Brevet FR2692935A1 — publié le 19931231

Des moteurs pneumatiques à mouvement alternatif, du type utilisé pour entraîner des pompes à fluide à mouve- ment alternatif, sont en service depuis de nombreuses années. L'un des inconvénients de tels moteurs pneumatiques est leur5 tendance au givrage lorsqu'ils sont mis en oeuvre en continu, par suite d'une condensation d'humidité et d'un refroidis- sement associé qui se produisent de façon répétée pendant le fonctionnement, en particulier dans le mécanisme du distribu- teur d'air.10 Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 921 408 traite un aspect de la diminution de la formation de givre en cours de fonctionnement, et la présente invention aborde un autre aspect. Un objet de l'invention est donc de procurer un distributeur d'air pour un moteur pneumatique à mouvement alternatif, qui réduit notablement la formation de givre pendant le fonctionnement. Un autre objet de l'invention est de procurer un distributeur d'air d'une conception extrêmement fiable et qui fonctionne avec un faible frottement et sans s'arrêter de façon imprévue ou autrement caler en cours de fonctionnement. Un boîtier ouvert à sa partie supérieure (l'expression "partie supérieure" telle qu'utilisée ici se réfère en fait au côté du distributeur d'air qui fait face au moteur pneumatique) renferme un coulisseau globalement rectangulaire Le coulisseau comporte deux coupelles de distributeur qui sont tournées vers le haut et des joints rectangulaires d'étanchéité entourant chacune des coupelles. Le coulisseau comporte surtout un certain nombre d'ailettes et d'ouvertures pour permettre une transmission de chaleur de l'air arrivant au coulisseau et en particulier aux coupelles du distributeur. Etant donné que la fiabilité est importante, la partie supérieure du coulisseau présente quatre fentes allongées qui contiennent chacune un galet cylindrique Les galets et les joints d'étanchéité précités sont en contact avec des plaques à orifices qui sont fixées sur la partie supérieure du boîtier, laquelle est elle-même fixée au côté du moteur pneumatique L'utilisation des galets réduit5 notablement la charge pneumatique du coulisseau et des joints d'étanchéité contre les plaques à orifices et réduit donc le frottement naturel du dispositif, ce qui accroit par consé- quent la fiabilité. Deux cliquets rappelés par ressort et des rampes d'encliquetage sont prévus pour positionner le coulisseau dans l'une ou l'autre de deux positions Une tringle d'inver- sion se déplace à travers le milieu de la chambre et porte, en son centre, un ressort d'inversion ainsi que des éléments de retenue de ressort à chaque extrémité de ce dernier.15 L'ensemble ressort/éléments de retenue est placé dans une ouverture centrale du coulisseau et fait exécuter à ce dernier un mouvement de va-et-vient d'une position à l'autre. Deux culbuteurs sont destinés à effectuer un mouvement de va- et-vient, les culbuteurs étant actionnés par des poussoirs contre lesquels porte le piston du moteur pneumatique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus de l'invention, avec coupe partielle pour montrer divers éléments; la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 3, mais montrant le coulisseau dans l'autre position que celle de la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne -5 de la figure 1; la figure 6 est une vue en élévation avec coupe partielle montrant le distributeur d'air selon l'invention intégré au moteur pneumatique à mouvement alternatif; et la figure 7 est une vue en coupe montrant en détail la tringle d'inversion et les éléments de retenue de ressort de la forme préférée de réalisation de l'invention, d'après une vue similaire à celle de la figure 2. Le distributeur d'air selon l'invention, désigné globalement en 10, est représenté de façon générale sur la figure 1 et dans son application à un moteur pneumatique 50 sur la figure 6 Un boîtier 12 comporte des première et seconde extrémités 12 a et 12 b, respectivement, et contient un élément coulissant 14 ayant des première et seconde extré- mités 14 a et 14 b, respectivement. La surface supérieure (montrée sur la figure 1) du coulisseau 14 est pourvue de deux ou plus de deux coupelles 16 de