention propose plusieurs réalisations de valves rotatives réalisant une telle distribution multiplexée. L'invention est donc relative à une valve rotative de distribution multiplexée de fluide comprenant un carter, dans lequel sont ménagées des enceintes réceptrices particulières et au moins une enceinte commune d'admission de fluide et/ou d'échappement de fluide susceptibles d'être reliées à une source de fluide sous pression et/ou à un réservoir de décharge de fluide, et, au moins un organe de distribution, qui est monté mobile à l'intérieur du carter et qui est susceptible de mettre en communication les diverses enceintes particulières successivement avec une enceinte commune. Selon l'invention, a) l'organe de distribution est constitué par un disque, qui est monté à rotation et susceptible d'être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation par rapport au carter, qui (le disque) est délimité par deux faces opposées, l'une au moins desdites faces constituant une face de communication, et qui (le disque) comprend au moins un conduit de disque ménagé à l'intérieur du disque, communiquant, d'une part en permanence avec ladite enceinte commune, d'autre part avec ladite face de communication en y débouchant par un orifice de communication centré sur un cercle coaxial à l'axe de rotation; et, b) les enceintes particulières sont constituées par des conduits de carter, qui sont ménagés à l'intérieur du carter, qui débouchent en regard de la face de communication du disque par des orifices de carter, en étant en contact sensiblement étanche avec ladite face de communication, lesdits orifices de carter étant centrés sur le même cercle que ledit orifice de communication; de sorte que lors de la rotation du disque par rapport au carter, l'orifice de communication est mis en communication successivement avec chacun desdits orifices de carter, et qu'ainsi l'enceinte commune est reliée successivement à chaque enceinte particulière. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adoptées: chaque conduit de disque débouche axialement au centre de l'une des faces du disque par un orifice communiquant en permanence avec ladite enceinte commune, ou encore, chaque conduit de disque débouche à la périphérie du disque dans une gorge ménagée dans le carter, constituant ladite enceinte commune; les deux faces du disque constituent deux faces de communication, dans chacune desquelles débouche au moins un conduit de disque, des conduits de carter étant ménagés dans le carter et débouchant en regard de chacune des faces de communication de manière, au cours de la rotation du disque par rapport au carter, à être mis en communication successivement avec le ou les conduits de disque débouchant dans lesdites faces de communication; les conduits de carter sont groupés par paires, les deux conduits de carter d'une paire débouchant l'un en regard d'une face de communication, l'autre en regard de l'autre face de communication, en étant centrés dans le même plan radial contenant l'axe de rotation et en étant reliés l'un à l'autre; les conduits de carter sont groupés par paires, les deux conduits de carter d'une paire débouchant en regard d'une même face de communication, mais étant sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe de rotation; chaque conduit de carter comporte un tronçon d'extrémité, qui est distinct du carter et qui est maintenu en appui sensiblement étanche sur une face de communication du disque; un ressort est interposé entre ledit tronçon d'extrémité et le carter et a un effet tendant à réaliser le maintien en appui étanche dudit tronçon d'extrémité sur ladite face de communication; une pièce intermédiaire est interposée entre le tronçon d'extrémité et le ressort, les pièces intermédiaires relatives aux divers tronçons d'extrémité mis en appui sur une même face de communication étant réalisées dans une plaque unique monobloc; chaque tronçon d'extrémité est constitué par une douille flottante ou, en variante, un tronçon d'extrémité