FR2621673A1

FR2621673A1 - Distributeur a tiroir

Info

Publication number: FR2621673A1
Application number: FR8813387A
Authority: FR
Inventors: Kurt Stoll
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1988-10-06
Publication date: 1989-04-14
Anticipated expiration: 2008-10-06
Also published as: US4877058A; DE3734136C2; FR2621673B1; DE3734136A1

Abstract

Il s'agit d'un distributeur à tiroir avec un boîtier de distributeur 1. Dans ou sur ce dernier se trouve une embase 4 que traversent des canaux de fluide sous pression 14 qui débouchent sur une face d'étanchéité plate 15 tournée vers l'intérieur 6 du boîtier. Un tiroir plan translatable 17, qui sert à relier les différents canaux de fluide sous pression 14, s'applique contre la face d'étanchéité 15. Il existe un moyen d'entraînement de tiroir plan 19, qui présente deux faces de commande 22, 22' sollicitables en pression, reliées au tiroir 17 et tournées dans des sens opposés. Elles se trouvent à l'intérieur d'une chambre de commande respective 31, 31', et sont reliées à une partie de paroi 32, 32' solidaire du boîtier par l'intermédiaire d'un tronçon de paroi 34, 34' configuré flexible. Toute modification de volume des chambres de commande 31, 31' est compensée par une déformation ou encore une modification de forme du tronçon de paroi flexible 34, 34'.

Description

Distributeur à tiroir La présente invention concerne un distributeur à

tiroir avec un boîtier de distributeur, avec une embase disposée dans ou sur ce boîtier et munie d'une face d'étanchéité plate tournée vers l'intérieur du boîtier, avec un tiroir plan s'appliquant hermétiquement contre la face d'étanchéité avec possibilité de translation en va-etvient parallèlement à cette dernière, tiroir qui selon sa position de translation relie entre eux et/ou isole les uns des autres des canaux de fluide sous pression de l'embase qui débouchent dans la face d'étanchéité, et avec un moyen d'entraînement de tiroir plan, qui présente deux faces de commande reliées en déplacement conjoint avec le tiroir plan et tournées dans des sens de translation opposés, lesquelles peuvent être sollicitées par du fluide de commande sous pression en vue de l'actionnement du tiroir, et sont chacune configurées sur la surface intérieure d'une chambre de commande respective à volume variable dont la paroi est

disposée au moins partiellement solidaire du boîtier.

Les distributeurs à tiroirs de ce type sont de plus en plus utilisés, car ils se distinguent par leur faible usure et sont considérés comme particulièrement robustes et de grande longévité. Cette longévité importante est due notamment au fait qu'on n'a pas besoin de ce qu'on appelle des "garnitures molles" dans le tiroir mobile: aÀu contraire, le joint d'étanchéité peut être disposé sur l'embase, sous la forme d'un joint plat. L'asservissement du distributeur, c'est-à-dire le système d'entraînement pour le mouvement de translation du tiroir plan, pose toutefois des problèmes. En la matière, le tiroir était jusqu'alors habituellement relié, par l'intermédiaire d'une tige ou similaire s'étendant dans le sens de translation, à deux pistons auxiliaires, qui étaient disposés coulissants dans des alésages du boîtier et dont une face de piston respective formait la face de commande sollicitable en pression. Les bagues d'étanchéité ou joints toriques d'étanchéité nécessaires pour l'étanchéification des piston auxiliaires se sont avérés très sensibles à l'usure, et des courants de fuite apparaissent fréquemment, lesquels nuisent au bon fonctionnement des distributeurs. A cela s'ajoute que la fabrication de ce moyen d'entraînement de tiroir plan est très coûteuse, et en outre que les temps de commutation atteignables avec un tel distributeur sont, du fait des

masses des pistons auxiliaires, relativement importants.

