Brevet FR2687205A1 — publié le 19930813

Dispositif distributeur de fluide hydraulique pour télécommande hydraulique. La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs distributeurs de fluide hydraulique pour télécommande hydraulique comprenant au moins un réducteur de pression à tarage réglable monté dans un corps et des moyens de commande propres à modifier le tarage du réducteur, ledit réducteur de pression comprenant un tiroir coulissant, soumis à l'action d'un ressort de tarage, qui est déplaçable dans un alésage pour isoler ou faire communiquer un orifice de départ de fluide hydraulique vers un organe hydraulique utilisateur de façon sélective avec un orifice d'admission de fluide hydraulique sous pression ou un orifice d'échappement de fluide hydraulique sous basse pression, lesdits moyens de commande comprenant un poussoir, coaxial au tiroir et apte à agir sur celui-ci, qui est actionné par une came oscillante ou analogue contre laquelle il est rappelé par un ressort de rappel en appui permanent quelle que soit la position angulaire de ladite came. Pour faciliter la compréhension des perfectionnements apportés par l'invention et de leurs avantages, on va d'abord décrire un distributeur de l'état de la technique qui est représenté à la figure 1 des dessins annexés. Sur la figure 1 est représentée une vue schématique partielle en coupe d'un distributeur de fluide hydraulique du type manipulateur utilisé pour la télécommande hydraulique d'un organe d'utilisation tel qu'un distributeur, une pompe à cylindrée variable, une valve à déplacement par àcoups (inching), etc ; seuls les organes nécessaires à la compréhension des explications sont montrés. Le dispositif distributeur est pourvu d'au moins un réducteur de pression à tarage réglable (désigné dans son ensemble par la référence 1) -dont un seul est représenté sur la figure 1- monté dans un corps 2 qui est muni d'alésages 3 à axes parallèles dans lesquels sont montés des tiroirs 4 associés deux par deux, de manière symétrique par rapport à l'axe A-A du corps. Généralement deux ou quatre alésages, ainsi que deux ou quatre tiroirs correspondants sont prévus dans le corps 2, diamétralement opposés deux à deux. Chaque tiroir 4 est commandé par un poussoir 5 actionné par une came oscillante 6 ou analogue. La came 6 forme une sorte de plateau fixé à un levier de commande 7 (actionné manuellement ou au pied) articulé autour du point O de manière à osciller comme figuré par la double flèche f. Chaque tiroir 4 est propre à établir, en se déplaçant dans l'alésage 3, les communications souhaitées entre un orifice d'admission de fluide sous pression P situé dans le corps 2, un orifice d'échappement T de fluide à basse pression et un orifice de départ D correspondant à chaque alésage 3, vers un organe d'utilisation à commander (non représenté). Chaque tiroir 4 est un tiroir de régulation dont l'enfoncement, dans l'alésage 3, est commandé à partir du poussoir 5 par l'intermédiaire d'un ressort de tarage 8. Dans la solution représentée sur la figure 1, l'orifice de départ D associé à chaque alésage 3 est prévu dans l'axe de cet alésage : le tiroir 4 comporte un canal axial 9 débouchant à son extrémité 10 tournée vers l'orifice D. Un canal radial 11 est en communication avec le canal axial 9 et débouche à l'extérieur du tiroir dans une partie annulaire de celui-ci qui coopère de façon étanche avec la portion de l'alésage 3 comprise entre les orifices P et T précités, de manière à établir ou interrompre une liaison fluidique entre l'orifice D et sélectivement l'un des orifices P ou T lors du déplacement du tiroir 4. Le dispositif distributeur comporte des moyens de rappel R de chaque poussoir 5 propres à maintenir chaque poussoir contre la came 6 lorsque celle-ci a tendance à s'éloigner dudit poussoir lors du mouvement d'enfoncement d'un deuxième poussoir diamétralement opposé ; selon la représentation de la figure 1, cela signifie que chaque poussoir 5 est maintenu en appui contre la came 6 lorsque la région de celle-ci, en appui contre le poussoir, se déplace vers le haut. Ces moyens de rappel R comprennent un ressort 12 prenant appui, à une extrémité, contre le corps 2 et, à son autre extrémité, contre une coupelle 13 sur le côté opposé de laquelle s'appuie le poussoir 5. Des surfaces de butée 14 et 15 sont prévues entre le poussoir 5 et le tiroir 4 pour