FR3026321A1 - Distributeur de fluide modulaire, comprenant cinq orifices et deux tiroirs - Google Patents

Abstract

Distributeur de fluide comprenant cinq orifices extérieurs (42, 44a, 44b, 46a, 46b) et deux tiroirs coulissants (10), caractérisé en ce que chaque tiroir (10) relié à trois conduits internes (4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b) comporte trois positions, comprenant la fermeture de ces trois conduits, et l'alimentation à partir du conduit central (4a, 4b) de l'un ou de l'autre des conduits latéraux (6a, 6b, 8a, 8b), les orifices extérieurs comprenant un orifice central (42) relié de manière commune à un conduit latéral de chaque tiroir (8a, 8b), et les quatre autres orifices (44a, 44b, 46a, 46b) reliés chacun de manière indépendante à l'autre conduit latéral (6a, 6b), ou au conduit central (4a, 4b) des deux tiroirs.

Description

La présente invention concerne un distributeur de fluide sous pression réalisant de manière standard plusieurs fonctions, ainsi qu'un procédé de contrôle de ce distributeur. Il est connu de réaliser des électrovannes de distribution de fluide comportant un tiroir coulissant axialement sous l'effet d'un actionneur par électromagnétique, afin d'établir différentes connexions entre des orifices extérieurs, réalisant des distributions particulières entre ces orifices. L'électrovanne présente des positions privilégiées du tiroir, réalisant différentes communications permettant d'alimenter par exemple un vérin 10 hydraulique à double effet dans un sens ou dans l'autre. En particulier on peut distribuer un fluide hydraulique ou pneumatique. Les nombres d'orifices et de positions privilégiées peuvent être variés, les états du tiroir donnant ces positions privilégiées peuvent être stables en l'absence d'effort maintenu par l'actionneur, ou instable en nécessitant un effort 15 de maintien de cet actionneur alimenté par une énergie. Des normes définissent certains types de distributeurs couramment utilisés, comprenant notamment les types suivants. Les distributeurs comportant deux orifices et deux positions, appelés distributeur 2/2, donnent une ouverture ou une fermeture du passage entre ces 20 deux orifices. Les distributeurs comportant trois orifices et deux positions, appelés distributeur 3/2, donnent la possibilité d'alimenter deux orifices latéraux à partir d'un orifice central, ou de mettre l'orifice central sous pression en le mettant en communication avec un orifice latéral d'alimentation en pression, ou en 25 dépressurisant l'orifice central en le mettant en communication avec l'autre orifice latéral de dépressurisation ou d'échappement. En variante on a des distributeurs trois orifices et trois positions, appelés distributeur 3/3, qui comportent en plus une position intermédiaire fermant l'alimentation des deux orifices latéraux. 30 On a aussi les distributeurs comportant quatre orifices et deux positions, appelés distributeur 4/2, des distributeurs cinq orifices et deux positions, appelés distributeur 5/2, ou trois positions, appelés distributeur 5/3.

En complément ces différents types de distributeurs peuvent comporter certaines positions stables et d'autres instables. Les positions stables peuvent donner en particulier une mise en communication à la pression d'admission, ou à l'échappement.

