Brevet FR2947030A1 — publié le 20101224

DISTRIBUTEUR DE FLUIDE ENTRE UNE PLURALITE DE CANAUX DE SORTIE [0001 La présente invention concerne un distributeur de fluide entre une pluralité de canaux de sortie. [0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine du lavage et/ou de l'ébavurage de machines, telles que les machines d'usinage, ou de pièces mécaniques, notamment les pièces automobiles comme les culasses, les carters-moteur, les porte-arbre à cames, les paliers d'arbres à cames, les carters de boîtes de vitesses, etc. [0003] Actuellement, pour laver et/ou ébavurer certaines pièces automobiles telles que les culasses, on utilise des robots équipés de distributeurs de fluide, ou buses, destinés à distribuer le fluide de lavage ou d'ébavurage entre une pluralité de canaux de sortie, chaque canal de sortie fournissant un jet de fluide dans une direction donnée. L'utilisation de buses à jets multiples est justifiée par la nécessité d'accéder à toutes les zones de la pièce à laver et/ou ébavurer, compte tenu des possibilités de mouvement du robot. La demande de brevet français n° 2 751 254 décrit un tel distributeur de fluide à canaux de sortie multiples. [0004] Avec ce type de buses connues, on utilise généralement des fluides sous haute pression, de l'ordre de 450 bars par exemple, avec des débits importants, du fait que tous les canaux de sortie doivent être alimentés en fluide simultanément. A titre d'exemple, pour une production quotidienne de 1 250 culasses, on utilise un débit de 300 I/mn à 450 bars, ce qui impose une pompe fonctionnant avec un moteur électrique de l'ordre de 150 kW. [0005] Or, en pratique, pour une simple opération d'ébavurage, il n'est pas nécessaire de consommer une telle puissance électrique dans la mesure où, sur l'ensemble des canaux de sortie du distributeur, seul un petit nombre d'entre eux, souvent limité à 1, n'est réellement utile pour atteindre une zone donnée de la pièce. Les autres canaux de sortie servent à atteindre d'autres zones de la pièce et sont donc alimentés en fluide sans apporter de valeur ajoutée à la pièce. [0006] En conclusion, l'utilisation simultanée de tous les canaux de sortie du distributeur conduit, d'une part, à devoir fournir un débit de liquide sous haute pression très important, avec les problèmes de coût et de fiabilité des pompes qui en résultent, et, d'autre part, à une consommation électrique disproportionnée, sans rapport au besoin énergétique réel de l'opération à réaliser. [000n Il est donc souhaitable pour remédier à ces inconvénients de pouvoir disposer de distributeurs de fluide multicanaux qui permettraient d'avoir accès à toutes les zones de la pièce en utilisant pour chaque zone à atteindre un nombre de canaux de sortie limité au strict nécessaire et non l'ensemble des canaux disponibles. [000si Il existe des solutions en ce sens qui utilisent des buses rotatives pilotées électriquement ou des buses comportant des alimentations multiples également pilotées électriquement. Ces systèmes sont toutefois très coûteux et peu fiables car les pressions utilisées sont très élevées. Les distributeurs de fluide pilotés supportent en effet difficilement des pressions de 450 bars et constituent la première source de pannes sur les machines de lavage dans les lignes d'usinage. [0009] Aussi, un but de l'invention est de proposer un distributeur de fluide entre une pluralité de canaux de sortie, qui permettrait d'alimenter en fluide uniquement le ou les seuls canaux utiles lors des différentes phases de l'opération de lavage ou d'ébavurage, sans avoir recours à une quelconque fonction pilotée électriquement, telle que la rotation du distributeur ou l'alimentation multiple des canaux de sortie. [0010 Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que ledit distributeur de fluide comprend une chambre de distribution comportant au moins un canal d'entrée de fluide et une pluralité de N canaux de sortie de fluide, des moyens de sélection de i canaux de sortie de fluide, et, des moyens d'obturation par gravité des N-i canaux de sortie restants. [0011] Ainsi, on