Brevet FR2793532A1 — publié le 20001117

Dispositif distributeur de fluide notamment pour télécommande hydraulique La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs distributeurs de fluide, notamment pour télécommande hydraulique, tels que ceux dénommés " manipulateurs hydrauliques ", comprenant au moins un réducteur de pression monté dans un corps et un organe de commande propre à modifier le tarage du réducteur, lequel réducteur comporte un plongeur déplaçable, par le susdit organe de commande, dans -une cavité du corps qui comprend, d'un côté, un logement relié à un conduit de retour du fluide hydraulique T et renfermant un ressort de tarage du réducteur et un ressort de rappel du plongeur, et, de l'autre côté, un alésage communiquant, axialement à l'opposé du susdit logement, avec une chambre de départ du fluide de télécommande et, latéralement, avec une chambre alimentée en fluide sous pression P en provenance d'une source de fluide sous pression, ledit alésage abritant une partie active du plongeur traversée par un canal ayant un orifice axial débouchant vers la chambre de départ et un orifice latéral propre à être mis en communication sélectivement avec le logement ou la chambre d'alimentation pour assurer la fonction de réduction de pression de fluide de télécommande lors du déplacement du plongeur dans l'alésage. Un tel dispositif est décrit par exemple dans les documents FR 2 376 978 ou FR 2 507 732. Un dispositif connu, représenté partiellement en coupe à la fig. 1 des dessins annexés, comporte un corps (pouvant être constitué par la réunion de plusieurs parties pour faciliter la mise en place des composants internes) dans lequel est aménagé au moins un réducteur de pression de fluide 2. Ce réducteur comprend un plongeur 3 apte à se déplacer dans une cavité 4 ménagée dans le corps 1. Cette cavité 4 comporte, d'un côté, un logement élargi raccordé à un canal de retour vers le réservoir (T) et dans lequel est disposé un ressort de tarage 6 prenant appui entre un épaulement 7 du plongeur et une coupelle 8 mobile dans le logement 5 au voisinage de l'extrémité libre du plongeur et, de l'autre côté, un alésage 9 dans lequel une partie active 10 du plongeur peut être déplacée pour assurer la fonction de réduction de la pression (P) du fluide qui est amené depuis une source par un orifice d'entrée (non visible) raccordé à l'alésage 9 par une chambre 12 débouchant radialement dans celui-ci, tandis que l'alésage 9 débouche inférieurement dans une chambre 13 de départ du fluide de télécommande (D). La partie active ou piston 10 du plongeur comporte un canal intérieur axial 22 débouchant à la base du piston 10 dans la chambre de départ 13 et se terminant supérieurement par un perçage radial 23 débouchant latéralement. Le plongeur 3 comporte en outre une partie de tige 14, surmontant la partie active 10 et s'étendant sensiblement dans la cavité 5 en étant entourée coaxialement par le ressort de tarage 6; cette partie de tige 14 traverse la coupelle 8 et se termine par une tête élargie 15 définissant un épaulement 16 de retenue de la coupelle. Un ressort de rappel 17, coaxial à la tige 14, est interposé entre la coupelle 8 et un épaulement défini dans le corps 1, pour repousser la coupelle vers le haut, c'est-à-dire vers sa position définissant un tarage minimum. La coupelle 8 est surmontée d'un poussoir 18 mobile à libre coulissement dans un alésage du corps et faisant saillie partiellement hors du corps pour être au contact d'une came 19 apte à pivoter autour d'un axe sous l'action d'un organe d'actionnement tel qu'une poignée 21. Le fonctionnement de ce dispositif est connu et l'on pourra se reporter par exemple aux documents précités FR 2376 978 ou FR 2 507 732 pour connaître des précisions supplémentaires. Un tel dispositif de télécommande donne entièrement satisfaction sur le plan de son fonctionnement technique, et il est largement utilisé. Toutefois, pour mieux répondre à diverses exigences de la pratique, il est apparu souhaitable d'apporter à ce dispositif connu des perfectionnements propres a améliorer la rapidité de réponse en fonctionnement en régulation et à faciliter l'usinage du corps ou des pièces constitutives du corps afin de recueillir une réduction des coûts de fabrication. A cette fin, un dispositif distributeur de fluide notamment pour téléco.mmande hydraulique, tel que mentionné au préambule, se caractérise, étant agencé conformément à l'invention, en