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"Commande et circuit de commande pour moteurs à fluide.
La présente invention se rapporte à un circuit de commande de moteurs à fluide et à la commande de tels moteurs.
Pour faire fonctionner une série de moteurs, dont un exemple est donné par la commande simultanée de deux mo- teurs à fluide disposés perpendiculairement, entraînant les composants d'une machine-outil le long d'axas respectifs, il est souvent avantageux d'effectuer la commande du moteur de la machine-outil à l'aide d'une commande automatique afin de disposer de moyens servant à mettre en position
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préalablement ou de charioter rapidement des éléments de la machine-outil. Il est commode de pouvoir effectuer cette opération en ne manipulent qu'une seule poignée.
On aproposé jusqu'à présent des dispositifs dans ce but, dont certains comportent un certain nombre de poi- gnées. Cependant, en général, ils sont compliqués à faire fonctionner et à construire.
En conséquence la présente invention a pour but de fournir une soupape de commande ne comportant qu'une seule poignée et un circuit de fluide associé qui peut être constitué par de simples soupapes à champignon et des com- posants peu coûteux et, qui d'une façon inhérente sont d'un fonctionnement sûr et d'une fabrication peu coûteuse.
Une commande selon la présente invention comprend une plaque pivotante montée sur un joint universel capable de manoeuvrer des soupapes par paires pour laisser passer un fluide sous pression vers les moteurs respectifs comman- dés par les soupapes.
Selon une disposition préférée mais facultative de la présente invention, on utilise deux paires de soupapes pour chaque direction du mouvement le long d'axes respectifs, une soupape de chaque paire étant utilisée pour laisser pas- ser le fluide sous pression et l'autre pour laisser passer le fluide évacué, ces paires de soupapes étant actionnées en déplaçant la plaque pivotante,
D'autres avantages et caractéristiques de la pré- sente invention apparaîtront au cours de la description dé- taillée qui va suivre faite en regard du dessin annexé qui donne à titre explicatif, mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention.
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Sur ce dessin,
La figure 1 représente schématiquement le circuit de fluide de la présente invention ;
La figure 2 est une coupe transversale partielle du mode de réalisation actuellement préféré d'une commande selon la présente invention ;
La figure 3 est une coupe transversale d'un com- posant de soupape de la présente invention ;
La figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 2 ; et
La figure 5 est une coupe transversale partielle d'un moyen facultatif servant à actionner la commande.
La figure 1 représente un système perfectionné de circuit de fluide.destiné à être utilisé avec la soupape de la présente invention, I comprend une rangée de huit soupapes de 1 à 8 inclusivement, du type à champignon, qu'on voit en particulier sur la figure 3. Chacune de ces soupapes s'ajuste à l'intérieur d'un alésage respectif 10 formé dans un corps de commande 11. Seule la soupape 1 est représentée en détail, les autres soupapes leur étant iden- tiques.
Sur la soupape 1, un champignon 12 présente une' extrémité 13 destinée à venir en contact avec le moyen de commande 14 qui sera décrit plus complètement ci-après. Il comprend deux cordons d'étanchéité 15, 16 à ses extrémités opposées et un obturateur de soupape 17 au milieu. L'alésage comporte un siège de soupape 18 destiné à venir en contact avec l'obturateur. Un ressort 19 charge le champignon de sorte que l'obturateur tend à venir en contact avec le siège et à couper la communication du fluide entre les chambres
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agrandies 20, 21.
En plus de leurs dispositions d'obturation, les soupapes à champignon .1-8 comportent une disposition facul- tative qui permet de doser le débit à travers les soupapes.