comprend que la limitation du nombre des canaux de sortie utilisés aux i canaux sélectionnés en fonction de la zone de la pièce à atteindre est réalisée par gravité et non par pilotage électrique. [0012] Il en résulte un grand nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer l'utilisation de l'énergie au juste nécessaire grâce à la réduction d'un facteur 2 à 3 des débits de liquide à très haute pression dans les machines de lavage ou d'ébavurage, d'où un gain en investissement dans les lignes d'usinage, et à la réduction de la consommation électrique ; la réduction des coûts d'exploitation et d'entretien des pompes haute pression ; la réduction du bruit ;un coût et un encombrement très faibles ; l'absence de maintenance à prévoir pour le distributeur car l'utilisation de la gravité en augmente la fiabilité, et, l'absence de dégâts occasionnés par les jets provenant des N-i canaux inutilisés sur divers éléments des machines, machines à laver notamment, comme les bâches de protection des robots, les flexibles d'alimentation des buses de lavage, les cellules de contrôle en périphérie de la pièce, etc. [0013] Notons que le plus souvent le nombre i de canaux utilisés à la fois sera égal à1. [0014] Avantageusement, le distributeur de fluide selon l'invention comprend des moyens de blocage desdits moyens d'obturation en position d'obturation. Cette disposition permet en effet une manipulation du distributeur par le robot dans toutes les directions, sans risquer une inversion de l'action de la gravité qui dégagerait de manière intempestive les canaux de sortie obturés. [0015] En particulier, lesdits moyens de blocage des moyens d'obturation sont réalisés par la pression hydrostatique exercée par le fluide sur les moyens d'obturation. [0016] Selon un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de sélection sont des moyens de rotation de la chambre de distribution autour d'un axe, lesdits moyens de rotation étant aptes à amener les N-i canaux de sortie restants en position d'obturation par lesdits moyens d'obturation. [0017] Dans une première variante de réalisation, l'invention prévoit que lesdits moyens d'obturation comprennent au moins une bille apte à se déplacer sous l'action de la gravité de manière à obturer N-i canaux de sortie. [0018] Dans une deuxième variante de réalisation, l'invention prévoit que lesdits moyens d'obturation comprennent une plaque à contrepoids disposée dans la chambre de distribution en regard des canaux de sortie de fluide, ladite plaque étant apte à obturer N-i canaux de sortie. [0019] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. • La figure 1 a est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un distributeur de fluide conforme à l'invention dans une première configuration de sélection de canal de sortie. • La figure 1 b est un schéma montrant le distributeur de fluide de la figure 1 a dans différentes positions autour d'une pièce à traiter. • La figure 1c est un schéma du distributeur de fluide de la figure 1 a lors du passage à une deuxième configuration de sélection de canal de sortie. • La figure 1d est un schéma du distributeur de fluide de la figure 1 a dans la deuxième configuration de sélection de canal de sortie de la figure l c. ^ La figure 2a est un schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un distributeur de fluide conforme à l'invention dans une première configuration de sélection de canal de sortie. • La figure 2b est un schéma du distributeur de fluide de la figure 2a dans une deuxième configuration de sélection de canal de sortie. ^ La figure 2c est un schéma du distributeur de fluide de la figure 2a dans une troisième configuration de sélection de canal de sortie. • La figure 3a est un schéma en vue de face d'un troisième mode de réalisation d'un distributeur de fluide conforme à l'invention. • La figure 3b est un schéma en vue de côté du distributeur de fluide de la figure 3a. [0020] Sur la figure 1 a est représenté un distributeur 10 de fluide haute pression destiné par exemple à équiper une machine de lavage et/ou d'ébavurage