ce que la partie active du plongeur comporte au moins une portion de sa périphérie ayant un rayon moindre sur au moins un secteur angulaire et ayant une longueur axiale suffisante pour que, lorsque le plongeur est déplacé à partir de sa position de repos, un passage soit établi, entre les susdites chambres recevant le fluide d'alimentation (P) et le fluide de départ (D), à travers l'intervalle défini par ladite portion de rayon moindre et l'alésage dès que l'orifice radial du canal intérieur au plongeur est obturé par la paroi de l'alésage. Dans un mode de réalisation possible, la portion de rayon moindre de la partie active du plongeur est annulaire et coaxiale à la partie active du plongeur. Dans un autre mode de réalisation possible, la portion de rayon moindre de la partie active du plongeur est unique. Toutefois, pour assurer l'obtention d'une section globale suffisante pour l'écoulement du fluide, dans un mode de réalisation préféré, plusieurs portions de rayon moindre sont prévues sur la partie active du plongeur; notamment ces portions de rayon moindre sont agencés symétriquement, en particulier au nombre de deux diamétralement opposées ou de préférence au nombre de quatre, deux à deux diamétralement opposées. Dans un exemple de réalisation préféré en raison de la simplicité des usinages nécessaires, chaque portion de rayon moindre est un plat. Grâce aux dispositions propres à l'invention, le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant: -en fonction neutre (poussoir non enfoncé et plongeur rappelé vers le haut par le ressort de rappel), l'orifice supérieur radial du canal du plongeur débouche dans le logement précité et ledit canal établit une communication entre la chambre de départ et le logement: le fluide s'écoule alors de la chambrIe de départ (D) vers le réservoir (T); -le poussoir étant un peu enfoncé, le plongeur est descendu dans l'alésage; l'orifice radial du canal est obturé par la paroi de l'alésage, interrompant ainsi toute possibilité d'écoulement de fluide par ce canal; puis la portion de diamètre moindre de la partie active du plongeur chevauche la paroi de l'alésage comprise entre les chambres de départ et d'alimentation: le fluide hydraulique s'écoule alors, entre le plongeur et la paroi de l'alésage, depuis la chambre d'alimentation vers la chambre de départ; - -enfin, le plongeur étant déplacé à fond de course, l'orifice radial du canal du plongeur débouche dans la chambre d'alimentation et le fluide s'écoule depuis la chambre d'alimentation jusqu'à la chambre de départ en passant, à la fois, par le canal et par l'intervalle entre le plongeur et la paroi de l'alésage. Ainsi, cet agencement procure sêlectivement deux circuits distincts pour l'écoulement du fluide, d'une part, à la périphérie du plongeur avec une section de passage accru pour l'écoulement du fluide de la chambre d'alimentation vers la chambre de départ (régulation) et, d'autre part, axialement par le canal central du plongeur pour l'écoulement du fluide en sens inverse depuis la chambre de départ vers le réservoir. L'accroissement de la section de passage ainsi procurée au fluide au cours de la phase de fonction en régulation entraîne un gain sensible sur le temps de réponse du dispositif, pouvant s'accompagner d'une réduction notable, voire d'une annulation du bruit d'écoulement du fluide. Enfin, il peut en résulter une simplification significative de la fabrication du corps: on peut prévoir, pour former la chambre d'alimentation, un simple lamage à fond plat concentrique à l'orifice de la chambre de départ, en remplacement de l'usinage jusqu'ici nécessaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère -aux dessins annexés sur lesquels: - les figures 2 à 4 sont des vues partielles de côté, en coupe, analogues à celles de la figure 1 et illustrant les dispositions conformes à l'invention respectivement dans trois positions fonctionnelles différentes; - et les figures 5 à 10 sont des vues en coupe transversale illustrant respectivement diverses configurations possibles du plongeur dans le cadre de l'invention. En se reportant maintenant à la figure 2, il y est représenté une partie de dispositif distributeur de fluide ayant une conception d'ensemble analogue (bien que non identique dans ses détails) à celle du dispositif antérieur illustré à la figure 1. Dans le dispositif de la figure 2 (dans laquelle on reprend les mêmes références numériques pour désigner