Brevet FR2821128A1 — publié le 20020823

L'invention se rapporte à un distributeur pneumatique comportant, disposé de manière coulissante dans un alésage traversant d'un corps, un tiroir longitudinal qui commande un flux de fluide de pression dans le corps, d'un raccord d'arrivée vers des raccords d'utilisation ou bien des raccords d'utilisation vers des raccords de retour en fonction de sa position axiale dans le corps, qui délimite avec le corps et ses extrémités respectivement une chambre de pression, et qui sur au moins l'une de ses surfaces efficaces dirigées vers une chambre de pression, peut être alimenté par une pression de commande pour commuter le distributeur à l'encontre d'une force d'un dispositif de rappel, agissant sur le tiroir longitudinal. D'après le document DE 44 21 357 Al, au contenu global duquel on se référera ici, on connaît un distributeur pneumatique réalisé sous forme de distributeur 5/2 (5 orifices, 2 positions) monostable, à commande primaire. Le distributeur comprend un corps de distributeur dans lequel un alésage traversant reçoit un tiroir longitudinal guidé de manière étanche et coulissante. Dans l'alésage de distributeur sont formées, par des évasements en forme de chambres annulaires, cinq chambres dont celle située au centre sert de chambre d'arrivée de part et d'autre de laquelle se trouve une chambre d'utilisation. Sur le côté de chacune des chambres d'utilisation, éloigné de la chambre d'arrivée, se raccorde une chambre de retour. Ces chambres sont reliées de manière correspondante, à un raccord d'arrivée, un premier et respectivement un second raccord d'utilisation ainsi qu'un premier et respectivement un second raccord de retour, qui sortent tous vers le bas dans le corps de distributeur. Sur une surface frontale du corps de distributeur est rapporté un carter de piston à l'intérieur duquel est disposé un piston d'actionnement pour le tiroir longitudinal. Le carter de piston est par ailleurs fermé par une plaque intermédiaire à laquelle est fixée une électrovanne 3/2 servant à la commande primaire. Le piston d'actionnement est réalisé avec un diamètre nettement plus grand que le diamètre extérieur du tiroir longitudinal, le tiroir longitudinal étant pourvu, sur son côté, à savoir son extrémité, éloigné du piston d'actionnement, d'un piston de rappel dont le diamètre extérieur correspond au diamètre extérieur du tiroir longitudinal, de sorte que le piston de rappel et le piston d'actionnement forment ensemble, un piston différentiel à l'aide duquel il est possible de faire se déplacer le tiroir longitudinal. Pour actionner le distributeur, on produit l'excitation d'une bobine de l'électrovanne, ce qui inverse la vanne de commande primaire et son raccord de pression est relié à un raccord de commande. A cette occasion, on interrompt une liaison à un raccord d'évacuation, et une pression dérivée du raccord d'arrivée s'établit, par l'intermédiaire d'une conduite de commande et l'électrovanne ouverte, dans une première chambre de pression du distributeur où elle agit sur le piston d'actionnement. La force exercée sur le piston d'actionnement, à savoir la pression agissant sur le piston d'actionnement, déplace le tiroir longitudinal d'une position de repos à une position de travail, en raison de sa plus grande surface soumise à la pression, par rapport à la force du piston de rappel et à un ressort agissant sur le piston de rappel. L'inconvénient de cet ensemble réside toutefois dans le fait que la configuration de construction du distributeur avec un piston d'actionnement séparé pour la commutation du distributeur, à savoir pour le déplacement du tiroir longitudinal, est liée à un encombrement de construction important, conduisant à des dimensions extérieures du distributeur, plus grandes que souhaitable. Le but de l'invention consiste à développer un distributeur pneumatique du type de celui mentionné en introduction permettant de remédier aux inconvénients cités. Conformément à l'invention, ce but est atteint pour un distributeur pneumatique comportant un tiroir longitudinal disposé de manière coulissante dans un alésage traversant d'un corps, grâce au fait que le tiroir longitudinal présente, à une extrémité, un tronçon d'actionnement de diamètre agrandi, sur la surface efficace duquel agit la pression de commande pour la commutation du distributeur, et qui en plus est prévu pour commander le flux de fluide de pression vers l'un des raccords du distributeur. L'avantage de ce distributeur réside dans le fait qu'il est réalisé sans piston d'actionnement séparé, ce qui réduit considérablement l'encombrement en