d'une pièce automobile dans une ligne d'usinage. [0021] Dans ce contexte, le fluide concerné peut être un liquide de nettoyage constitué d'une émulsion d'eau et de lessive ou détergent, ou un gaz, en particulier de l'air comprimé pour soufflage. Mais ce pourrait être également de l'huile hydraulique ou un liquide de coupe d'usinage constitué d'une émulsion d'eau et d'huile. [0022] Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 a, le fluide doit être distribué entre N=2 canaux de sortie, référencés respectivement 111 et 112, à partir d'une chambre 12 de distribution comprenant un compartiment 120 alimenté en fluide par un canal 121 d'entrée. Comme on peut le voir sur la figure 1 a, les canaux 111, 112 de sortie sont des canaux multidirectionnels au sens où les jets de fluide sortant du distributeur 10 par ces canaux sont émis dans des directions différentes. Il est possible de cette manière, en sélectionnant i=l canal de sortie approprié, d'atteindre certaines zones de la pièce à laver et/ou ébavurer, le canal de sortie restant étant obturé jusqu'à ce qu'il soit sélectionné à son tour pour atteindre d'autres zones de la pièce. [0023] Pour ce faire, le distributeur 10 dispose de moyens de sélection d'un canal de sortie de fluide constitués, dans le mode de réalisation de la figure 1 a, par une poignée 13 permettant de faire tourner la chambre 12 de distribution d'un angle de 180° de manière à amener un canal de sortie en position d'être obturé par des moyens d'obturation, ici réalisés par une bille 122 apte à se déplacer dans le compartiment 120 de la chambre 12 de distribution sous l'action de la gravité afin d'obturer l'un ou l'autre des canaux 111, 112 de sortie. [0024] Cette manoeuvre est effectuée lorsque l'alimentation en liquide sous pression est stoppée, comme illustré sur la figure 1c. Le canal 111 de sortie initialement sélectionné, alors que le canal 112 est obturé par la bille 122, devient à son tour obturé par la chute de la bille dans le compartiment 120 de la chambre 12. Le canal 112 nouvellement sélectionné est dégagé et devient opérationnel, comme le montre la figure 1d. [0025] On peut observer que, lorsque que le distributeur 10 est en fonctionnement, la bille 122 est maintenue en position d'obturation du canal de sortie non sélectionné par la pression hydrostatique élevée régnant à l'intérieur du compartiment 120, comme l'indique la flèche F sur les figures 1 a et 1d. Cette caractéristique présente l'avantage de conserver opérationnel le canal de sortie sélectionné, même si le distributeur 10 se trouve dans une position où, normalement, la gravité devrait faire chuter la bille 122 vers un autre canal de sortie. En d'autres termes, et ainsi que le montre la figure 1 b, le canal de sortie sélectionné le reste quelle que soit la position du distributeur 10 dans l'espace autour de la pièce mécanique 1 à traiter. [0026] Les figures 2a à 2c représentent un distributeur 20 de fluide haute pression dont la chambre 22 de distribution comporte trois compartiments 2201, 2202 et 2203 destinés à alimenter N=3 canaux de sortie référencés 211, 212 et 213. Chaque compartiment est alimenté par un canal d'entrée 2211, 2212, 2213, et contient une bille d'obturation de canal, chacune référencée 2221, 2222, 2223. [0027] Le distributeur 20 des figures 2a à 2c est conçu pour sélectionner i=l canal de sortie, les N-i=2 canaux restants étant obturés par la bille correspondante. [oo28] Dans ce but, les compartiments 2201, 2202 et 2203 sont disposés selon trois positions angulairement séparées de 120° les unes des autres, de sorte que, dans chaque position, lorsqu'un des canaux de sortie est dégagé les deux autres sont obturés par la bille correspondante. La sélection du canal de sortie désiré s'effectue par rotations de pas de 120° de la chambre 22 de distribution autour de l'axe A. Sur les figures 2a à 2c, on passe ainsi successivement de la sélection du canal 211 de sortie à celle du canal 213 puis à celle du canal 212. [0029] Les figures 3a et 3b montrent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le distributeur 30 