La présente invention a donc pour but de fournir un distributeur à tiroir du type mentionné en introduction qui soit réalisable économiquement grâce à une simplification du moyen d'entraînement, et ce avec une usure réduite et

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en éliminant simultanément tout risque de fuite dans le système d'entraînement. Enfin, les temps de commutation du distributeur doivent être réduits. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la face de commande respective est assemblée à la partie de paroi solidaire du boîtier de la chambre de commande par l'intermédiaire d'au moins un tronçon de paroi configuré flexible, de sorte que la modification du volume de la chambre de commande est compensée par une déformation ou encore une modification de la forme de ce tronçon de paroi. De la sorte, le moyen d'entraînement du tiroir plan est totalement exempt de pistons, ce qui permet de se passer également de l'étanchéification correspondante. De plus, la chambre de commande respective est entourée par une paroi contig e, et la faculté de translation des faces de commande individuelles est en outre assurée par le tronçon de paroi flexible. En pratique, la chambre de commande se trouve à l'intérieur d'un corps creux à paroi mince, dont le volume peut être modifié par gonflement ou, selon le cas, aspiration. De même, du fait de la masse réduite, des temps de commutation plus courts peuvent être obtenus. En outre, il n'y a plus de problèmes d'étanchéité, car à l'exception d'une ouverture de raccordement débouchant dans la chambre de commande pour le fluide sous pression de commande, aucune autre ouverture à étanchéifier n'est présente. Attendu que le moyen d'entraînement selon l'invention n'engendre pas de frottement, on peut également se passer de lubrification, ce qui réduit le coût d'entretien du distributeur selon l'invention. Enfin, la capacité de fonctionnement du distributeur n'est pas remise en cause à la suite d'une longue période de non fonctionnement de ce dernier, car il n'y a pas, ici, à craindre un éventuel "collage" de joints d'étanchéité, comme c'était souvent le cas pour les joints d'étanchéité des pistons auxiliaires utilisés jusqu'alors. Au reste, les parois ou encore corps creux entourant les chambres de commande peuvent être fabriqués économiquement, par exemple par un procédé de moulage par injection. Le moyen d'entraînement de tiroir plan du distributeur à tiroir selon l'invention se distingue enfin par son faible nombre de pièces détachées et par ses

faibles dimensions.

De préférence, la face de commande est entourée totalement sur son bord par le tronçon de paroi flexible, de sorte qu'un déplacement uniforme du

tiroir est garanti.

La flexibilité du tronçon de paroi peut être par exemple obtenue en

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réalisant la paroi de la chambre de commande respective, dans la région du tronçon de paroi flexible, en un matériau possédant l'élasticité du caoutchouc. Mais, et de préférence, le tronçon de paroi flexible peut également être formé par la paroi d'un soufflet, qui sera notamment un soufflet à plis replié une ou plusieurs fois, de sorte que la modification du volume de la chambre de commande sera compensée moins par une extension de la paroi que par une modification de forme dans le cadre de processus de pliage ou selon le cas de dépliage. Cela présente l'avantage d'une sollicitation

plus faible de la paroi de chambre de commande.

Le moyen d'entraînement du distributeur pourra être fabriqué particulièrement économiquement si la chambre de commande se trouve à l'intérieur d'un corps creux séparé disposé dans le boîtier de distributeur. Les corps creux ou encore les soufflets à plis peuvent être fabriqués séparément puis fixés à l'intérieur du boîtier du distributeur, par collage par exemple. Au reste, la paroi de la chambre de commande peut aussi être elle-même

partiellement formée par une partie du boîtier de distributeur.

La face de commande est, de préférence, configurée, au moins partiellement1sur le tronçon de paroi flexible, ou encore le tronçon de paroi

flexible se raccorde à la face de commande.

Afin d'augmenter l'étanchéité dans la région d'application entre le tiroir plan et la face d'étanchéité de l'embase, le tiroir plan est opportunément pressé contre la face d'étanchéité de l'embase en étant sollicité en fluide sous pression. A cet effet, une chambre de tiroir, qui contient le tiroir plan et qui peut être remplie de fluide sous pression, est,de préférencedisposée dans le boîtier de distributeur, entre les parois contenant les deux chambres de commande. Cette forme de construction présente l'avantage supplémentaire que, dans la région de la paire d'éléments d'étanchéité précités, l'usure apparaissant par la suite du frottement est automatiquement compensée car du fait de la présence des tronçons de parois flexibles dans la région des chambres de commande, le tiroir plan est suspendu quasiment de manière "flottante", et le réajustement rendu nécessaire par l'usure n'a pas de

conséquences néfastes sur la fiabilité de fonctionnement du distributeur.