longueur et en largeur. Grâce au diamètre agrandi du tronçon d'actionnement du tiroir longitudinal, il existe avantageusement, lors d'un déplacement du tiroir longitudinal dans sa position de travail, un surplus de force qui garantit un maintien fiable du tiroir longitudinal dans sa position de travail, et qui lors de la commutation du distributeur, est déjà disponible pour de faibles pressions de commande de commutation. Par ailleurs, le diamètre agrandi du tronçon d'actionnement offre, lors d'un mouvement de rappel du tiroir longitudinal de sa position de travail à sa position de repos, l'avantage de produire, suite à l'établissement de la pression de purge, l'action d'une force qui assiste le mouvement de rappel du tiroir longitudinal. Cela permet avantageusement de garantir que le tiroir longitudinal soit déplacé complètement dans sa position de repos, même dans des conditions de fonctionnement défavorables. Un autre avantage offert par le distributeur pneumatique selon l'invention, réside dans le fait que lors d'un mouvement du tiroir longitudinal, il n'est pas nécessaire d'effectuer d'échange d'air avec l'environnement, ce qui permet de garantir sans problème la fonction du distributeur, même dans un environnement dont l'air est contaminé par exemple par des particules de poussière ou d'autres substances, qui en pénétrant à l'intérieur du distributeur pourraient entraver son mode de fonctionnement. Selon une configuration préférée de l'invention, le dispositif de rappel comprend un ressort de rappel qui s'appuie avec l'une de ses extrémités, sur le tiroir longitudinal dans la zone du tronçon d'actionnement de celui-ci, et avec son autre extrémité, sur le corps. Le ressort de rappel est avantageusement disposé dans un espace annulaire délimité par le corps et le tiroir longitudinal. Par ailleurs, l'alésage traversant présente un diamètre agrandi dans la zone du ressort de rappel et du tronçon d'actionnement. Dans la zone du tronçon d'actionnement, entre le tiroir longitudinal et le corps, est prévu un joint d'étanchéité, qui est disposé dans une rainure annulaire du tiroir longitudinal. Par ailleurs, entre le corps et le tiroir longitudinal sont formées, par des protubérances annulaires du tiroir longitudinal, plusieurs chambres séparées, qui sont prévues de manière telle le long de l'étendue axiale du tiroir longitudinal, que les chambres puissent, respectivement en fonction d'une position de commutation du tiroir longitudinal, être amenées au moins partiellement en recouvrement avec au moins l'un des raccords. En outre, les chambres sont rendues étanches les unes par rapport aux autres, par à chaque fois un autre joint d'étanchéité respectif, placé dans la zone des protubérances annulaires du tiroir longitudinal, entre celles-ci et une paroi intérieure du corps, de manière telle qu'il soit possible d'entraver un échange de fluide de pression entre deux chambres disposées côte à côte. Un exemple de réalisation d'un distributeur pneumatique selon l'invention est représenté sur le dessin annexé, et va être explicité plus en détail dans la description qui va suivre. La figure unique du dessin annexé montre en coupe longitudinale, une représentation schématique d'un distributeur pneumatique conforme à l'invention, comportant un tiroir longitudinal disposé de manière coulissante et étanche dans un corps. Sur la figure est représenté un distributeur pneumatique 1 comportant un tiroir longitudinal 4 monté coulissant dans un alésage traversant 2 d'un corps 3. Dans l'alésage traversant ou l'alésage de tiroir 2, débouchent axialement, répartis sur la longueur de l'alésage de tiroir 2, un raccord d'arrivée 10 placé environ de manière centrale, de part et d'autre de celui-ci, un raccord d'utilisation 11 et respectivement 12, et sur le côté de ceux-ci, dirigé vers l'extérieur, un raccord de retour 13 et respectivement 14. L'alésage de tiroir 2 est délimité axialement par une chambre de pression 7 et respectivement 8, le tiroir longitudinal 4 étant voisin, par sa première extrémité 5, de la chambre de pression 7, et étant voisin, par son extrémité 6 opposée, de la chambre de pression 8 se situant à l'extrémité opposée de l'alésage de tiroir 2. Pour la commutation du distributeur 1, la chambre de pression 7 est alimentée par la pression de commande, ce qui produit la sollicitation par une force, du tiroir longitudinal 4, par l'intermédiaire de sa surface efficace 9 dirigée vers la chambre de pression 7. A cette occasion, le tiroir longitudinal 4 est déplacé en direction de la chambre de pression 8 de manière telle, qu'un flux de fluide de pression soit