de fluide haute pression comporte une chambre 32 de distribution à un seul compartiment 320 alimenté par un canal 321 d'entrée. Dans l'exemple des figures 3a et 3b, la chambre 32 de distribution comporte N=8 canaux de sortie, référencés 311, 312,..., 31N, répartis autour de l'axe A de rotation de la chambre par pas angulaires de 45°. [0030] La sélection de i=1 canal de sortie s'effectue par rotation de la chambre 32 autour de l'axe A de manière à placer le canal de sortie à sélectionner, ici le canal 311, en face d'une échancrure 324 pratiquée dans une plaque 322 d'obturation disposée dans le compartiment 320 de la chambre 32 en regard des canaux de sortie, la plaque 322 étant configurée pour obturer les N-i=7 canaux de sortie restants 312,..., 31 N. La plaque 322 est bloquée en position d'obturation par placage contre les canaux de sortie sous l'action de la haute pression dans le compartiment 320 de la chambre 32 de distribution. Bien entendu, le changement de canal de sortie sélectionné s'effectue lorsque la haute pression est coupée. [0031] Comme le montre plus spécialement la figure 3b, la plaque 322 d'obturation est lestée par un contrepoids 323 de sorte qu'elle puisse conserver une même position dans l'espace, indépendante de la rotation de la chambre 32 de distribution, et permettre ainsi la sélection de canaux de sortie différents. [0032] La plaque 322 d'obturation montrée sur les figures 3a et 3b est de forme circulaire, mais elle pourrait également être cylindrique, conique ou autre, selon la géométrie donnée à la chambre 32 de distribution. [0033] Notons enfin qu'il est possible d'envisager de sélectionner plus de i=1 canal de sortie en pratiquant dans la plaque une échancrure 324 plus large ou plus d'une échancrure, ceci afin répondre au mieux aux diverses situations pouvant se présenter en fonction de la forme des pièces à traiter, et nécessitant l'utilisation simultanée de plusieurs jets utiles différents. [0034] Un distributeur de fluide selon l'invention est notamment à des machines d'usinage. REVENDICATIONS1. Distributeur de fluide entre une pluralité de canaux de sortie, caractérisé en ce que ledit distributeur (10 ; 20 ; 30) de fluide comprend une chambre (12 ; 22 ; 32) de distribution comportant au moins un canal (121 ; 2211, 2212, 2213; 321) d'entrée de fluide et une pluralité de N canaux (111, 112 ; 211, 212, 213 ; 311,..., 31 N) de sortie de fluide, des moyens (13) de sélection de i canaux de sortie de fluide, et des moyens (122 ; 2221, 2222, 2223 ; 322) d'obturation par gravité des N-i canaux de sortie restants. 2. Distributeur de fluide selon la revendication 1, comprenant des moyens de blocage desdits moyens (122 ; 2221, 2222, 2223 ; 322) d'obturation en position d'obturation. 3. Distributeur de fluide selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens (13) de sélection sont des moyens de rotation de la chambre de distribution autour d'un axe (A), lesdits moyens de rotation étant aptes à amener les N-i canaux de sortie restants en position d'obturation par lesdits moyens (122 ; 2221, 2222, 2223 ; 322) d'obturation. 4. Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens d'obturation comprennent au moins une bille (122 ; 2221, 2222, 2223) apte à se déplacer sous l'action de la gravité de manière à obturer N-i canaux de sortie. 5. Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens d'obturation comprennent une plaque (322) à contrepoids (323) disposée dans la chambre (32) de distribution en regard des canaux de sortie de fluide, ladite plaque (322) étant apte à obturer N-i canaux de sortie. 6. Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel lesdits moyens de blocage des moyens d'obturation sont réalisés par la pressionhydrostatique exercée par le fluide sur les moyens (122 ; 2221, 2222, 2223 ; 322) d'obturation. 7. Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel lesdits canaux (111, 112 ; 211, 212, 213 ; 311,..., 31 N) de sortie de fluide sont des 5 canaux multidirectionnels. 8. Machine d'usinage comportant un distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.