Brevet FR2799815A1 — publié le 20010420

CANALISATION ET DISTRIBUTEUR A AIR COMPRIME UTILISANT LA CANALISATION L'invention se rapporte à une canalisation dans laquelle circule un fluide, la canalisation étant réalisée à l'intérieur d'une pièce mécanique. L'invention trouve particulièrement son utilité dans des distributeurs à air comprimé. Le corps d'un distributeur par exemple formé d'une pièce mécanique sensiblement plane réalisée en matière plastique moulée. Le distributeur est alimenté en air comprimé au moyen d'une canalisation tubulaire le traversant de part en Plusieurs distributeurs peuvent être empilés de telle sorte que les canalisations de chacun soient dans le prolongement les unes des autres afin que l'empilage des distributeurs soit alimenté par la même source d'air comprimé. On peut également utiliser une telle canalisation comme fourreau d'un tiroir du distributeur. Une solution consiste à réaliser la canalisation directement lors du moulage de pièce mécanique. Le moulage impose des dépouilles ce qui rend la canalisation légèrement conique. De plus les tolérances de réalisation d'une pièce moulée sont larges, ce qui risque d'entraîner des fuites d'air comprimé à la jonction entre deux distributeurs. Pour pallier ces défauts il est possible d'usiner la canalisation après réalisation de la pièce mécanique par moulage. L'usinage est réalisé avec des tolerances de fabrication plus serrées que le moulage et permet d'éliminer les dépouilles obtenues lors du moulage. Néanmoins les canalisations usinées dans des pièces mécaniques en matière - plastique présentent une étanchéité aléatoire due par exemple à la présence de bulles d'air dans la matière plastique moulée. II est aussi possible d'insérer un tube métallique lors du moulage de la pièce plastique ou encore de coller ce même tube métallique après le moulage de la pièce mécanique. Ici encore des défauts d'étanchéité entre le tube rapporte et la pièce mécanique entraînent des rebuts importants de fabrication. L'invention a pour but de pallier l'ensemble de ces défauts en proposant une canalisation réalisée à l'intérieur d'une pièce mécanique, la canalisation présentant ni dépouille ni tolérance de fabrication importante et présentant une étanchéité entre le fluide circulant dans la canalisation et l'exterieur, étanchéité suffisante et reproductible. Les solutions décrites précédemment le sont en rapport à un distributeur à air comprimé. II est bien entendu que l'invention n'est pas limitee à ces distributeurs et qu'elle peut être mise en oeuvre quel que soit le fluide circulant dans une canalisation réalisée dans une pièce mécanique quelconque. Pour atteindre le but énoncé précédemment, l'invention a pour objet une canalisation dans laquelle circule un fluide, réalisée à l'intérieur d'une pièce mécanique, caractérisée en ce que la canalisation comporte un insert tubulaire suivant un axe positionné à l'intérieur de la pièce mécanique et maintenu en position au moyen d'un dispositif de verrouillage de la position de l'insert tubulaire, le dispositif de verrouillage étant mobile en translation suivant l'axe de l'insert tubulaire. L'invention a également pour objet un distributeur à air comprimé, caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation décrite ci dessus, le distributeur comportant un fourreau formé par l'insert tubulaire et un tiroir se déplaçant à l'intérieur du fourreau. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation illustré par le dessin joint dans lequel - la figure 1 représente en coupe un insert tubulaire ; - la figure 2 représente en coupe une demi-coquille ; - la figure 3 représente en coupe un tube assurant le verrouillage de l'insert tubulaire avec une demi-coquille ; - la figure 4 représente en position verrouillée l'insert tubulaire representé figure 1, une demi-coquille représentée figure 2 ainsi que deux tubes représentés figure 3 ; - la figure 5 représente en position verrouillée une variante de réalisation de la demi-coquille avec l'insert tubulaire representé figure 1 et deux tubes représentés figure 3 ; - la figure 6 représente une variante de réalisation où la canalisation participe directement à la fonction de distribution d'air comprimé; - la figure 7 représente plusieurs canalisations suivant la variante de réalisation représentée figure 6. Pour plus de simplicité, dans les différentes figures, les mêmes repères topologiques représentent les mêmes éléments. La figure 1 représente un insert tubulaire 1 d'axe 2. L'insert tubulaire 1 est sensiblement de révolution autour de l'axe 2. Un trou 3 sensiblement cylindrique autour de l'axe 2 constitue l'intérieur de