est constitué par l'assemblage d'un premier conduit ménagé dans une pièce massive comportant une face plane placée en appui sur la face de communication, et, d'un deuxième conduit qui relie le premier conduit au carter proprement dit et qui est monté avec jeu et avec interposition de joints d'étanchéité dans des cavités ménagées dans chacun de ces deux éléments. L'invention est également relative à un ensemble de valves, faisant application de deux valves conformes à l'une des définitions qui précèdent, ensemble dans lequel les carters desdites valves sont solidaires l'un de l'autre, cependant que les disques des deux valves sont attelés en rotations synchrones, l'enceinte commune d'une première des deux valves étant reliée à une source de fluide sous pression et l'enceinte commune de la deuxième des deux valves étant reliée à un réservoir de décharge de fluide. L'avantage principal des valves et ensembles de valves conformes à l'invention réside dans la définition de valves rotatives possédant un fonctionnement équilibré, présentant des fuites faibles. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations données ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est le schéma d'un circuit hydraulique utilisant un ensemble de deux valves conformes à l'invention; la figure 2 est le schéma d'un circuit hydraulique utilisant une seule valve conforme à l'invention: la figure 3 est une coupe axiale des deux valves conformes à une première réalisation de l'invention, suivant III-III de la figure 4; la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3 la figure 5 est une coupe axiale d'une valve conforme à une deuxième réalisation de l'invention; la figure 6 est une coupe axiale d'une valve conforme à une troisième réalisation de l'invention; la figure 7 est une vue perspective d'éléments constitutifs de la valve de la figure 6; et, la figure 8 est une coupe axiale d'une valve conforme à une quatrième réalisation de l'invention. Le circuit de la figure 1 représente schématiquement quatre vérins 1, 2, 3, 4, possédant chacun deux chambres opposées l A-l B, 2 A-2 B, 3 A-3 B, 4 A-4 B. Les chambres 1 A, 2 A, 3 A, 4 A sont reliées par des conduits 5 A, 6 A, 7 A, 8 A aux quatre raccords externes d'une première valve 9 A, les chambres 1 B, 2 B, 3 B, 4 B étant elles-mêmes reliées par des conduits 5 B, 6 B, 7 B, 8 B aux quatre raccords externes d'une deuxième valve 9 B, respectivement. Les valves 9 A, 9 B sont des valves rotatives, de distribution de fluide entraînées en rotations synchrones, les vitesses de rotation étant mesurées ( 110) par un capteur de vitesse 10, dont le raccord de sortie est relié à une machine calculatrice 11 par une connexion 12. Une servo valve 13 a deux raccords de sortie reliés aux valves 9 A, 9 B par des conduits d'alimentation en fluide sous pression et d'échappement de fluide sans pression 14 A, 14 B, respectivement Les pressions de fluide contenus dans les conduits 14 A, 14 B sont régulées par la commande de la machine calculatrice 11, en réponse aux vitesses de rotation détectées des valves 9 A, 9 B, une liaison de commande 15 reliant à cet effet la machine calculatrice 11 à la servo valve 13. Les deux valves 9 A, 9 B sont des valves de distribution multiplexée de fluide aux quatre vérins 1, 2, 3, 4 et sont contenues dans un même carter 16. Le principe d'une telle distribution multiplexée est déjà connu. Par contre, sont nouvelles les valves 9 A, 9 B permettant de réaliser ce multiplexage. Le circuit de la figure 2 reprend les constituants du circuit de la figure 1, mais n'utilise qu'une seule valve 9 A qui commande des vérins à simple effet Les chambres l B, 2 B, 3 B, 4 B des vérins contiennent un ressort de rappel du piston et sont reliées à une pression constante ou à l'atmosphère. Les figures 3 et 4 représentent une première réalisation d'un ensemble de deux valves 9 A, 9 B. Dans le carter 16, en deux parties assemblées par des vis 17, deux disques 18 A, 18 B, de diamètres égaux, ont leurs périphéries munies