En complément ces distributeurs peuvent comporter des vannes proportionnelles donnant une ouverture partielle d'un passage, en ajustant avec précision la position du tiroir entre deux positions privilégiées, qui permettent de contrôler le débit de fluide. On obtient ainsi un nombre important de produits que les fabricants 10 doivent proposer dans leurs catalogues, et que les négociants ou les utilisateurs doivent posséder en stock, afin de répondre à des besoins variés. Les différentes fabrications ainsi que les stockages d'une grande quantité de références entraînent des coûts importants. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de 15 la technique antérieure. Elle propose à cet effet un distributeur de fluide comprenant cinq orifices extérieurs, et deux tiroirs coulissants pour réaliser différentes communications entre ces orifices, remarquable en ce que chaque tiroir relié à trois conduits internes comporte trois positions, comprenant la fermeture de ces trois 20 conduits, et l'alimentation à partir du conduit central de l'un ou de l'autre des conduits latéraux, les orifices extérieurs comprenant un orifice central relié de manière commune à un conduit latéral de chaque tiroir, et les quatre autres orifices reliés chacun de manière indépendante à l'autre conduit latéral, ou au conduit central des deux tiroirs. 25 Un avantage de ce distributeur de fluide est que de manière simple et avec un minimum de composants, on obtient un système standard permettant de réaliser un grand nombre de types usuels de distributeur comprenant deux, trois ou cinq orifices extérieurs. On peut ainsi produire et stocker un seul type de distributeur, qui répond à des besoins variés. 30 Le distributeur de fluide selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, le distributeur comporte deux électrovannes similaires mettant en oeuvre les deux tiroirs coulissants. On facilite la fabrication avec deux électrovannes similaires. Avantageusement, le distributeur comporte un corps principal présentant 5 deux faces latérales opposées recevant les deux électrovannes. On réalise ainsi un montage symétrique. En particulier, le distributeur peut comporter une face centrale disposée entre les faces latérales, comprenant les orifices extérieurs. Avantageusement, le distributeur comporte un afficheur. On peut voir 10 directement dessus l'état du distributeur. Avantageusement, le distributeur comporte une carte électronique reliée à des capteurs, qui pilote des électrovannes de commande des tiroirs. On peut ainsi inclure la commande des électrovannes dans le distributeur. Avantageusement, les tiroirs sont actionnés par des moteurs piézo- 15 électriques. Selon un mode de réalisation, les moteurs piézo-électriques sont disposés à l'intérieur d'un perçage axial des tiroirs. Les électrovannes peuvent être axialement courtes. Selon un autre mode de réalisation, les moteurs piézo-électriques sont 20 disposés autour d'une partie cylindrique des tiroirs. Les électrovannes peuvent présenter un diamètre réduit. L'invention a aussi pour objet un procédé de contrôle d'un distributeur selon comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui commande le déplacement des tiroirs de manière à obtenir des positions 25 intermédiaires entre les trois positions prédéfinies. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un distributeur selon l'invention, 30 équipé de deux électrovannes piézo-électriques à moteur interne ; - la figure 2 est une vue éclatée de ce distributeur ; - la figure 3 est un tableau présentant différents équivalents réalisés avec ce distributeur ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un distributeur suivant une variante, équipé de deux électrovannes piézo-électriques à moteur externe ; et - la figure 5 est une vue éclatée de ce distributeur. Les figures 1 et 2 présentent un distributeur de fluide comportant deux électrovannes piézo-électriques 50a, 50b à moteur interne, disposées de chaque côté d'un corps principal 40. Chaque électrovanne à moteur interne 50 comporte un corps 2 10 globalement circulaire disposé suivant un axe principal, présentant un alésage recevant de manière ajustée avec une étanchéité, un tiroir 10 qui peut coulisser axialement entre deux positions d'extrémité. Le tiroir 10 comporte sur son contour extérieur une gorge annulaire 12 qui pour une position axiale médiane de ce tiroir, se trouve en face d'un conduit 15 central 4a, 4b du corps 2, et n'atteint pas deux conduits latéraux 6a, 6b, 8a, 8b qui sont un peu décalés de chaque côté. Le tiroir 10 comporte un perçage axial le traversant, recevant un barillet fixe 14 raccordé au-dessus à des pattes de fixation 16, qui présentent chacune un perçage destiné à fixer l'électrovanne sur un support extérieur 56. 20 La face supérieure des pattes 16 forme un plan d'appui recevant une carte électronique 18 comprenant des moyens de connexion 22, qui est fixée par des vis 20 sur le barillet fixe 14. La carte électronique 18 est reliée par des liaisons électriques à trois moteurs comportant chacun une plaque rectangulaire disposée radialement 24, 25 qui sont également réparties autour de l'axe suivant un angle de 120°. Chaque plaque 24 formée par un matériau piézo-électrique, comme un cristal ou une céramique, est recouverte sur ses deux faces principales par une couche métallique constituant une électrode d'alimentation électrique de ce matériau. Chaque plaque rectangulaire 24 comporte un grand côté disposé près de 30 l'axe de l'électrovanne, qui est pressé radialement vers l'extérieur par un ressort 26, afin d'appliquer un bossage central 28 de son grand côté extérieur opposé en appui sur le perçage interne du tiroir 10.