permettre l'entraînement du tiroir par le poussoir 5 sous l'action du ressort 12, dans un mouvement vers le haut selon la représentation de la figure 1. Plus précisément, la surface de butée 14 du poussoir 5 est obtenue à l'aide d'une rondelle fendue insérée entre la coupelle 13 et la base du poussoir 5. La surface de butée 15 est formée par un épaulement transversal de la tête 15a d'un plongeur 16 solidaire du tiroir 4.La tête 15a est située dans un alésage borgne 17 du poussoir 5, la longueur axiale de cet alésage borgne 17 permettant un débattement, vers le haut par rapport au poussoir, de la tête 15a. La coupelle 13 et le poussoir 5 coulissent dans un alésage 18 prévu dans une partie supérieure 2a, rapportée, du corps du distributeur. L'alésage 18 est fermé par un bouchon 19, vissé dans l'extrémité filetée de l'alésage 18, qui est traversé à libre coulissement étanche par le poussoir 5 et dont la face transversale intérieure 19a sert de butée de fin de course au poussoir 5. Le fonctionnement du dispositif distributeur représenté sur la figure 1 est bien connu et s'effectue comme suit. Au repos, le levier de commande 7 est maintenu par les ressorts 12 en position neutre comme représenté à la figure 1, avec le poussoir repoussé vers le haut tandis que le ressort de tarage 8 prenant appui sur la coupelle 13 repousse le plongeur vers le bas avec sa tête 15a en appui contre la coupelle 13 ; le tiroir 4 est alors dans la position neutre représentée, avec le canal radial 11 situé en regard de la paroi de l'alésage 3 et obturé de façon étanche par celle-ci. L'orifice de départ D n'est alors en communication ni avec l'orifice d'admission P ni avec l'orifice d'échappement T. Lorsqu'on incline le levier 7 dans un sens approprié (vers la gauche sur la figure 1), le poussoir 5 correspondant est actionné vers le bas par la came 6 y compris le ressort de tarage 13 correspondant qui pousse le tiroir de régulation 4 vers le bas. La liaison entre l'orifice P d'arrivée de pression et l'orifice de départ D s'établit par l'intermédiaire du canal radial 11 et du canal axial 9. Dans cette dernière position fonctionnelle, le tiroir 3 est sollicité par deux forces antagonistes, savoir la force du ressort de tarage 8 (dirigée vers le bas sur la figure 1) et la force hydraulique (dirigée vers le haut sur la figure 1) due à la pression du fluide hydraulique présent dans l'orifice D et s'exerçant sur la base 10 du tiroir 4. Toute variation de l'une ou l'autre de ces deux forces se traduit par un déplacement concommittant du tiroir, en sens et en amplitude, qui assure donc une régulation proportionnelle de façon automatique pour toute position donnée au poussoir 5. Toutefois, comme cela apparaît clairement sur la figure 1, la liberté de déplacement du tiroir 4 -pour une position donnée du poussoir 5 et donc de la coupelle 13- est limitée vers le bas par la venue en butée de la portée 15 de la tête élargie 15a du plongeur 16 solidaire du tiroir 4 contre la coupelle 13 à travers laquelle est engagé ledit plongeur 16. En particulier, lorsque, pour une position donnée du poussoir 13 correspondant à une faible section de passage entre l'orifice d'admission P et le canal radial 11 du tiroir 4, la pression dans l'orifice D chute brusquement, il en résulte sur la base du tiroir 4 une force hydraulique inférieure à la force du ressort de tarage, ce qui devrait entraîner un mouvement (vers le bas sur la figure 1) du tiroir.Toutefois le tiroir, retenu par la tête 15a en butée contre la coupelle 13, ne peut plus descendre ; la trop faible section de passage empêche l'équilibrage rapide de la pression dans l'orifice de départ D et il en résulte une mise en dépression de l'orifice D s'accompagnant d'un phénomène de cavitation qui peut être répercuté au niveau de la charge. Une telle situation est indésirable, voire dangereuse. L'invention a essentiellement pour objet de remédier à cet inconvénient des dispositifs de l'état de la technique et de proposer un agencement perfectionné de dispositif distributeur pour télécommande hydraulique qui ne présente pas le risque d'une cavitation. A cette fin, un dispositif distributeur du type mentionné au préambule, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise essentiellement - en ce que le ressort de rappel du poussoir est en appui contre le seul poussoir et - en ce que le ressort de tarage du réducteur de pression est en appui contre une portée associée au seul tiroir. Autrement dit, dans un dispositif distributeur agencé selon l'invention, la coupelle qui était située à la base du poussoir et qui servait d'appui commun à la fois au ressort de rappel du poussoir et au ressort de tarage du tiroir coulissant de réduction de pression a été purement et simplement supprimée. Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit que le ressort de rappel du poussoir et le ressort de tarage du réducteur de pression soient deux ressorts en hélice de diametres différents qui entourent le tiroir en lui étant approximativement coaxiaux, que le ressort de rappel du poussoir soit en appui contre la base du poussoir, et que le ressort de tarage soit en appui contre une portée annulaire du tiroir. Dans ce cas, avantageusement, le ressort de tarage est en appui contre une bague montée à libre coulis sement sur le tiroir et guidée dans un alésage du poussoir présentant une butée intérieure de limitation de la course de ladite bague. Dans une telle configuration, le tiroir se trouve désolidarisé de façon plus complète du poussoir et il est apte à trouver, par rapport à ce dernier, une plus grande liberté de déplacement. Notamment, dans le cas particulier envisagé plus haut qui, dans les dispositifs antérieurs, conduisait à une cavitation, le tiroir, n'étant plus retenu par la coupelle, est maintenant libre de descendre, indépendamment du poussoir, sous l'action de la dépression règnant dans l'orifice de départ ; de ce fait, il en résulte un accroissement de la section de passage entre l'orifice d'admission et le canal radial du tiroir, voire le dégagement complet dudit canal ; le fluide sous pression parvient librement dans l'orifice de départ en fonction du besoin et cet orifice n'est plus mis en dépression, d'ou l'élimination du phénomène de cavitation. En outre, bien qu'il ne s'agisse pas là du but essentiel de l'invention, on notera que l'élimination de la coupelle, qui est remplacée par une rondelle fendue peu coûteuse, se traduit par une simplification structurelle sensible et une diminution de coût qui, eu égard au grand nombre des dispositifs distributeurs fabriqués et utilisés dans les appareils hydrauliques, conduit à une économie globale significative. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple non limitatif dans cette description, on se réfère au dessin annexé sur lequel les figures 2 et 3 sont des vues en coupe d'un dispositif distributeur de télécommande hydraulique conforme à l'invention montré respectivement dans deux situations fonctionnelles différentes. Sur les figures 2 et 3, on a conservé les mêmes références numériques pour désigner les organes composants identiques à ceux de la figure 1. Le dispositif représenté aux figures 2 et 3 est conçu de façon techniquement identique à celui de la figure 1, sauf pour ce qui concerne la coopération du poussoir 5 et du tiroir 4. Comme visible à la figure 2, le ressort 12 de rappel du poussoir prend appui directement contre la base du poussoir 5. Par exemple, l'extrémité du ressort 12 est en appui contre une rondelle 20 qui entoure la partie inférieure du poussoir 5 et qui elle-même repose contre un épaulement annulaire externe 21 du poussoir. La paroi du poussoir se prolonge vers le bas, à travers la rondelle 20, à l'intérieur du ressort 12 pour former une jupe de guidage 22. L'évidement interne du poussoir présente maintenant deux parties, savoir une partie de fond 17 de même configuration qu'auparavant pour recevoir librement la tête 15a du plongeur 16 au cours des mouvements du tiroir 4 dont il est solidaire et une partie antérieure 17a, de diametre accru, qui est délimitée en partie par la susdite jupe 22. Les parties 17 et 17a déterminent un épaulement radial annulaire 23. Enfin sur la tige du plongeur 16 est montée à libre coulissement une bague 24 contre laquelle prend appui le ressort de tarage 8 ; la bague 24 est logée à libre coulissement à l'intérieur de la partie antérieur 17a de l'évidement interne du poussoir 5, l'épaulement 23 limitant son débattement vers le haut. Le fonctionnement du régulateur de pression agencé selon l'invention s'effectue comme suit. Pour la position neutre du manipulateur, le levier d'actionnement n'étant pas dévié, l'équipage mobile constitué par le tiroir 4 associé au plongeur 16, le ressort de