de dentures 19 A, 19 B engrenant l'un avec l'autre, étant de ce fait susceptibles d'être entraînés en rotation à des vitesses égales Chaque disque est délimité par deux faces, planes 20 A, 21 A, et, 20 B, 21 B, respectivement, perpendiculaires aux axes de rotation 22 A, 22 B Des pièces 23 A, 24 A, possédant des faces planes 25 A, 26 A, ont ces faces planes maintenues en appui étanche sur les faces 20 A, 21 A, et comportent chacune quatre conduits. En ce qui concerne la valve 9 A, un seul 27 A, 28 A de ces conduits des pièces 23 A, 24 A et du carter 16 est visible sur la figure, et débouche en regard de la face 20 A, 21 A, respectivement, du disque 18 A, les divers conduits étant centrés sur un même cercle d'axe 22 A. Le conduit 14 A communique avec une douille 29 A, qui débouche en regard de la face 21 A du disque 18 A, coaxialement à l'axe 22 A et, communique avec un conduit 30 A, interne au disque 18 A, qui lui-même se dédouble et débouche dans les deux faces 20 A, 21 A du disque par des orifices de communication 31 A, 32 A centrés sur un cercle de diamètre égal à celui des orifices de carter 33 A, 34 A, par lesquels les conduits 27 A, 28 A débouchent en regard des faces 20 A, 21 A. Ainsi, au cours de la rotation du disque 18 A par rapport au carter 16, les orifices du carter 33 A, 34 A des conduits 27 A, 28 A, de même que les orifices de carter des conduits des trois autres paires de conduits ménagés dans les pièces 23 A, 24 A sont mis successivement en communication avec les orifices de communication 31 A, 32 A. Les particularités suivantes doivent être notées: la douille 29 A alimente non pas un seul, mais plusieurs, - quatre dans la réalisation représentée conduits 30 A, ce qui permet au cours d'une rotation complète de 3600 du disque 18 A d'alimenter plusieurs fois, ici quatre fois, les conduits 27 A, 28 A aussi bien d'ailleurs que ceux des trois autres paires de conduits non visibles sur les figures; les conduits ménagés dans les pièces 23 A, 24 A sont disposés par paires 31 A-32 A, pour créer des effets de pression égaux et sens opposés sur les deux faces 20 A, 21 A du disque 18 A; les conduits 31 A-32 A sont ensuite reliés entre eux l'intérieur, ou à l'extérieur du carter 16) et reliés au cons externe 5 A; il en est de même des deux conduits des autres pa: de conduits reliés aux conduits externes 6 A, 7 A, 8 A; la douille 29 A est en appui sur la face 2 A du disque l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité constitué en l'est représentée par un joint torique au carbone, pouvant en varin de (à duit ires par pèce ante être réalisé en un autre matériau; chacun des disques 18 A, 18 B comporte un arbre 35 A, 35 B qui en permet l'entraînement en rotation; les dispositions décrites en ce qui concerne la valve 9 A, sont adoptées également en ce qui concerne la valve 9 B. La figure 5 illustre une autre réalisation de la valve 9 A, qui adopte les principes de distribution de fluide déjà décrits en regard des figures 3 et 4 Cette valve se distingue de celle déjà décrite par les points suivants: le disque 18 A est monté rotatif par rapport au carter 16 au moyen de deux arbres opposés 37 A, dont il est solidaire, et qui sont montés dans des paliers 38 A; deux douilles flottantes 39 A, associées à des ressorts 40 A, mettent en appui sur les faces 20 A, 21 A du disque des joints d'étanchéité 41 A, 42 A, qui isolent la partie "paliers" de la partie distribution; les deux parties du carter 16 sont d'une part chacune dédoublées en deux pièces distinctes, d'autre part assemblées avec interposition d'une pièce intermédiaire 43 A, munie d'un raccord 44 A, auquel est relié le conduit 14 A; le conduit 30 A, interne au disque, qui débouche par des orifices de communication 31 A, 32 A dans les faces 20 A, 21 A du disque, communique avec une gorge 45 A ménagée dans le carter, dans laquelle débouchent d'une part le raccord 44 A, d'autre part, radialement, le conduit 30 A; deux douilles 46 A, 47 A, ont des faces planes 48 A, 49 A, mises en appui