On notera que l'actionneur est axialement entièrement intégré dans le tiroir 10, ce qui donne une longueur réduite à l'électrovanne. Chaque moteur peut fonctionner en particulier comme présenté par le document WO-A1-2014008394, avec une excitation de la plaque 24 par un courant alternatif suivant une fréquence ajustée sur le premier ordre de résonance vibratoire de cette plaque afin d'obtenir sa vibration, et par friction un entraînement en translation du tiroir 10. On dispose notamment d'une possibilité de commande du déplacement du tiroir 10 dans les deux sens, avec une dynamique élevée. De plus on a une possibilité d'ajustage précis de toutes les positions intermédiaires entre les positions privilégiées, donnant un réglage précis du débit sans utiliser de composant extérieur additionnel comme un limiteur de débit. En option suivant la force axiale que l'on veut obtenir sur le tiroir 10, et la dynamique recherchée, on peut disposer dans le barillet fixe 14 un ou deux ou 15 trois plaques 24 formant chacune un moteur, afin d'additionner les différents efforts suivant les besoins. Le corps principal 40 comporte une face inférieure présentant cinq orifices extérieurs 42, 44a, 44b, 46a, 46b, et deux faces latérales opposées recevant avec une étanchéité chacune un support 56 d'électrovanne à moteur interne 20 50a, 50b, serré par quatre vis 64. L'orifice central 42 est relié de manière commune au conduit supérieur 8a, 8b de chaque électrovanne 50a, 50b, deux premiers orifices latéraux 44a, 44b sont reliés chacun de manière indépendante au conduit central 4a, 4b de chaque électrovanne, et deux deuxièmes orifices latéraux 46a, 46b sont reliés 25 chacun de manière indépendante aux conduits inférieurs 6a, 6b de chaque électrovanne. Un capot supérieur 54 recouvrant l'ensemble, comporte un perçage latéral permettant le passage d'un connecteur électrique vers l'extérieur 52, et une fenêtre centrale permettant la vision sur un afficheur 62 fixé sur la carte 30 électronique 18. Une carte électronique secondaire 58 disposée en dessous de la carte électronique principale 18, est reliée à des capteurs 60 donnant des informations sur l'état du distributeur, se trouvant au-dessus du corps principal 40. La figure 3 présente différentes possibilités de fonctionnement du distributeur, dans un tableau comportant une première colonne 80 indiquant le 5 type de distributeur équivalent, présentant successivement deux distributeurs 2/2, deux distributeurs 3/2, et quatre distributeurs 5/2 ou 5/3. La deuxième colonne POS1 indique la première position latérale du distributeur équivalent, la troisième colonne POSC la position centrale de ce distributeur, et la quatrième colonne POS2 la deuxième position latérale de ce 10 distributeur. Les cinq premiers distributeurs équivalents comportant seulement deux positions latérales et pas de position centrale, présentent une absence de résultat dans la troisième colonne POSC. Dans chaque colonne de position du distributeur équivalent POS1, POSC, 15 POS2, une première partie 50a indique l'état de la première électrovanne, et la deuxième partie 50b indique l'état de la deuxième électrovanne. Dans chaque case le signe « O » indique l'activation des états suivants : premier état El la mise en communication du conduit central 4 et du premier conduit latéral 6; 20 deuxième état E2 la fermeture des trois conduits 4, 6, 8 ; et troisième état E3 la mise en communication du conduit central 4 et du deuxième conduit latéral 8. On obtient un premier distributeur équivalent 2/2 NO normalement ouvert, présentant pour la première position latérale POS1 le troisième état E3 des 25 deux électrovannes 50a, 50b qui est activé et stable, donnant une communication entre l'orifice central 42 et les deux premiers orifices latéraux 44a, 44b, et pour la deuxième position latérale POS2 le deuxième état E2 qui est activé et instable, donnant une fermeture de tous les orifices extérieurs. Un deuxième distributeur équivalent 2/2 NF normalement fermé, présente 30 pour la première position latérale POS1 le deuxième état E2 des deux électrovannes 50a, 50b qui est activé et stable, et pour la deuxième position latérale POS2 le troisième état E3 qui est activé et instable.

Un troisième distributeur équivalent 3/2 NO normalement ouvert, présente pour la première position latérale POS1 le troisième état E3 des deux électrovannes 50a, 50b qui est activé, et pour la deuxième position latérale POS2 le premier état El qui est activé.

Un quatrième distributeur équivalent 3/2 NF normalement fermé est similaire au troisième distributeur, avec une inversion des activations entre ces deux états El, E3. Un cinquième distributeur équivalent 5/2 présente pour la première position latérale POS1 le premier état El de la première électrovanne 50a et le troisième état E3 de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés, et pour la deuxième position latérale POS2 une inversion des activations entre ces deux états E1, E3. Un sixième distributeur équivalent 5/3 CF à centre fermé présente pour la première position latérale POS1 le premier état El de la première électrovanne 50a et le troisième état E3 de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés, pour la position centrale POSC les deuxièmes états E2 des deux électrovannes qui sont activés, et pour la deuxième position latérale POS2 le troisième état E3 de la première électrovanne 50a et le premier état El de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés.