les organes ou parties d'organes analogues à ceux de la figure 1), la partie active 10 du plongeur 3 comporte au moins une portion 24 de sa périphérie ayant un rayon moindre sur au moins un secteur angulaire et ayant une longueur axiale suffisante pour que, lorsque le plongeur est déplacé à partir de sa position de repos, un passage soit établi entre les susdites chambres 12 recevant le fluide d'alimentation P et 13 recevant le fluide de départ D, à travers l'intervalle défini par ladite portion 24 de rayon moindre et l'alésage 9 dès que l'orifice radial 23 du canal 22 intérieur au plongeur est obturé par la paroi de l'alésage 9. Autrement dit, la portion de moindre rayon de la partie active du plongeur est encadrée axialement par deux zones ayant le diamètre nominal de la partie active, à savoir la zone terminale a du plongeur et la zone 10b contenant le ou les orifices radiaux 23 du canal intérieur 22. Le fonctionnement du dispositif agencé comme précité est illustré aux figures 2 à 4. A la figure 2, le dispositif est en position neutre ou de repos, la came 19 étant disposée coaxialement dans l'axe 25 du dispositif. Le poussoir 18 est rappelé en position saillante (position haute) par le ressort de rappel 17 et, le poussoir 18 coagissant avec la tête 15 du plongeur 3, maintient ce plongeur en position neutre montrée à la figure 2 dans laquelle l'orifice latéral 23 du canal intérieur 22 s'ouvre, totalement ou partiellement, dans le logement 5. Dans cette position, le fluide D venant de l'organe commandé (par exemple un distributeur hydraulique) - chambre 13 - passe par le canal 22 et, à travers l'orifice latéral 23, dans le logement 5, pour s'écouler finalement vers le réservoir (retour T). Dans le même temps, la partie terminale 10a du plongeur est engagée dans l'alésage 9 et isole l'une de l'autre les chambres 12 et 13. Lorsqu'on commence à incliner la came 13 et donc à enfoncer le poussoir 18 (fig. 3), le plongeur 3 coulisse dans l'alésage 9 de telle sorte que l'orifice radial 23 du canal intérieur 22 est obturé par l'alésage 9. Immédiatement après, la partie terminale lOa du plongeur s'est dégagée de l'alésage 9: la portion 24 de moindre rayon de la partie active 10 du plongeur et l'alésage 9 définissent entre eux un passage 26 qui établit une liaison entre la chambre 12 et la chambre 13. Le fluide sous pression P peut ainsi commencer à s'écouler en direction du départ D (chambre 13). Lorsque le plongeur continue à être déplacé, l'orifice radial 23 s'ouvre d'abord partiellement, puis entièrement en fin de course du plongeur, dans la chambre 12 (fig. 4). Le fluide sous pression P s'écoule alors vers le départ D, d'une part, par le passage 26 précité qui reste ouvert et, d'autre part, par le canal 22. Différents modes de réalisation peuvent être envisagés pour constituer la portion 24 de rayon moindre de la partie active du plongeur 10. Une solution peut consister à réaliser ladite portion 24 sous forme annulaire de sorte que la partie active du plongeur se présente, dans cette zone, sous forme de révolution avec un rayon moindre que les deux zones encadrantes lOa et 0lb(fig. 5). Cette solution, intéressante quant à la suffisance de la section du passage annulaire 26 ainsi défini, conduit toutefois à un guidage insuffisant du plongeur 3 dans l'alésage 9 (seule la partie de l'alésage comprise entre la chambre 12 et le logement 5 assure le guidage du plongeur lorsque la partie terminale 10a est sortie de l'alésage). En pratique, on donnera donc plutôt la préférence à un agencement conduisant au maintien du guidage du plongeur dans la région de celui-ci ayant un moindre rayon; autrement dit, on donne au plongeur un rayon moindre seulement dans un certain secteur angulaire de celui-ci ou dans certains secteurs angulaires de celui-ci répartis périphériquement. L'amoindrissement de rayon peut être réalisé sous forme d'une surface à rayon de courbure et/ou à centre de courbure différent comme représenté à la figure 6, ce qui conduit à un passage 26 en forme de lunule. En pratique, il est plus simple et donc moins coûteux de réaliser cette portion 24 sous forme d'un plat comme illustré à la figure 7. Pour obtenir une section de passage suffisante pour le fluide tout en conservant des conditions de guidage satisfaisantes du plongeur, on peut réaliser plusieurs régions de moindre rayon réparties, de préférence de façon sensiblement équidistantes, sur le pourtour de la partie