Du fait du mode de construction simple du moyen d'entraînement de tiroir selon l'invention, il est en outre, possible de réaliser le boîtier pour l'essentiel en deux parties, à savoir un fond et un couvercle, le fond étant opportunément formé par l'embase, sur laquelle le couvercle de boîtier est monté de manière amovible, notamment dans le cadre d'un assemblage par enclenchement ou similaire. C'est surtout dans ce cas qu'il est avantageux de réaliser le boîtier de distributeur ainsi que les parois entourant les chambres de commande en un matériau plastique, et dans le cadre d'un procédé de moulage. L'invention va être maintenant décrite plus en détails à l'aide du dessin annexé, dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première forme de réalisation du distributeur à tiroir selon l'invention, dans une représentation simplifiée; Figure 2 est une vue en coupe transversale du distributeur à tiroir, selon la ligne de coupe II-11 de la figure 1; et Figure 3 est une vue en coupe partielle, à une plus petite échelle, du

distributeur à tiroir, selon la ligne de coupe 111-111 de la figure 1.

Le distributeur à tiroir représenté comprend un boîtier de distributeur 1, qui est constitué d'un fond 2 et d'un couvercle 3 recouvrant le fond 2 à la manière d'un capot. Le -fond 2 est configurée en embase 4, il possède une forme rectangulaire en vue de dessus selon la flèche 5, et il présente une partie plus haute 7 s'étendant à l'intérieur 6 du boîtier avec tout autour. un bord 8. Dans le présent exemple de réalisation, le fond et le couvercle du boîtier sont tous deux réalisés en matière plastique, ce qui permet une fabrication économique à l'aide d'une technique de moulage par injection, et ce qui simplifie dans le même temps le montage final. Le couvercle 3 présente ainsi, tout autour de son côté ouvert, une formation 9 avec un renfoncement annulaire 10, dans lequel le fond 2 est tout simplement enclenché ou encore encliqueté par son bord 8. Cela permet de renoncer à

des assemblages vissés coûteux.

Dans la région de la partie plus haute 7, l'embase 4 est traversée par plusieurs canaux de fluide sous pression 14 -trois dans le présent exemple de réalisation-, canaux auquels peuvent être raccordés, de l'extérieur de l'embase, des conduites de fluide sous pression ou similaires, et canaux qui débouchent de l'autre côté, à l'intérieur 6 du boîtier, sur une face d'étanchéité 15 de la partie plus haute 7. La face d'étanchéité 15 est plate et, dans le présent exemple de réalisation, elle est formée par la surface d'un joint d'étanchéité en forme de plaque ou encore de barrette 16, qui est monté dans un renfoncement correspondant prévu sur le côté intérieur de la partie plus haute 7, et y est par exemple fixé par collage. Le joint d'étanchéité 16 présente des ouvertures de passage alignées avec les canaux $ 14. Le joint d'étanchéité 16 est, de préférence, l'unique moyen d'étanchéité pour l'étanchéification vis-à-vis d'un tiroir plan 17, qui s'applique avec jeu de glissement contre la face d'étanchéité, de sorte qu'il est certes déplaçable en va-et-vient dans le plan de la face d'étanchéité 15 ou encore parallèlement à ce plan, mais que les régions de contact entre le tiroir et la face d'étanchéité sont cependant étanchéifiées. Dans le présent exemple de réalisation, le t!roir plan 17 est configuré en forme de cuvette, c'est-à-dire qu'il possède _ ontour extérieur rectangulaire, dont la face tournée vers la face d'étanchéité 15 est ouverte. Le bord 18 du tiroir entourant cette face ouverte forme la partie d'étanchéité et de glissement du tiroir qui est en

contact avec la face d'étanchéité 15.