l'insert tubulaire 1. Le trou 3 s'étend suivant l'axe 2 et traverse de part en part l'insert tubulaire 1. L'extérieur de l'insert tubulaire 1 est sensiblement concentrique du trou 2. L'exterieur est essentiellement formé d'une surface cylindrique 4. A chacune des extrémités de l'insert tubulaire 1, l'extérieur comporte une gorge 5 qui forme un moyen pour positionner l'insert tubulaire 1 par rapport à une pièce mécanique dont les formes seront décrites plus en détail au moyen de la figure 2. II bien entendu que la gorge 5 peut être remplacée par tout autre moyen comme par exemple une protubérance qui permettrait également de positionner l'insert tubulaire 1 par rapport à la pièce mécanique comportant une forme complémentaire de la gorge 5 ou de la protubérance. La pièce mécanique dans laquelle est placé l'insert tubulaire 1 est essentiellement formée de deux demi-coquilles 6 dont une est représentée en coupe figure 2. La demi-coquille 6 comporte une face 7 complémentaire de l'extérieur de l'insert tubulaire 1. La face 7 comporte une surface 8 sensiblement cylindrique et complémentaire de la surface cylindrique 4 de l'insert tubulaire 1. La face 7 comporte également deux collerettes 9 complémentaires des gorges 5 de l'insert tubulaire 1. La face 7 de révolution et d'axe 10. La demi-coquille 6, représentée figure 2, se termine sensiblement par un plan 11 contenant l'axe 10 et perpendiculaire au plan de la figure 2. La figure 3 représente un tube 12 cylindrique d'axe 13. Le tube 12 forme un exemple de dispositif de verrouillage de la position de l'insert tubulaire 1 par rapport à la demi-coquille 6. La figure 4 représente en coupe partielle, l'insert tubulaire 1 placé à l'intérieur de la face 7 de la demi-coquille 6. Deux tubes 12 verrouillent la position de l'insert tubulaire 1 par rapport à la demi-coquille 6. Dans configuration les axes 2, 10 et 13 sont sensiblement confondus. Les deux extrémités de l'insert tubulaire 1 se terminent chacune extérieurement par une zone cylindique 14 d'axe 2 dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur du tube 12. Par ailleurs la demi-coquille 6 comporte chacune de ses extrémités, une zone cylindrique extérieure 15 d'axe 10 et dont le diamètre est lui aussi sensiblement égal au diamètre intérieur du tube 12. La zone 15 est situé au voisinage de la collerette 9 de telle sorte que l'intérieur du tube 12 puisse glisser sur la zone 14 et sur la zone 15. Dans cette position le tube 12 verrouille la position de l'insert tubulaire 1 par rapport à la demi-coquille 6. Pour déverrouiller la position précédemment décrite on fait glisser le tube 12 suivant son axe 13 de façon à dégager son diamètre intérieur des zones 14 et 15. Les deux tubes 12 représentés figure 4 se manoeuvrent tous deux de la même façon. On les rapproche l'un de l'autre pour verrouiller la position décrite ci-dessus et on les éloigne pour déverrouiller cette position. A la figure 4, la demi-coquille 6 est représentée au-dessous de l'axe 10. La demi-coquille 6 est limitée par le plan 11 contenant l'axe 10. II est bien entendu possible, mais pas obligatoire, de positionner et de verrouiller au-dessus de l'axe 10, une deuxième demi-coquille 6, non représentée sur la figure 4. Les plans 11 de chaque demi-coquille 6 sont alors en contact et les faces 7 des deux demi-coquilles forment un trou tubulaire de la pièce mécanique. Le trou tubulaire comporte la collerette 9 cooperant avec la gorge 5 afin d'arrêter en translation l'insert tubulaire 1 par rapport au trou tubulaire suivant l'axe 10 du trou tubulaire sensiblement confondu avec l'axe 2 de l'insert tubulaire 1. De plus le dispositif de verrouillage, assuré par ou les tubes 12, verrouille la position des deux demi-coquilles 6 entre elles. Dans le mode de réalisation ici décrit, deux demi-coquilles 6 forment la pièce mécanique dans laquelle on place l'insert tubulaire 1. II est également envisageable de former la pièce mécanique de tout autre manière comme par exemple avec trois tiers de coquille couvrant chacune un angle de 120 degrés autour de l'axe 10. Dans les figures 3 et 4, la longueur du tube 12 mesuré suivant son axe 13 n'est donnée qu'à titre indicatif pour mieux comprendre le principe de l'invention. On peut également définir la longueur du tube de telle sorte qu'en position verrouillée il ne dépasse pas l'extrémité de l'insert tubulaire 1. Sa longueur est alors voisine. de la longueur de la zone 14 mesurée suivant l'axe 2 additionnée à celle de la zone 15 mesurée suivant l'axe 10. Dans une variante de réalisation représentée figure 5, la demi- coquille 6 peut s'etendre suivant l'axe 10 jusqu'à noyer complètement