tarage 8 et la rondelle de butée 24 est soumis à l'action de son propre poids. Si aucune pression n'est présente dans l'orifice de départ D, l'équipage mobile tombe par gravité dans la position la plus inférieure (collerette 25 en appui contre le fond de l'alésage 18) et le canal 11 débouche complètement en regard de l'orifice P ; dès qu'une pression est établie à partir de l'orifice P, elle est transmise vers l'orifice D par les canaux 11 et 9 et la force correspondante s'appliquant sur la face inférieure 10 du tiroir fait remonter celui-ci jusqu'à l'équilibre avec la force opposée exercée par la basse pression présente à l'orifice d'échappement T ; le tiroir est alors disposé dans la position neutre représentée à la figure 2, avec le canal 11 obturé par la paroi de l'alésage 18. Si par contre une pression résiduelle est présente dans l'orifice de départ D, le tiroir 4 est maintenu en équilibre sous l'action des forces antagonistes dues aux pressions présentes aux orifices D et T et il se trouve dans la position neutre représentée à la figure 1. Dès que le levier d'actionnement est manoeuvré pour déplacer le poussoir 5 vers le bas, le tiroir est entraîné, avec mise en compression du ressort de tarage, et le canal 11 est mis en communication avec l'orifice d'admission P avec une section de passage proportionnelle à l'inclinaison du levier. Si, maintenant, le poussoir 5 est dans une position donnée ne donnant qu'une section de passage réduite entre l'orifice d'admission P et le canal radial 11 et si la pression dans l'orifice de départ D vient à décroître brusquement, le tiroir 4 est alors libre de glisser (vers le bas sur la figure 3) indépendemment du poussoir 5 sous l'action du déséquilibre des forces s'exerçant sur lui ; il en résulte un accroissement souhaitable de la section de passage du fluide hydraulique entre l'orifice d'admission P et le canal 11 (comme visible à la figure 3) et le fluide sous pression peut s'écouler librement jusqu'à l'orifice de départ D en s'opposant l'établissement d'une dépression dans l'orifice D. On évite ainsi l'apparition du phénomène de cavitation rencontré dans les dispositifs antérieurs. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif distributeur de fluide hydraulique pour télécommande hydraulique comprenant au moins un réducteur de pression à tarage réglable (1) monté dans un corps (2) et des moyens de commande (5, 6, 7) propres à modifier le tarage du réducteur, ledit réducteur de pression comprenant un tiroir coulissant (4), soumis à l'action d'un ressort de tarage (8), qui est déplaçable dans un alésage (3) pour isoler ou faire communiquer un orifice (D) de départ de fluide hydraulique vers un organe hydraulique utilisateur de façon sélective avec un orifice (P) d'admission de fluide hydraulique sous pression ou un orifice (T) d'échappement de fluide hydraulique sous basse pression, lesdits moyens de commande comprenant un poussoir (5), coaxial au tiroir (4) et apte à agir sur celui-ci, qui est actionné par une came oscillante (6) ou analogue contre laquelle il est rappelé par un ressort de rappel (12) en appui permanent quelle que soit la position angulaire de ladite came, caractérisé - en ce que le ressort (12) de rappel du poussoir (5) est en appui contre le seul poussoir et - en ce que le ressort (8) de tarage du réducteur de pression est en appui contre une portée associée au seul tiroir. 2. Dispositif distributeur selon la revendication 1, caractérisé - en ce que le ressort (12) de rappel du poussoir et le ressort (8) de tarage du réducteur de pression sont deux ressorts en hélice de diamètres différents qui entourent le tiroir en lui étant approximativement coaxiaux, - en ce que le ressort de rappel du poussoir est en appui contre la base du poussoir, et - en ce que le ressort de tarage est en appui contre une portée annulaire du tiroir. 3. Dispositif distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort de tarage (8) est en appui contre une bague (24) montée à libre coulissement sur le tiroir et guidée dans un alésage (17a) du poussoir (5) présentant une butée intérieure de limitation de la course de ladite bague. 4. Dispositif distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la butée intérieure (23) est un épaulement annulaire défini par deux parties (17, 17a) de l'alésage interne du poussoir qui présentent des diamètres différents.