Le distributeur à tiroir selon l'invention est équipé d'un moyen d'entraînement de tiroir plan 19, au moyen duquel le tiroir plan peut être entraîné en translation en va-et-vient dans le sens linéaire sur la face d'étanchéité 15. Dans le présent exemple de réalisation, le tiroir plan peut être déplacé entre deux positions, à savoir la position 20 représenté en traits pleins et la position 21 représentée en pointillés. A chacune de ces deux positions du tiroir, deux des canaux de fluide sous pression 14 sont mutuellement reliés, par le fait que le tiroir plan 17 recouvre simultanément les deux embouchures de canaux correspondantes et les met ainsi en liaison

par l'intermédiaire de la chambre de tiroir incluse 25.

Le canal de fluide de pression médian 14 peut être, par exemple, relié à une source de fluide sous pression P1, tandis que les deux autres canaux 14 sont, par exemple, respectivement reliés à un utilisateur A1, A2. Selon l'application prévue, la commutation des canaux de fluide sous pression 14 peut aussi être différente; il peut notamment y avoir plus de canaux de fluide sous pression que le nombre représenté et, par une disposition correspondante dans l'embase 14, des combinaisons quelconques de canaux peuvent être mutuellement reliées aux différentes positions du tiroir. C'est pourquoi, selon une forme de réalisation avantageuse, il est prévu que ceux des canaux qui, chaque fois, ne sont pas reliés, sont recouverts de manière étanche vers:.é rieur 6 du boîtier par une conformation correspondante du tiroir. On notera que l'embase 4 peut aussi être réalisée sous la forme d'une pièce séparée du fond, en étant par exemple collée ou vissée sur le côté

intérieur d'une face de fond.

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On va maintenant décrire plus en détails le moyen d'entraînement de

tiroir plan 19.

Le tiroir plan 17 est relié à deux faces de commande 22, 22', qui sont, chacune, tournées dans la direction de translation 23, mais sur des côtés opposés. Leur sollicitation en pression engendre, en presence d'une différence de pression, une translation du tiroir plan 17 dans un sens ou dans l'autre, les faces de commande se déplaçant sensiblement conjointement avec le tiroir plan 17. Dans le présent exemple de réalisation, le moyen de liaison correspondant consiste en une barre ou encore une tige 24, qui s'étend dans la direction de translation 23 et porte, à ses deux extrémités axiales, dans la région voisine du bord 8 du fond, les faces de commande 22, 22'. Dans la région de son milieu longitudinal, la tige 24, qui dans le présent exemple de réalisation présente une section rectangulaire, repose sur la surface 29 du tiroir qui est opposée à l'ouverture du tiroir, et elle traversée par un goujon 30 monté sur le tiroir et à l'aide duquel le tiroir plan 17 est fixé sans possibilité de translation relative à la tige 24. D'autres modes de fixation

sont également possibles ici.

En vue de l'entraînement du tiroir plan 17, une chambre de commande respective 31, 31' est associée à chacune des deux faces de commande 22, 22', la face de commande formant un tronçon de la surface intérieure de la chambre de commande respective, et la chambre de commande 31, 31' présentant, en outre, un tronçon 32, 32' solidaire du boîtier, auquel le tronçon de paroi 33, 33' formant les faces de commande 22, 22' est relié par l'intermédiaire d'un tronçon de paroi 34, 34' configuré flexible. Dans les chambres de commande 31, 31' débouche un orifice de raccordement respectif 35, par lequel les chambres peuvent être sollicitées en différentes pressions de commande Psi, PS2' Du fait de la présence des tronçons de parois flexibles 34, 34', le volume des chambres de commande 31, 31'est variable, une augmentation de volume ou encore de pression d'une chambre de commande par rapport à l'autre déclenchant une translation des faces de commande en direction de la

chambre de commande de volume plus faible.