étanche sur les faces 20 A, 21 A du disque, constituant des extrémités des conduits 27 A, 28 A ménagés dans le carter 16, et sont maintenues en appui étanche sur les faces 20 A, 21 A par des ressorts 50 A, 51 A. Là aussi les conduits 27 A et 28 A sont réunis et reliés au conduit externe 5 A (figure 1), de même que les deux conduits de chacune des trois autres paires de conduits sont reliés aux conduits externes 6 A, 7 A et 8 A La gorge 45 A alimente également trois autres conduits 30 A, et, bien entendu, les cercles de centrage des orifices 31 A, 32 A, et des orifices des douilles 46 A, 47 A, et de leurs homologues ont des diamètres égaux de manière à permettre les communications successives de conduits 27 A, 28 A, et de leurs homologues des trois autres paires de conduits avec chacun des conduits 30 A. La valve 9 B a la même constitution que la valve 9 A, leurs arbres 37 A, 37 B étant rendus solidaires en rotation par l'intermédiaire d'ergots et de rainures axiaux d'entraînement 52 L'un de ces arbres est par ailleurs entraîné en rotation par un moteur non représenté sur le dessin. La réalisation des figures 6 et 7 reprend la presque totalité des dispositions de la figure 5, en étant complétée de la manière suivante: chaque demi carter est monobloc, les ressorts 53 A, 54 A de mise en appui des douilles 46 A, 47 A sur les faces 20 A, 21 A du disque 18 A étant constitué par des rondelles élastiques agissant sur les collerettes des douilles, au lieu des ressorts hélicoïdaux de compression 50 A, 51 A qui, dans la réalisation de la figure 5, agissent sur les extrémités des douilles 46 A, 47 A opposées aux faces d'appui 48 A, 49 A desdites douilles sur les faces du disque 18 A une plaque unique, 55 A, 56 A, délimitée par deux cercles coaxiaux, plane, comporte plusieurs trous traversant 57 A, 58 A, - quatre trous dans l'exemple décrit -, et est interposée entre la collerette de chaque douille 46 A, 47 A et la rondelle élastique 53 A, 54 A qui correspond à cette douille, de sorte que les rondelles élastiques mettent en appui les douilles sur les faces 20 A, 21 A du disque seulement par l'intermédiaire de la plaque 55 A, 56 A Ainsi, celle-ci assure une répartition uniforme de l'effort élastique de mise en appui, évitant tout déséquilibre du disque, et permettant l'obtention d'étanchéités satisfaisantes des faces 48 A, 49 A des douilles sur les faces 20 A, 21 A du disque. La réalisation de la figure 8 présente des ressemblances avec celles de figures 5 à 7. Ainsi un disque 18 A présentant deux faces planes 20 A, 21 A, perpendiculaires à l'axe de rotation 22 A, et comportant deux arbres 37 A qui en sont solidaires, est monté rotatif dans le carter 16 en deux parties, par l'intermédiaire de paliers 38 A, et possède des conduits 30 A qui débouchent, d'une part radialement à sa périphérie, d'autre part dans chacune de ses faces 20 A, 21 A Les conduits 30 A communiquent avec la gorge 45 A ménagée entre les deux parties du carter et la couronne intermédiaire 43 A, munie du raccord 44 A. Par contre, les particularités suivantes peuvent être observées: les douilles ont été remplacées par une pièce massive 59 A, présentant une face plane 60 A au contact avec la face 20 A du disque, l'autre face 21 A du disque étant elle au contact d'une face plane 61 A, perpendiculaire à l'axe de rotation 22 A, dont est munie l'une des deux parties du carter 16 Un manchon 62 A réalise la liaison entre chaque trou 63 A ménagé dans la pièce massive 59 A et destiné à communiquer avec les conduits 30 A du disque, et le conduit 27 A ménagé dans le carter 16, le manchon 62 A étant à cet effet introduit dans des cavités correspondantes 64 A, 65 A ménagées dans la pièce massive 59 A et dans le carter 16, avec interposition de joints d'étanchéité 66 A; un ressort 67 A, interposé entre la pièce massive 59 A et le carter 16, a un effet tendant à mettre en appui la face 60 A sur la face 20 A, et, la face 21 A sur la face 61 A; l'étanchéité n'étant pas réalisée de manière parfaite entre les