Le taux de débit peut être en gros proportionnel à l'angle dont on incline une poignée qui sera décrite plus loin* Dans ce but, le champignon comporte un épaulement conique 21a qui s'écarte de peu de la paroi de l'alésage 21b. La partie de plus grand diamètre de 1'épaulement est prévue pour être amenée en dessous du siège 18 de sorte que le jeu entre le siège et l'épaulement augmente à mesure que le champignon est poussé vers le bas, De plus, une encoche 21c, ou une série d'encoches peuvent être utilisées pour contourner la partie de plus grand diamètre et augmenter le taux de débit pour de faibles déplacements du champignon depuis la posi- tion d'obturation. ' @
Les soupapes à champignon sont équilibrées en pression, les diamètres des alésages 21b, 21d, 21e et du siège 18 étant égaux.
L'obturateur 17 réalise une ferme lorsqu'il est appuyé sur le siège 18, et l'épaulement 21a assure une fonction de dosage, de sorte que les champi- gnons fournissent un moyen pour régler étroitement le débit de fluide en fonction de la position de la poignée,
Dans la position qui est représentée sur la figure : 3, le courant de fluide est coupé entre les deux conduits.
Lorsqu'on appuie sur le champignon, le fluide les,traverse 'le taux de débit étant déterminé par la pression du fluide et par le déplacement axial du champignon. Normalement les soupapes sont toutes fermées et elles sont ouvertes à l'aide de forces de commande.
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Les soupapes sont représentées schématiquement sur la figure 1 sous la forme de cercles, dont un prem. ' coté constitue l'orifice d'entrée et dont l'autre coté cons- titue l'orifice de sortie. Celui des orifices qui est l'en- trée dans ce type de soupape n'a pas d'importance du fait qu'elles sont équilibrées en pression, Cependant d'habitude il est préférable que l'orifice d'entrée soit sur le coté supérieur de la soupape, comme on le voit sur la figure 3.
Les soupapes sont reliées les unes aux autres en série. Un conduit de pression 24 est relié aux orifices d'entrée 25, 26, 2?, 28 des soupapes 2, 3,6 et 7, Un col- lecteur d'évacuation 29 est relié aux orifices d'évacuation 30,, 31 32 et 33 des soupapes 1, 4, 5 et 8.
Une canalisation 34 d'alimentation des moteurs est reliée à l'orifice d'entrée 35 de la soupape 1 et à l'orifice de sortie 36 de la soupape 2. Une canalisation d'alimentation de moteur 37 est reliée à l'orifice d'entrée
38 de la soupape 4 et à l'orifice de sortie 39 de la soupape
3. Une canalisation d'alimentation de moteur 40 est reliée à l'orifice d'outrée 41 de la soupape 5 et à l'orifice de sortie 42 de la soupape 6. une canalisation d'alimentation de moteur 43 est reliée à l'orifice d'entrée 44 de la sou- pape 8 et à l'orifice de sortie 45 de la soupape 7.
Les moteurs 46 et 47 sont représentés schématique- ment sous la forme de combinaisons de cylindres et de pis- tons munis d'orifices d'alimentation de moteur 48, 49, 50,
51 respectivement, sur les côtés opposés des pistons qui se trouvent à l'intérieur des cylindres. Ces éléments représen- tent schématiquement des moteurs qui conviennent pour entrai ner des composants de machine-outil le long d'axes respectif:
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- ' Ces moteurs pourraient être à volonté rotatifs au lieu d'être du type axiale Les canalisations d'alimentation 34, 37, 40 et 43 des moteurs sont reliées respectivement aux orifices d'alimentation 48, 49, 50 et 51 des moteurs, de sorte que chaque moteur est relié aux éléments d'une paire ,de canalisations d'alimentation de moteur.
Les soupapes à champignon 1-8 sont manoeuvrées par la commande représentée sur la figure 2. Cette commande, qui se trouve à l'intérieur d'un corps 11, comporte un alvéo- le 55 à l'intérieur duquel est placé un ressort 56. Une bille-pivot 57 repose sur le sommet du ressort et elle @st poussée vers le haut par celui-ci afin de supporter une plaque pivotante 59. La plaque pivotante a essentiellement la forme d'un champignon, elle comporte un épaulement en surplomb 60 et une surface de support supérieure 61 qui est constituée par un fragment de sphère. Un alvéole 62 est for- mé par un couvercle 63 qui est fixé sur le corps. Le centre de la bille et celui de la surface de support coïncident.