le tube 12 qui se positionne alors dans une saignée 16 annulaire de la demi-coquille 6 lorsqu'il est en position verrouillée. Ainsi lorsque l'invention est mise en oeuvre dans des distributeurs à air comprimé, qu'on empile plusieurs distributeurs en faisant coïncider les axes des inserts tubulaires de chaque distributeur, il est possible de placer un joint d'étanchéité par exemple torique dans une gorge annulaire de la demi-coquille 6, gorge dont le diamètre est supérieur à celui du tube 12 et ainsi assurer l'étanchéité d'un distributeur par rapport au suivant dans l'empilage. La figure 6 représente une autre utilisation de l'invention la canalisation participe directement à la fonction de distribution d'air comprimé. La canalisation, comportant l'insert tubulaire 1 et les deux tubes 12, est utilisée comme fourreau d'un tiroir 20. Le tiroir est guidé par l'intérieur du fourreau 1 et se déplace suivant son axe 2. Le tiroir 20 est actionné par deux pistons 21 se déplaçant chacun dans un des tubes 12 suivant leur axe 13. Les pistons 21 ont sensiblement la forme d'un disque d'axe 13. Une des deux faces planes 22 du piston 20 vient en appui contre une extrémité du tiroir 20. De l'air comprimé servant à la commande du distributeur appuie sur l'autre face plane 23 du piston 20. Un joint d'étanchéité 24 se situe dans une gorge annulaire de la partie cylindrique du piston 21. A la figure 6, on a représenté un distributeur à air comprimé bistable où de l'air comprimé servant à la commande du distributeur peut appuyer sur l'un ou l'autre des deux pistons 21. Il est bien entendu possible de mettre en oeuvre l'invention dans un distributeur monostable, dans lequel un des pistons 21 serait remplacé par un ressort se comprimant suivant l'axe 13 d'un des tubes 12 lorsqu'une pression d'air comprimé est appliquée sur le piston 21 restant. Lorsqu'on empile plusieurs distributeurs réalisés suivant le mode de réalisation représenté figure 6, les canalisations sont empilées parallèlement afin d'alimenter les tubes 12 de chaque distributeur séparément en air comprimé. Un avantage lié à l'invention est alors de permettre un tube 12 d'un diamètre extérieur aussi grand que possible et pouvant aller jusqu'au pas des distributeurs dans l'empilage. Ceci permet d'augmenter d'autant le diamètre des pistons 21. Plus les pistons 21 sont grands, plus l'effort qu'ils exercent sur le tiroir 20 est grand, ce qui permet d'augmenter la vitesse de déplacement du tiroir 20 ou bien de diminuer la pression de l'air comprimé servant à manoeuvrer les pistons 21 si on ne cherche pas à augmenter l'effort. En se déplaçant, le tiroir 20 ouvre et ferme plusieurs lumières réalisées dans le fourreau 1. Ces lumières communiquent avec des canaux réalisés dans la demi-coquille 6. L'exemple de réalisation décrit à l'aide de la figure 6 comporte cinq canaux. Les deux canaux 25 et 26 situés au plus près des pistons 21 forment l'échappement du distributeur. Ils sont reliés à la pression atmosphérique. Le canal 27 situé au centre distributeur forme l'arrivée d'air du distributeur. II est relié en permanence à une pression différente de la pression atmosphérique. Cette pression peut être supérieure à la pression atmosphérique si le distributeur commute de l'air comprimé, ou inférieure à la pression atmosphérique si le distributeur commute du vide. Les deux derniers canaux 28 et 29, respectivement situes entre le canal 26 et le canal 27 pour l'un et entre le canal 27 et le canal 25 pour l'autre, forment les sorties du distributeur. Ils sont reliés soit à l'échappement, soit à l'arrivée d'air suivant la position du tiroir 20. Dans la position représentée figure 6, l'air comprimé servant à la commande pousse vers la gauche de la figure le piston 21 situé à droite du tiroir 20, la sortie 28 est reliée à l'échappement 26 et la sortie 29 est reliée à l'arrivée d'air 27. Dans la position inverse du tiroir 20, c'est-à-dire lorsque l'air comprimé servant à la commande du distributeur pousse vers la droite de la figure le piston 21 situé à gauche, la sortie 28 serait reliée à l'arrivée d'air 27 la sortie 29 serait reliée à l'échappement 25. Le tiroir 20 comportent plusieurs joints d'étanchéité annulaires afin d'éviter les fuites d'air entre les différents canaux. On peut également améliorer l'étanchéité entre la demi-coquille 6 et le fourreau 1 en intercalent un film de colle entre ces deux pièces dans les zones en contact essentiellement situées entre les canaux 25 à 29. Un autre avantage lié à l'invention, mise en oeuvre dans l'utilisation représentée figure 6 est de permettre une augmentation du diamètre intérieur du fourreau 1 et par