faces 60 A et 20 A d'une part, et entre les faces 21 A et 61 A d'autre part, des fuites se produisent et sont éliminées en prévoyant des trous 68 A, qui traversent le disque 18 A et mettent les deux cavités centrales 69 A et 70 A délimitées par la périphérie interne 71 A de la pièce massive et 72 A de la face 61 A du carter, un conduit 73 A évacuant le débit de fuite en reliant la cavité 70 A à un réservoir de fluide sans pression. Chacune des dispositions décrites permet de réaliser la distribution périodique de fluide sous pression vers les chambres motrices, par exemple IA, 2 A, 3 A et 4 A des récepteurs par les conduits 5 A, 6 A, 7 A et 8 A, et l'échappement de fluide sous pression, hors desdits récepteurs, par les conduits 5 B, 6 B, 7 B et 8 B ceci au moyen d'un multiplexeur unique et des deux valves 9 A et 9 B à rotations synchrones qu'il comporte. On comprend d'ailleurs bien que dans certaines applications, une seule valve peut suffire. Les groupements de conduits 27 A-28 A par paires, permettent l'obtention d'un bon équilibrage axial (axe OX parallèle à l'axe de rotation 22 A) des disques 18 A, 188. Comme représenté sur la figure 6, une ligne de commande peut être constituée en reliant des conduits 27 A et 28 A, ce qui permet l'obtention d'un bon équilibrage suivant l'axe OX, parallèle à l'axe de rotation 22 A Il est également possible de relier des conduits 27 A sensiblement diamétralement opposés, comme représenté sur la figure 7, et réaliser une sortie unique GV 1 ou GV 2, afin d'obtenir un bon équilibrage autour de l'axe OZ perpendiculaire au plan XOY de la figure 6 Une telle solution implique la multiplication par deux des douilles 46 A, 47 A et des pièces attenantes Ce type d'adaptation peut être adopté dans la réalisation des figures 5, 6 et 8. Les diverses variantes, prévoyant notamment des appuis sur les faces 20 A, 21 A du disque 18 A, au moyen de pièces "flottantes", dont les positions s'adaptent automatiquement à la position instantanée des disques, permet l'obtention de fonctionnement avec des fuites faibles ou nulles. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre ni de leur esprit. il REVENDICATIONS 1 Valve rotative( 9 A) de distribution multiplexée de fluide comprenant un carter ( 16), dans lequel sont ménagées des enceintes réceptrices particulières ( 27 A, 28 A) et au moins une enceinte commune ( 29 A) d'admission de fluide et/ou d'échappement de fluide susceptible d'être reliée à une source de fluide sous pression et/ou à un réservoir de décharge de fluide, et, au moins un organe de distribution ( 18 A), qui est monté mobile à l'intérieur du carter et qui est susceptible de mettre en communication les diverses enceintes particulières successivement avec une enceinte commune; caractérisée en ce que a) l'organe de distribution est constitué par un disque ( 18 A), qui est monté à rotation et susceptible d'être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation ( 22 A) par rapport au carter ( 16), qui (le disque) est délimité par deux faces opposées ( 20 A, 21 A), l'une ( 20 A, 21 A) au moins desdites faces constituant une face de communication, et qui (le disque) comprend au moins un conduit de disque ( 30 A) ménagé à l'intérieur du disque, communiquant, d'une part en permanence avec ladite enceinte commune ( 29 A), d'autre part avec ladite face de communication( 20 A, 21 A) en y débouchant par un orifice de communication ( 31 A, 32 A) centré sur un cercle coaxial à l'axe de rotation; b) les enceintes particulières ( 27 A, 28 A) sont constituées par des conduits de carter, qui sont ménagés à l'intérieur du carter ( 16), qui débouchent en regard de la face de communication du disque par des orifices de carter ( 33 A, 34 A), en étant en contact sensiblement étanche avec ladite face de communication, lesdits orifices de carter étant centrés sur le même cercle que ledit orifice de communication; de sorte que lors de la rotation du disque par rapport au carter, l'orifice de communication est mis en communication successivement avec chacun desdits orifices de carter, et qu'ainsi l'enceinte commune est reliée successivement à chaque enceinte particulière. 