conduit dans le corps 3, du raccord d'arrivée 10 vers les raccords d'utilisation 11,12, ou des raccords d'utilisation 11,12 vers les raccords de retour 13,14. A la première extrémité 5 du tiroir longitudinal 4, celui-ci comporte un tronçon d'actionnement 15 présentant un diamètre agrandi par rapport au diamètre de la partie restante du tiroir longitudinal 4. La surface efficace 9 dirigée vers la chambre de pression 7, est d'une grandeur correspondante. Le tronçon d'actionnement 15 est du reste prévue pour la commande du flux de fluide de pression du raccord d'utilisation 11 vers le raccord de retour 13 du distributeur 1. La pression de commande, qui pour la commutation du tiroir longitudinal 4, est appliquée sur la surface efficace 9, agit à l'encontre d'une force d'un dispositif de rappel 16, qui agit sur le tiroir longitudinal 4, et qui comporte un ressort de rappel 17 agissant avec l'une de ses extrémités, sur un décrochement du tronçon d'actionnement 15 du tiroir longitudinal 4, et s'appuyant avec son autre extrémité, sur un épaulement 18 du corps 3. Le ressort de rappel 17 est ainsi disposé dans un espace annulaire 19 délimité par le corps 3 et le tiroir longitudinal 4. Dans l'état exempt de pression du distributeur 1, le ressort de rappel 17 produit une position initiale définie du tiroir longitudinal 4, dans laquelle celui-ci s'appuie avec la surface efficace 9 de l'extrémité 5, sur la paroi de corps de la chambre de pression 7. Lors d'une nouvelle alimentation en pression du distributeur 1, le tiroir longitudinal 4 est déplacé dans la direction axiale du distributeur 1, de sa position de repos, à savoir sa première position extrême dans le corps 3, dans une position de travail, au maximum jusqu'à sa seconde position extrême sur la paroi de corps de la chambre de pression 8, en regard de la surface efficace 20 de la seconde extrémité 6 du tiroir longitudinal 4. En raison de la configuration du tiroir longitudinal 4, avec un diamètre agrandi dans la zone du tronçon d'actionnement 15, l'alésage traversant 2 présente, dans la zone du ressort de rappel 17 et du tronçon d'actionnement 15, un diamètre plus grand par rapport à la zone restante du tiroir longitudinal 4, en vue de recevoir le tronçon d'actionnement 15. Le diamètre du tronçon d'actionnement 15, agrandi par rapport au diamètre et à la surface efficace 20 de l'extrémité 6 du tiroir longitudinal 4, permet de garantir que, dans le cas d'une sollicitation de la surface efficace 9 du tiroir longitudinal 4, sur le tiroir longitudinal 4 agisse une force résultante qui déplace le tiroir longitudinal 4 de sa position de repos à sa position de travail, et surmonte la force élastique du ressort de rappel 17 agissant à l'encontre de cette direction de mouvement. De plus, on peut garantir de manière sûre le maintien du tiroir longitudinal 4 dans sa position de travail, en raison du diamètre plus grand du tronçon d'actionnement 15, par rapport au diamètre plus faible à l'extrémité 6 du tiroir longitudinal 4, et du rapport qui en résulte entre les surfaces efficaces et les forces correspondantes. Pour réaliser l'étanchéité de la première chambre de pression 7 par rapport à la chambre annulaire 19, il est prévu dans une rainure annulaire 21 du tiroir longitudinal 4, à savoir dans le tronçon d'actionnement 15, un joint d'étanchéité annulaire 22, qui, avec son côté intérieur, s'appuie sur le tiroir longitudinal4, et avec son côté extérieur, est en contact étanche avec une paroi intérieure 23 du corps 3. Entre le corps 3 et le tiroir longitudinal 4, sont formées, par plusieurs protubérances annulaires 24A, 24B, 24C, 24D du tiroir longitudinal 4, des chambres séparées 25A, 25B, 25C, qui sont disposées de manière telle le long de l'étendue axiale du tiroir longitudinal 4, qu'elles puissent, respectivement en fonction d'une position de commutation du tiroir longitudinal 4, être amenées au moins partiellement en recouvrement avec au moins l'un des raccords 10, 11, 12, 13,14. On établit ou entrave ainsi, de manière connue en soi, notamment tel que décrit dans le document DE 44 21 357 Al, les liaison décrites précédemment, entre le raccord d'arrivée 10 et le raccord d'utilisation 11, 12 voisin, ou respectivement les liaisons entre les raccords d'utilisation 11,12 et les raccords de retour 13,14 respectivement voisins. Pour empêcher un échange de fluide de pression non souhaité, entre les raccords 10,11, 12,13, 14, c'est à dire lorsqu'ils ne sont pas reliés par l'intermédiaire des chambres 25A ou 25C suivant la position du tiroir longitudinal 4, il est prévu dans la zone des protubérances annulaires 24A, 