conséquent de celui du tiroir 20. Plus ces diamètres sont grands et plus les sections de passage d'air entre les différents canaux sont grandes, ce qui permet d'augmenter le débit d'air circulant dans les sorties 28 et 29. Avantageusement, le tiroir 20 est percé de part en part d'un trou 30 suivant l'axe 2. La fonction principale du trou 30 est de permettre à de l'air de passer d'une chambre 31 à une chambre 32 lorsque le tiroir 20 se déplace. Les deux chambres 31 et 32 ont sensiblement la forme d'une portion tubulaire d'axe 13, située entre un des tubes 12 et le tiroir 20. Suivant l'axe 13, la portion tubulaire est limitée par la face plane 22 d'un des pistons 21 et par l'extrémité du piston 20. Lorsque le tiroir se déplace, l'addition des volumes des deux chambres 31 et 32 est constant et grâce au trou 30, de l'air peut passer d'une chambre l'autre. Accessoirement, le trou 30 permet aussi de limiter l'inertie du tiroir 20 lors de son déplacement à l'intérieur du fourreau 1. La figure 7 représente un exemple d'assemblage de plusieurs distributeurs tels que représentés figure 6. A la figure 7 trois tranches 40, formant chacune un distributeur, sont empilées. Chaque tranche 40 comporte une demi coquille 6 et un insert tubulaire 1. L'empilage est réalisé selon des plans sensiblement tangent à l'insert tubulaire 1. Le canal 27 assurant l'arrivée d'air de chaque distributeur traverse l'ensemble des tranches 40 sensiblement perpendiculairement à leur plan d'empilage. L'invention a été décrite en rapport à un insert tubulaire 1, une face 7 de la demi-coquille 6 et un tube 12, tous trois présentant des sections circulaires autour de leurs axes respectifs 2, 10 et 13. II est bien entendu possible de remplacer une ou plusieurs section circulaire par d'autres sections par exemple parallèlépipédiques tout en assurant la complémentarité des sections en contact. REVENDICATIONS 1. Canalisation dans laquelle circule un fluide, réalisée l'intérieur d'une pièce mécanique (6), caractérisée en ce que la canalisation comporte un insert tubulaire (1) suivant un axe (2) positionné à l'intérieur la pièce mécanique (6) et maintenu en position au moyen d'un dispositif de verrouillage (12) de la position de l'insert tubulaire (1), le dispositif de verrouillage (12) étant mobile en translation suivant l'axe (2) de l'insert tubulaire ). Canalisation selon la revendication 1, caractérisée ce que la pièce mécanique comporte deux demi-coquilles (6) entre lesquelles l'insert tubulaire ) est positionné. Canalisation selon la revendication 2, caractérisée ce que le dispositif de verrouillage (12) verrouille la position des deux demi-coquilles (6) entre elles. 4. Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce mécanique comporte un trou tubulaire (7) suivant un axe (10) sensiblement confondu avec l'axe (2) de l'insert tubulaire (1) une fois l'insert tubulaire (1) positionné à l'intérieur du trou tubulaire (7), en ce que le trou tubulaire (7) comporte une collerette (9) coopérant avec une gorge (5) de l'insert tubulaire (1) afin d'arrêter en translation l'insert tubulaire (1) par rapport au trou (7) suivant l'axe (2, 10). 5. Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de verrouillage comporte un tube (12) dont l'intérieur peut glisser sur une face extérieure (14) de l'insert tubulaire (1) et sur une face extérieure (15) de la pièce mécanique (6), et en que la position verrouillée est obtenue lorsque le tube (12) est en contact avec les faces extérieures (14, 15). Canalisation selon la revendication 5, caractérisée en qu'en position verrouillée, le tube (12) ne dépasse pas une extrémité de l'insert tubulaire (1 7. Canalisation selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'en position verrouillée, le tube (12) est noyé l'intérieur de la pièce mécanique (6). 8. Distributeur à air comprimé, caractérisé en ce qu'il comporte canalisation selon la revendication 1, le distributeur comportant fourreau (1) formé par l'insert tubulaire et un tiroir (20) se déplaçant l'intérieur du fourreau (1). 9. Distributeur selon la revendication 8, caractérisé en ce comporte au moins un piston 21 destiné à déplacer le tiroir (20) suivant l'axe fourreau (1), en ce que le piston se déplace à l'intérieur du tube (12) selon la revendication 5. 10. Distributeur selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le fourreau (1) comporte des lumières communiquant avec des canaux (25 à 29) réalisés dans la pièce mécanique (6), canaux dans lesquels circule de l'air comprimé commandé par le distributeur, et en ce que le tiroir (20) met en communication plusieurs canaux (25 à 29) en fonction de son déplacement.