active du plongeur. Ainsi on peut réaliser deux plats diamétralement opposés (fig. 8) ou trois plats décalés angulairement de 120 (fig. 9). De préférence, on a recours à un agencement à quatre plats (fig. 10) qui combine les avantages d'une grande section globale offerte à l'écoulement de fluide et de surfaces de guidage en nombre suffisant et réparties symétriquement. L'agencement conforme à 1' invention conduit au résultat avantageux d'établir deux circuits distincts de circulation du fluide, à savoir un circuit assurant la liaison entre les chambres 12 (alimentation à pression P) et 13 (départ D) à travers le passage 26 et le canal 22, et un circuit assurant la liaison entre la chambre 13 (départ D) et le logement 5 (retour au réservoir T). Il en résulte que, grâce à la mise en oeuvre des dispositions de l'invention, la section de passage offerte au fluide est sensiblement accrue par rapport aux dispositifs antérieurs dans lesquels seul le canal intérieur assurait la liaison fluidique. En outre, l'usinage du corps 1 peut être simplifié notablement, et donc son prix de revient être abaissé, du fait que, pour former la chambre 12 d'admission du fluide d'alimentation sous la pression P, il n'est plus nécessaire d'usiner l'intérieur de la gorge correspondante, mais on peut réaliser un simple lamage à fond plat concentriquement à la chambre de départ 13. REVENDICATIONS 1.Dispositif distributeur de fluide, notamment pour télécommande hydraulique, comprenant au moins un réducteur de pression (2) monté dans un corps (1) et un organe de commande (19) propre à modifier le tarage du réducteur, lequel réducteur (2) comporte un plongeur (3) déplaçable, par le susdit organe de commande (19), dans une cavité (4) du corps (1) qui comprend, d'un côté, un logement (5) relié à un conduit de retour du fluide hydraulique (T) et renfermant un ressort de tarage du réducteur et un ressort de rappel du plongeur, et, de l'autre côté, un alésage (9) communiquant, axialement à l'opposé du susdit logement (5), avec une chambre (13) de départ du fluide de télécommande et, latéralement, avec une chambre (12) alimentée en fluide sous pression (P) en provenance d'une source de fluide sous pression, ledit alésage (9) abritant une partie active (10) du plongeur (3) traversée par un canal (22) ayant un orifice axial débouchant vers la chambre de départ (13) et un orifice latéral (23) propre à être mis en communication sélectivement avec le logement (5) ou la chambre d'alimentation (12) pour assurer la fonction de réduction de pression de fluide de télécommande lors du déplacement du plongeur dans l'alésage (9), caractérisé en ce que la partie active (10) du plongeur (3) comporte au moins une portion de sa périphérie ayant un rayon moindre sur au moins un secteur angulaire et ayant une longueur axiale suffisante pour que, lorsque le plongeur est déplacé à partir de sa position de repos, un passage soit établi, entre les susdites chambres (12) recevant le fluide d'alimentation (P) et (13) recevant le fluide de départ (D), à travers l'intervalle (26) défini par ladite portion (24) de rayon moindre et l'alésage (9) après que l'orifice radial (23) du canal (22) intérieur au plongeur ait été obturé par la paroi de l'alésage (9). 2. Dispositif distributeur de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion (24) de rayon moindre de la partie active (10) du plongeur (3) est annulaire et coaxiale à la partie active du plongeur. 3. Dispositif distributeur de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion (24) de rayon moindre de la partie active du plongeur est unique. 4. Dispositif distributeur de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs portions (24) de rayon moindre sont prévues sur la périphérie de la partie active du plongeur. 5. Dispositif distributeur de fluide selon la revendication 4, caractérisé en ce que les portions (24) de rayon moindre sont disposés symétriquement sur le pourtour de la partie active du plongeur. 6. Dispositif distributeur de fluide selon la revendication , caractérisé en ce que les portions (24) de rayon moindre sont au nombre de deux diamétralement opposées. 7. Dispositif distributeur de fluide selon la revendication , caractérisé en ce que les portions (24) de rayon moindre sont au nombre de quatre, deux à deux diamétralement opposées. 8. Dispositif distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que chaque portion (24) de rayon moindre est un plat.