Un septième distributeur équivalent 5/3 COP à centre ouvert à la pression présente pour la première position latérale POS1 le premier état El de la première électrovanne 50a et le troisième état E3 de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés, pour la position centrale POSC les troisièmes états E3 des deux électrovannes qui sont activés, et pour la deuxième position latérale POS2 le troisième état E3 de la première électrovanne 50a et le premier état El de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés. Un huitième distributeur équivalent 5/3 COE à centre ouvert à l'échappement présente pour la première position latérale POS1 le premier état El de la première électrovanne 50a et le troisième état E3 de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés, pour la position centrale POSC les premiers états El des deux électrovannes qui sont activés, et pour la deuxième position latérale POS2 le troisième état E3 de la première électrovanne 50a et le premier état El de la deuxième électrovanne 50b qui sont activés. On peut en variante avec le distributeur suivant l'invention, réaliser d'autres types de distributeurs équivalents, qui peuvent être standardisés ou pas. De manière avantageuse, les moteurs piézo-électriques apportent une forte réactivité des commutations, ainsi que la possibilité de régler des positions intermédiaires des tiroirs 10 entre l'ouverture et la fermeture complète, donnant un ajustage précis du débit des fluides.

Les figures 4 et 5 présentent une électrovanne à moteur extérieur, comportant un corps 2 allongé axialement comprenant ses trois orifices 4, 6, 8, recevant le tiroir 10 ne présentant pas de perçage axial, qui se prolonge vers le haut par une partie cylindrique 32 de section hexagonale. Une couronne fixe 30 entourant la partie cylindrique 32 du tiroir 10, comporte des logements recevant les trois plaques 24 disposées radialement avec une répartition égale. Ces moteurs fonctionnent de la même manière, en entraînant le tiroir 10 qui est serré radialement vers l'intérieur par sa partie cylindrique 32. La couronne fixe 30 comporte sur le dessus une face supérieure formant un plan d'appui recevant la plaque du circuit imprimé 18, qui est fixée par les vis 20. Un afficheur 62 est disposé sur une fenêtre inclinée du capot 54. On notera qu'avec les électrovannes à moteur extérieur autour du tiroir, comportant une longueur axiale plus importante que l'électrovanne à moteur intérieur et un diamètre réduit, le distributeur présente de la même manière une hauteur plus importante et une largeur réduite. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons possibles.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Distributeur de fluide comprenant cinq orifices extérieurs (42, 44a, 44b, 46a, 46b), et deux tiroirs coulissants (10) pour réaliser différentes communications entre ces orifices, caractérisé en ce que chaque tiroir (10) relié à trois conduits internes (4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b) comporte trois positions, comprenant la fermeture de ces trois conduits, et l'alimentation à partir du conduit central (4a, 4b) de l'un ou de l'autre des conduits latéraux (6a, 6b, 8a, 8b), les orifices extérieurs comprenant un orifice central (42) relié de manière commune à un conduit latéral de chaque tiroir (8a, 8b), et les quatre autres orifices (44a, 44b, 46a, 46b) reliés chacun de manière indépendante à l'autre conduit latéral (6a, 6b), ou au conduit central (4a, 4b) des deux tiroirs.
2. 2 - Distributeur de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrovannes similaires (50a, 50b) mettant en oeuvre les deux tiroirs coulissants (10).
3. 3 - Distributeur de fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal (40) présentant deux faces latérales opposées recevant les deux électrovannes (50a, 50b).
4. 4 - Distributeur de fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il 20 comporte une face centrale disposée entre les faces latérales, comprenant les orifices extérieurs (42, 44a, 44b, 46a, 46b).
5. 5 - Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un afficheur (62).
6. 6 - Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une carte électronique (58) reliée à des capteurs (60), qui pilote des électrovannes de commande des tiroirs (10).
7. 7 - Distributeur de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tiroirs (10) sont actionnés par des moteurs piézo-électriques. 30
8. 8 - Distributeur de fluide selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moteurs piézo-électriques sont disposés à l'intérieur d'un perçage axial des tiroirs (10).
9. 9 - Distributeur de fluide selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moteurs piézo-électriques sont disposés autour d'une partie cylindrique (32) des tiroirs (10).
10. 10 - Procédé de contrôle d'un distributeur selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il commande le déplacement des tiroirs (10) de manière à obtenir des positions intermédiaires entre les trois positions prédéfinies.