Dans l'exemple de réalisation représenté, la chambre de commande respective 31, 31' se trouve à l'intérieur d'un corps creux séparé disposé dans le boîtier de distributeur, et dont le tronçon de paroi 22, 22' solidaire du boîtier est monté, en s'étendant parallèlement à la face de commande, sur le côté intérieur du couvercle 3 du boîtier, dans le prolongement axial de la tige 24, par exemple par collage. Les ouvertures de raccordement 35 traversent ce tronçon de paroi et débouchent ainsi dans la chambre de commande. Ce mode de réalisation peut être fabriqué et monté d'une manière particulièrement simple. Mais il est par ailleurs également possible de configurer le corps creux de telle sorte que la paroi soit elle-même partiellement formée par une partie du boîtier de distributeur (cela n'est pas représenté). Comme le montrent les figures 1 et 2, la face de commande 22, 22' est, dans la région de son bord, entourée entièrement par le tronçon de paroi flexible 34, 34'; à cela s'ajoute que la partie de surface 37, tournée dans le sens axial, du tronçon de paroi flexible 34, 34' constitue opportunément

simultanément une partie de la face de commande.

Dans le présent exemple de réalisation, la flexibilité des tronçons de parois 34, 34' précités est selon l'invention obtenue par le fait que le tronçon de paroi flexible est configuré sous la forme d'une paroi de soufflet et notamment sous la forme de la paroi d'un soufflet à plis. Selon la figure 1, il est prévu un seul pliage 37, de sorte que la face de commande 22, 22' peut se rabattre d'une position à l'autre (20, 21) lors d'une modification de la différence de pression. Un point de pression donné est alors dépassé, de sorte qu'une stabilisation automatique a lieu aux différentes positions des faces de commande. Dans un exemple de réalisation non représenté, il est prévu de configurer le corps creux 36 sous la forme d'un soufflet ou encore soufflet à plis habituel, plusieurs pliages se trouvant alors sur le côté périphérique -vu

dans le sens de translation 23- du corps creux 36.

Il peut,en outre,être prévu de ne pas obtenir la modification du volume des chambres de commande 31, 31' uniquement par une modification de la forme extérieure de la paroi de la chambre de commande, mais d'obtenir la flexibilité voulue par le fait que la paroi soit, dans la région du tronçon de paroi flexible, réalisée en un matériau présentant l'élasticité du caoutchouc,

et donc extensible.

Un avantage supplémentaire du distributeur à tiroir selon l'invention est obtenu par le fait que, selon la figure 1, l'intérieur 6 du boîtier peut, par l'intermédiaire d'une ouverture 38 pratiquée dans le couvercle du boîtier ou en un autre endroit du boîtier, être relié à une source de fluide sous pression P2' Il règne ainsi à l'intérieur du boîtier une surpression qui presse le tiroir plan 17 contre la face d'étanchéité 15, dans le sens de la flèche 5. La

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fiabilité de l'étanchéification entre le tiroir plan et la face d'étanchéité est ainsi accrue et, dans le même temps, 'usure apparaissant dans la région des faces d'étanchéité est compensée par un réajustement automatique. Cet effet est encore favorisé par le montage élastique du tiroir à l'intérieur du boîtier, obtenu par l'intermédiaire des tronçons de parois flexibles 34, 34'. Le distributeur à tiroir selon l'invention présente notamment,l'avantage que l'entraînement du tiroir plan 17 s'effectue sans frottement, de sorte qu'aucune lubrification n'est nécessaire. De même, on peut se passer tant de joints d'étanchéité séparés que de l'usinage précis qui était nécessaire pour les pistons auxiliaires jusqu'alors habituels. En effet, d'une manière avantageuse, la seule ouverture prévue est l'ouverture de raccordement respective 35 pour le fluide sous pression de commande. En outre, le corps creux 36 peut être réalisé économiquement par une fabrication sans enlèvement de matière, par exemple par moulage par injection d'un matériau plastique élastomère et, comme sur chaque côté de commande, une seule pièce détachée est pour l'essentiel nécessaire, à savoir ce corps lui-même,

l'agencement selon l'invention constitue une construction très compacte.