2 Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque conduit de disque ( 30 A) débouche axialement (figures 2, 3) au centre de l'une ( 21 A)des faces du disque par un orifice communiquant en permanence avec ladite enceinte commune ( 29 A). 3 Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque conduit de disque ( 30 A) débouche à la périphérie du disque (figures 4; 5 et 6; 7) dans une gorge ( 45 A) ménagée dans le carter, constituant ladite enceinte commune. 4 Valve selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les deux faces ( 20 A,21 A) du disque constituent deux faces de communication, dans chacune desquelles débouche au moins un conduit de disque ( 30 A), des conduits de carter ( 27 A, 28 A) étant ménagés dans le carter( 16) et débouchant en regard de chacune des faces de communication de manière, au cours de la rotation du disque par rapport au carter, à être mis en communication successivement avec le ou les conduits de disque débouchant dans lesdites faces de communication. Valve selon la revendication 4, caractérisée en ce que les conduits de carter sont groupés par paires ( 27 A, 28 A), les deux conduits de carter d'une paire débouchant l'un ( 27 A) en regard d'une face de communication ( 20 A), l'autre ( 28 A) en regard de l'autre face de communication ( 21 A), en étant centrés dans le même plan radial contenant l'axe de rotation ( 22 A) et en étant reliés l'un à l'autre ( 5 A). 6 Valve selon la revendication 4, caractérisée en ce que les conduits de carter sont groupés par paires ( 27 A-27 A), les deux conduits de carter d'une paire débouchant en regard d'une même face de communication, mais étant sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe de rotation ( 22 A). 7 Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que chaque conduit de carter comporte un tronçon d'extrémité ( 46 A-47 A; 59 A), qui est distinct du carter ( 16)et qui est maintenu en appui sensiblement étanche sur une face de communication ( 20 A, 21 A) du disque. 8 Valve selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'un ressort ( 50 A-51 A; 53 A-54 A; 67 A) est interposé entre ledit tronçon d'extrémité et le carter et a un effet tendant à réaliser le maintien en appui étanche dudit tronçon d'extrémité sur ladite face de communication. 9 Valve selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une pièce intermédiaire ( 55 A, 56 A) est interposée entre le tronçon d'extrémité ( 46 A, 47 A) et le ressort ( 53 A, 54 A), les pièces intermédiaires relatives aux divers tronçons d'extrémité mis en appui sur une même face de communication étant réalisées dans une plaque unique monobloc ( 55 A, 56 A). Valve selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que chaque tronçon d'extrémité est constitué par une douille flottante ( 46 A, 47 A). 11 Valve selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce qu'un tronçon d'extrémité est constitué par l'assemblage d'un premier conduit ( 63 A) ménagé dans une pièce massive ( 59 A) comportant une face plane( 60 A) placée en appui sur la face de communication ( 60 A), et, d'un deuxième conduit ( 52 A) qui relie le premier conduit du carter proprement dit et qui est monté avec jeu et avec interposition de joints d'étanchéité ( 66 A) dans des cavités ( 64 A, 65 A) ménagées dans chacun de ces deux éléments. 12 Ensemble de valves faisant application de deux valves( 9 A, 9 B) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les carters desdites valves sont solidaires l'un de l'autre ( 16), cependant les disques ( 18 A, 18 B) des deux valves sont attelés( 19 A, 19 B) en rotations synchrones, l'enceinte commune ( 29 A) d'une première ( 9 A) des deux valves étant reliée à une source de fluide sous pression ( 14 A) et l'enceinte commune ( 29 B) de la deuxième des deux valves ( 9 B) étant reliée à un réservoir de décharge de fluide ( 14 B).