Une poignée 64 est fixée sur la plaque pivotante et un soufflet 65 empêche la poussière de pénétrer à l'inté- rieur. On notera que la poignée et la plaque pivotante sont montées et sontinclinables d'une façon universelle, c'est-à- dire qu'on peut les incliner dans toutes les directions laté- rales par rapport à un axe Verticale/66 qui passe par le centre de la bille, quatre plaques articulées 70, 71, 72, 73 dont articulées sur le corps et surplombent respective- ment les jeux suivants de soupapes à pivots 6, 8; 2, 4; 5,
7; et 1, 3.
Chaque plaque pivotante comprend une broche 74 qui s'étend en dessous de 1'épaulement en surplomb 60, de '
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sorte que lorsqu'elle s'incline dans sa direction, la plaque pivotante appuie sur la broche 74 et par l'intermédiaire d'une broche de pression 75 plus proche du pivot 76 que la broche 74, enfonce les champignons en dessous de la plaque articulée respective. Les broches respectives sont dirigées axialement vers l'axe de sorte qu'en inclinant la poignée dans le plan de l'une quelconque d'entre elles on n'enfonce que la plaque articulée respective.
Cependant, des mouve- ments composés peuvent être obtenus en inclinant la poignée suivant une direction intermédiaire, de façon à pouvoir réa- liser des combinaisons d'ouvertures des soupapes, De plus, du fait que les pivots sont capables, d'une façon qui leur est propre, de doser le débit, l'importance du débit et par suite la vitesse de fonctionnement des moteurs respectifs peut être commandée suivant la quantité dont on pousse la poignée. Le déplacement vers le haut des plaques articulées au-dessus de la position neutre n'agit pas sur les champi- gnons, du fait que le:contact qui s'effectue entre l'obtura- teur et le siège de la soupape limite le trajet vers le haut du champignon.
La figure 5 représente un servo-mécanisme 80 qu'on peut utiliser pour exercer une force sur les plaques 'articulées respectives. Chacun de ces mécanismes, qui peu- vent être soit incorporés au corps soit boulonnés dessus, est réuni par une broche à chaque plaque articulée. Chaque mécanisme comprend une broche transversale 81 servant à attirer vers le bas la plaque articulée, et un piston 82 ajusté à l'intérieur d'un cylindre 83. La partie inférieure du cylindre est reliée à l'atmosphère, tandis que la partie supérieure est reliée à une source quelconque de fluide sous
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pression qui peut provenir de soupapes asservies ou d'élé- ments analogues.
Ce dispositif est destiné à des applications où l'on ne désire pas de poignée, et dans lesquelles on pourrait utiliser un dispositif actionné à distance pour fournir un signal de pression à ner les soupapes à champignon en déplaçant les plaques arti- culées.
Le fonctionnement de ce dispositif va être décrit maintenant. Comme on peut le voir en particulier en mettant en corrélation les figures 1 et 4 sur lesquelles les axes de mouvement + et - x et y sont indiqués, l'ouverture des soupapes 2 et 4 produit un mouvement le long de l'axe +x, ce qui serait obtenu en inclinant la poignée vers la droite sur la figure 4. En inclinant la poignée vers la gauche sur la figure 4 on fait ouvrir les soupapes 3 et 1 et on produit ,un-,mouvement suivant l'axe -x. En inclinant le. poignée vers le bord supérieur de la figure 4 on ouvre les soupapes 6 et
8 et on produit un mouvement dans la direction + y. En in clinant la poignée vers le bord inférieur de la figure 4 on, ouvre les soupapes 5 et 7 et on produit un mouvement dans la direction - y.