24B, 24C, 24D et dans la zone de l'extrémité 6 du tiroir longitudinal 4, à chaque fois un autre joint d'étanchéité respectif 26A à 26E. dans le cas de l'appui des joints d'étanchéité respectifs 26A à 26E sur la paroi intérieure 23 du corps, les chambres 25A, 25B, 25C et une autre chambre 25D, qui est formée par un évidemment annulaire sur la paroi intérieure 23 du corps entre le tiroir longitudinal 4 et le corps 3, sont réciproquement étanches les unes par rapport aux autres. Les chambres 25A, 25B, 25C sont des chambres relatives au tiroir longitudinal et sont donc mobiles par rapport au corps 3. Les chambres 19 et 25D sont en position fixe par rapport au corps 3, et associées aux raccords 13 et 14. Suivant la position du tiroir longitudinal 4, dans la position de repos, le raccord 13 est relié au raccord 11 par l'intermédiaire des chambres 19,25A, et le raccord 10 est relié au raccord 12 par l'intermédiaire des chambres 25B, 25C. Dans la position actionnée du tiroir longitudinal 4, le raccord 11 est relié au raccord 10 par l'intermédiaire des chambres 25A, 25B, et le raccord 12 est relié au raccord 14 par l'intermédiaire des chambres 25C, 25D. La position représentée sur la vue en coupe de la figure, est une position centrale, que le tiroir longitudinal 4 passe sans maintien pendant son mouvement de sa position de repos à sa position actionnée et inversement. REVENDICATIONS. 1. Distributeur pneumatique (1) comportant, disposé de manière coulissante dans un alésage traversant (2) d'un corps (3), un tiroir longitudinal (4) qui commande un flux de fluide de pression dans le corps (3) d'un raccord d'arrivée (10) vers des raccords d'utilisation (11, 12) ou bien des raccords d'utilisation (11,12) vers des raccords de retour (13, 14) en fonction de sa position axiale dans le corps (3), qui délimite avec le corps (3) et ses extrémités (5,6) respectivement une chambre de pression (7,8), et qui sur au moins l'une de ses surfaces efficaces (9,20) dirigées vers une chambre de pression (7,8), peut être alimenté par une pression de commande pour commuter le distributeur (1) à l'encontre d'une force d'un dispositif de rappel (16), agissant sur le tiroir longitudinal (4), caractérisé en ce que le tiroir longitudinal (4) présente, à une extrémité (5), un tronçon d'actionnement (15) de diamètre agrandi, sur la surface efficace (9) duquel agit la pression de commande pour la commutation du distributeur (1), et qui en plus est prévu pour commander le flux de fluide de pression vers l'un des raccords (13) du distributeur (1). 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de rappel (16) comprend un ressort de rappel (17) qui s'appuie avec l'une de ses extrémités, sur le tiroir longitudinal (4) dans la zone du tronçon d'actionnement (15) de celui-ci, et avec son autre extrémité, sur le corps (3). 3. Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort de rappel (17) est disposé dans un espace annulaire (19) délimité par le corps (3) et le tiroir longitudinal (4). 4. Distributeur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'alésage traversant (2) présente un diamètre agrandi dans la zone du ressort de rappel (17) et du tronçon d'actionnement (15). 5. Distributeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans la zone du tronçon d'actionnement (15), entre le tiroir longitudinal (4) et le corps (3), est prévu un joint d'étanchéité (22). 6. Distributeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (22) est disposé dans une rainure annulaire (21) du tiroir longitudinal (4). 7. Distributeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'entre le corps (3) et le tiroir longitudinal (4) sont formées, par des protubérances annulaires (24A, 24B, 24C, 24D) du tiroir longitudinal (4), plusieurs chambres séparées (25A, 25B, 25C), qui sont prévues de manière telle le long de l'étendue axiale du tiroir longitudinal (4), que les chambres (25A, 25B, 25C) puissent, respectivement en fonction d'une position de commutation du tiroir longitudinal (4), être amenées au moins partiellement en recouvrement avec au moins l'un des raccords (10,11, 12,13, 14). 8. Distributeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les chambres (25A, 25B, 25C) sont rendues étanches les unes par rapport aux autres par à chaque fois un autre joint d'étanchéité respectif (26A à 26D) placé dans la zone des protubérances annulaires (24A, 24B, 24C, 24D) du tiroir longitudinal, entre celles-ci et une paroi intérieure (23) du corps, de manière telle qu'il soit possible d'entraver un échange de fluide de pression entre deux chambres (19,25A, 25B, 25C, 25D) disposées côte à côte.