distributeur qui sont tournées vers le haut et autour desquelles est disposé un joint périphérique 18 d'étanchéité en matière plastique Plusieurs fentes allongées 20 sont également prévues et contiennent chacune un mince galet cylindrique 22 dont le diamètre est inférieur à la longueur de la fente pour lui permettre de rouler en va-et- vient. Des ensembles d'encliquetage 24 sont placés dans le centre du coulisseau 14 et sont constitués d'une zone d'encliquetage 14 c faisant partie du coulisseau 14 et qui peut être coulée, usinée ou autrement formée d'une seule pièce L'ensemble d'encliquetage 24 comporte en outre un élément rapporté 26 en matière plastique, un élément d'encli- quetage 28 et un ressort 30 de travail d'encliquetage Un galet 32 d'encliquetage est relié à l'élément d'encliquetage 28 et se déplace luimême dans un chemin d'encliquetage 34 qui présente deux creux 34 a correspondant aux deux positions telles que montrées sur les figures 3 et 4. Des plaques 36 à orifices sont fixées au moyen de vis 38 au boîtier 12 Chacune des plaques présente deux orifices, un orifice 40 pour chambre de piston et un orifice 42 d'échappement Lorsque le distributeur 10 est fixé à un moteur pneumatique 50, les orifices 40 de la chambre de piston sont raccordés, respectivement, à des chambres supérieure et inférieure 44 (montrées sur la figure 6), tandis que les orifices 42 sont raccordés au mécanisme d'échappement qui est décrit plus en détail dans le brevet10 No 4 921 408 précité. Des poussoirs 46 sont actionnés alternativement par le piston 51 du moteur pneumatique et actionnent eux- mêmes des culbuteurs 48 Les culbuteurs 48 déplacent à leur tour une tringle 52 d'inversion en un mouvement de va-et-15 vient Dans la forme de réalisation de la figure 6, la tringle 52 d'inversion est en fait formée de deux moitiés assemblées de la manière suivante Chaque moitié de la tringle 52 d'inversion est insérée dans un évidement 56 a d'un élément 56 de retenue d'un ressort 54 Les extrémités intérieures 56 b des éléments de retenue 56 sont normalement espacées l'une de l'autre sauf pendant une inversion Les extrémités éloignées 56 c des éléments 56 de retenue sont confinées par les extrémités 58 a d'une ouverture dans le coulisseau 14. Dans la forme préférée de réalisation montrée sur la figure 7, la tringle 52 d'inversion est formée par l'assemblage d'au moins deux pièces et comporte deux épaule- ments 52 d qui portent contre les éléments de retenue 56 et qui encadrent eux-mêmes un ressort 54 Comme précédemment, les extrémités intérieures des éléments de retenue 56 sont normalement espacées l'une de l'autre sauf pendant une inversion. En fonctionnement, alors, une source d'air comprimé est raccordée à la chambre intérieure 60 du boîtier 12, remplissant ainsi la chambre 60 d'air comprimé Lorsque le mécanisme est dans la position montrée sur les figures 1 et 3, l'orifice 40 qui mène à la chambre 44 est raccordé directement à la chambre intérieure 60 avec laquelle il communique et laquelle est remplie d'air comprimé afin que la chambre raccordée 44 soit ainsi mise sous pression. Dans cette position, l'orifice d'échappement 42 communique avec la coupelle 16 dont l'autre partie est fermée par la partie à surface pleine de la plaque 36 à orifice. Lorsque le piston 51 approche de la fin de sa course, il porte contre le poussoir 56 qui, lui-même, actionne le culbuteur 48 et amène la tringle 52 d'inversion à commencer à se déplacer d'une position à l'autre. Dans la forme de réalisation de la figure 7, un épaulement 52 d sur la tringle d'inversion 52 appuie sur l'élément de retenue 56, comprimant ainsi le ressort 54 et y emmagasinant de l'énergie Lorsque les extrémités 56 b des éléments de retenue sont en contact, la force de la tringle d'inversion est transmise au premier élément 56 de retenue, au ressort 54 et donc à l'autre élément de retenue, à la suite de quoi le coulisseau 14 commence à se déplacer. Lorsque les ensembles d'encliquetage 24 se sont déplacés assez loin, l'énergie emmagasinée par compression dans le ressort 54 déplace brusquement le coulisseau au-delà de l'encliquetage et jusque dans l'autre position comme montré sur la figure 4, de sorte que la coupelle 16 fait communiquer les orifices 40 et 42, permettant ainsi à l'air de s'échapper de cette chambre par l'orifice 42 d'échappement. Ainsi qu'on peut l'apprécier, les deux chambres 44 du piston sont toujours dans des processus diamétralement opposés, c'est-à-dire que, tandis que la chambre supérieure 44 est mise sous pression, la chambre inférieure 44 est mise à l'échappement, et vice versa Bien que les figures 3 et 4 ne montrent qu'une extrémité du coulisseau 14 et qu'une coupelle 16, il est évident que le même processus général est utilisé à son autre extrémité. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au distributeur d'air à faible frottement, sans givrage, sans sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1 Distributeur d'air à utiliser avec un moteur pneumatique comportant un piston ( 51) à mouvement alternatif et des première et seconde chambres ( 44) de piston, le5 distributeur d'air étant caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ( 12) ayant des première et seconde extrémités ( 12 a, 12 b) et formant une chambre ( 60) de distributeur qui est raccordée à une source d'air comprimé; un coulisseau ( 14) ayant des première et seconde extrémités ( 14 a, 14 b) et10 disposé de façon à pouvoir coulisser dans la chambre pour effectuer un mouvement alternatif, ce coulisseau comportant des moyens destinés à absorber de la chaleur provenant de l'air comprimé; des premier et second orifices d'échappement ( 42); des première et seconde coupelles ( 16) de distributeur placées dans le coulisseau et dirigeant de façon alternée de l'air d'abord de ladite chambre du distributeur vers chaque chambre de piston, puis de chaque chambre de piston vers les orifices d'échappement pendant que le coulisseau effectue un mouvement alternatif, lesdits moyens d'absorption de la chaleur transmettant la chaleur provenant de l'air comprimé dans lesdites coupelles du distributeur, ce qui empêche ainsi la formation de givre et la dégradation des performances. 2 Distributeur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'encli- quetage ( 24) destinés à placer le coulisseau dans l'une de première et seconde positions à l'intérieur de la chambre du distributeur. 3 Distributeur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une tige ( 52) d'inversion s'étendant à travers la chambre du distributeur, d'une première extrémité jusqu'à une seconde extrémité de cette chambre. 4 Distributeur d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il présente en outre une ouverture située dans le coulisseau et un ressort ( 54) placé autour de la tringle d'inversion, dans ladite ouverture. Distributeur d'air selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 56) destinés à retenir le ressort sur la tringle d'inversion et5 à permettre une compression du ressort, mais en empêchant son extension au-delà d'une longueur prédéterminée. 6 Distributeur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de retenue comprennent une longueur de diamètre diminué sensiblement au centre de la tringle d'inversion et se terminant, à chaque extrémité, par des épaulements ( 52 d), et des premier et second éléments de retenue ( 56) reposant contre les épaulements et encadrant le ressort. 7 Distributeur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'absorption de la chaleur comprennent plusieurs ailettes et ouvertures. 8 Distributeur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coulisseau comporte une partie supérieure et une partie inférieure, la partie supérieure étant tournée vers le haut. 9 Distributeur d'air selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une plaque ( 36) à orifices fixée au-dessus de la partie supérieure du coulisseau et des moyens ( 18) pour assurer l'étanchéité entre chaque coupelle et une plaque à orifices. Distributeur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de roulement ( 22) entre le coulisseau et la plaque à orifices pour réduire la charge pneumatique et le frottement entre le coulisseau et la plaque à orifices. 11 Distributeur d'air selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de roulement comprennent plusieurs fentes allongées ( 20) situées dans la partie supérieure du coulisseau et renfermant chacune un galet cylindrique ( 22).