Comme on n'a plus besoin de pistons pour le déplacement du tiroir plan 17, la masse à déplacer et,par suite,le moment d'inertie sont fortement réduits, de sorte que des temps de commutation rapides ont pu être obtenus, qui dépendent uniquement de la rapidité du remplissage des chambres de commande. Cela étant, la commutation est très précise, car il ne se produit pas de fuites de fluide sous pression dans la région du moyen d'entraînement

de tiroir plan 19.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Distributeur à tiroir avec un boîtier de distributeur, avec une embase disposée dans ou sur ce boîtier et munie d'une face d'étanchéité plate tournée vers l'intérieur du boîtier, avec un tiroir plan s'appliquant hermétiquement contre la face d'étanchéité avec possibilité de translation en va-et-vient, parallèlement à cette dernière, tiroir qui selon sa position de translation relie entre eux et/ou isole les uns des autres des canaux de fluide sous pression de l'embase qui débouchent dans la face d'étanchéité, et avec un moyen d'entraînement de tiroir plan, qui présente deux faces de commande reliées en déplacement conjoint avec le tiroir plan et tournées dans des sens de translation opposés, lesquelles peuvent être sollicitées par du fluide de commande sous pression en vue de l'actionnement du tiroir, et sont chacune configurées sur la surface intérieure d'une chambre de commande respective à volume variable dont la paroi est prévue au moins partiellement solidaire du boîtier, caractérisé en ce que la face de commande respective (22, 22') est assemblée à la partie de paroi (32, 32') solidaire du boîtier de la chambre de commande (31, 31') par l'intermédiaire d'au moins un tronçon de paroi (34, 34') configuré flexible, de sorte que la modification du volume de la chambre de commande (31, 31') est compensée par une déformation ou

encore une modification de la forme de ce tronçon de paroi (34, 34').

2. Distributeur à tiroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face de commande (22, 22') est entourée totalement sur son bord par le

tronçon de paroi flexible (34, 34').

3. Distributeur à tiroir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi de la chambre de commande respective (31, 31') est réalisée, dans la région du tronçon de paroi flexible (34, 34'), en un matériau possédant

l'élasticité du caoutchouc.

4. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications I à 3,

caractérisé en ce que le tronçon de paroi flexible (34, 34') est une paroi de

soufflet.

5. Distributeur à tiroir selon la revendication 4, caractérisé en ce que la

paroi de soufflet est repliée, et est une paroi de soufflet à plis.

6. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que la chambre de commande (31, 31') se trouve à l'intérieur d'un corps creux séparé (36) disposé dans le boîtier de distributeur (1). 7. Distributeur à tiroir selon la revendication 6, caractérisé en ce que le

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7. Distributeur à tiroir selon la revendication 6, caractérisé en ce que le

corps séparé est un soufflet, notamment un soufflet à plis.

8. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications I à 5,

caractérisé en ce que la paroi de la chambre de commande (31, 31') est formée partiellement par une partie du boîtier de distributeur (1).

9. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications I à 8,

caractérisé en ce que la face de commande (22, 22') est configurée au moins

partiellement sur le tronçon de paroi flexible (34, 34').

10. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications I à 9,

caractérisé en ce que le tiroir plan (17) est, en étant sollicité en fluide sous

pression, pressé contre la face d'étanchéité (15) de l'embase (4).

11. Distributeur à tiroir selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une chambre de tiroir (6), qui contient le tiroir plan (17) et qui peut être remplie de fluide sous pression (P2), est disposée dans le boîtier de distributeur (1) entre les corps (36) ou encore parois contenant les deux

chambres de commande (31, 31').

12. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications 1 à

Il, caractérisé en ce que le boîtier (1) est constitué d'un fond (2) et d'un couvercle (3), le fond (2) étant formé par l'embase (4) sur laquelle le couvercle de boîtier (3) est monté de manière amovible, en y étant

notamment, enclipsé ou encore fixé par une technique d'enclenchement.

13. Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications 1 à

12, caractérisé en ce que le boîtier de distributeur (1) est réalisé en un

matériau plastique.