Seul le mouvement dans la direction +x va être décrit en détail, les autres mouvements pouvant être déduits facilement de cet exemple et des dessins, Dans cet exemples les soupapes 2 et 4 sont ouvertes en inclinant la poignée, ! auquel cas le fluide s'écoule du conduit de pression 24 en traversant la soupape 2, la canalisation d'alimentation 34,' de moteur et l'orifice d'alimentation 48 de moteur, en ten- dant à déplacer le plongeur du moteur 46 dans la direction +x.
En même temps, le fluide expulsé du moteur 46 s'écoule
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par l'orifice d'alimentation 49 du moteur en traversant la canalisation 37 et la soupape 4 pour aller dans le collec- teur d'évacuation 29 et revenir au réservoir R,
En supposant qu'on a désiré une/combinaison de mouvement dans la directions +x et +y, on pourrait déplacer la poignée diagonalement vers le haut et vers la droite sur la figure 4 de façon à ouvrir les soupapes 2, 4, 6 et 8.
Dans ce cas la composante +x est obtenue comme on vient de le décrire tandis que la composante +y est obtenue par l'é- coulement du fluide depuis le conduit de pression 24, à tra- vers la soupape 6, la canalisation d'alimentation 40 de mo- teur, et l'orifice d'alimentation 50 du moteur, ce qui tend à déplacer le piston dans la direction +y. Le fluide expulsé du moteur 47 s'écoule hors de l'orifice d'alimenta- tion 51 du moteur, traverse la canalisation d'alimentation 43, la soupape 8 et pénètre dans le collecteur d'évacuation pour revenir au réservoir.
Le terme "paires" est utilisé quelquefois ici.
Ce terme indique une paire de soupapes servant à commander le circuit de fluide passant par le moteur et non un "jeu" de deux soupapes se trouvant sous une plaque articulée.
Les "paires" de soupapes sont les suivantes : Première paire : 1 et 2, seconde paire: 3 et 4, troisième paire : 5 et 6, et quatrième paire : 7 et 8. Les "premières" soupapes dont les orifices d'entrée sont reliés à la source de pression sont les soupapes 2, 3,6 et 7 ; les "secondes" soupapes dont les orifices de sortie sont reliés à l'évacua- tion sont les soupapes 1, 4, 5 et 8.
Les canalisations d'alimentation de moteur rap- portées à des paires particulières sont les canalisations
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34 et 37 et les canalisations 40 et 43. Les canalisations 34, 37, 40 et 43 vont respectivement aux première , seconde, troisième et quatrième paires. Les soupapes de la première et de la seconde paires, ainsi que les soupapes de la troi- sième et quatrième paires sont actionnées sélectivement pour agir sur les paires de canalisation d'alimentation de moteur 34, 37 et 40, 43, respectivement. Le moyen de comman- de choisit une première soupape dans une paire et une secon- de soupape dans l'autre paire de soupapes agissant respecti- vement sur le même jeu de canalisation.
Des mouvements en sens inverse de la poignée pro- duisent des mouvements inverses des moteurs. Lorsque la poignée est orientée axialement, toutes les soupapes sont fermées et aucun mouvement ne se produit,
Comme on peut le voir d'après ce qui précède, cet- te soupape présente une grande simplicité et une grande com- modité à la fois quant à sa fabrication et quant à son fonc- tionnement.
Un mouvement composé de la nature de celui d'un "manche à balai" servant à commander une série de coulis- seaux de machine-outil ou à commander des moteurs pour n'im- porte quelle application peut être facilement obtenu en uti- lisant huit soupapes à champignon simples et une plaque pi- votante inclinée, simplement montée d'une façon universelle, On reconnaîtra de plus que les soupapes par paires peuvent être montées sur une seule tige de champignon, à volonté, du fait qu'elles agissent simultanément par paires, mais dans la construction de routine on trouve d'habitude plus simple d'utiliser les soupapes comme paires de soupapes indi- viduelles.
Il va de soi que la présente invention a été dé-
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crite ci-dessus à titre explicatif, mais nullement limita- tif et que l'on pourra lui apporter toutes variantes.