Dispositif <B>distributeur à trois voies</B> L'invention concerne un dispositif distributeur à trois voies pour circuits hydrauliques, dans lequel tous les organes mobiles se situent sur un même axe et les voies sont susceptibles d'être mises en com- munication deux à deux, sans le moindre jeu ni temps mort, sous le contrôle de deux soupapes,
dis positif comprenant un élément tubulaire présentant au moins un trou faisant communiquer l'intérieur et l'extérieur de cet élément tubulaire.
Il existe déjà des dispositifs distributeurs à trois voies dits à tiroir, lesquels, à la moindre sollicitation d'une commande par palpeur ou dite sans temps mort, mettent les voies deux à deux en communica tion et par ce moyen asservissent les déplacements d'un vérin à copier, avec une très grande précision,
avec les déplacements du palpeur. Le dispositif dis tributeur peut être logé dans le piston du vérin ou en tout cas être fixé sur l'objet que déplace le vérin. Tous les organes de commande de ces dispositifs distributeurs nécessitent une très grande précision mécanique en longueurs, profondeurs, diamètres,
d'autant plus que la pression du liquide augmente ou que par sa température et sa viscosité diminue. Cette précision ne supprime cependant pas les fuites, qui, bien que récupérées,
n'empêchent pas leurs inconvénients. D'autres dispositifs distributeurs à trois voies aux dimensions en longueurs et profon deurs moins précises subissent à chaque changement de sens de la commande un retard à la mise en communication de l'une ou l'autre des voies,
ce qui donne un temps mort avant que le vérin suive la commande du dispositif distributeur. Ce jeu ou temps mort additionné au jeu d'autres mécanismes de com mande, par exemple de servocommande de direc tion, n'est donc pas souhaitable, et de plus n'empê che pas les inévitables fuites de liquide.
De plus, ces dispositifs distributeurs ne permettent pas de blo- quer (verrouiller) le liquide qui se trouve dans la deuxième voie, par exemple, avec un vérin et néces sitent alors d'autres précautions.
On trouve bien des dispositifs distributeurs à trois voies sur un seul axe dans lesquels des billes, des clapets, des soupapes ou des valves avec des pistons équilibreurs sont autant d'obturateurs sans fuite, mais ces obturateurs actuels nécessitent en plus des guides de bille, de soupape, des entretoises, des ressorts,
sans nommer les pièces fermant les extré mités du corps dans lequel tous ces organes sont empilés.
Généralement ces dispositifs distributeurs n'iso lent pas simultanément les trois voies au repos ni en fonctionnement, la deuxième voie restant alors au repos en communication avec la troisième voie, ce qui fait dire que ce type de dispositif distributeur est à voie du centre ouverte contrairement à ceux du type à voie du centre fermée,
c'est-à-dire que la deuxième voie peut être verrouillée et bloquer ainsi un appareil récepteur dans toutes ses positions. Cependant ces derniers dispositifs distributeurs sont généralement exclus des dispositifs de commande dits à palpeur ou sans temps mort parce qu'ils nécessitent, pour la fermeture de ces organes obturateurs sans fuite, un certain jeu entre l'organe de commande de l'une et l'autre des deux soupapes.
Ainsi ces dispositifs distri buteurs sont destinés, comme ci-devant les dispositifs distributeurs à tiroir du deuxième degré, à des servo commandes dans lesquelles on admet un certain jeu à la commande.
C'est dans des domaines différents de l'aviation, de la marine, dans des engins de travaux publics, des véhicules terrestres rapides ou lourds, des machines- outils, etc., que ces distributeurs à trois voies, à tiroir, à billes, à clapets, à soupapes,
à valves, à piston équilibreur ou non, à voie du centre ouverte ou fer- mée, à commande sans ou avec temps mort, etc., sont utilisés, mais ni les uns ni les autres de ces dispositifs obturateurs ne possèdent les qualités suffisantes.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif distributeur à trois voies permettant de remédier en grande partie à ces inconvénients.
Conformément à la présente invention, ce dispo sitif distributeur est caractérisé en ce que l'une des soupapes est solidaire de l'élément tubulaire et est située sur la partie extérieure de celui-ci, en ce que l'autre soupape contrôle l'alésage de l'élément tubu laire,
en ce que des moyens de fermeture automa tique desdites soupapes sont agencés de manière à les fermer indépendamment l'une de l'autre en sens inverses et en ce que des moyens d'ouverture sont agencés de manière à ouvrir, sans temps mort, dans un sens directement la soupape contrôlant ledit alé sage et dans l'autre sens,
par poussée de cette der nière soupape sur l'élément tubulaire, l'autre sou pape.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, cinq formes d'exécution du dispositif distributeur conforme à l'invention et une variante des organes obturateurs mobiles d'un de ces dispositifs.
Dans les différentes figures, on a désigné par 1 la première voie (en général voie d'admission), par 2 la seconde voie (en général voie d'utilisation), par 3 la troisième voie (en général voie d'évacuation), par 4 le corps.
du dispositif distributeur, .par 5 un élé ment tubulaire coulissant dans le corps du dispositif distributeur et présentant sur sa partie extérieure une première soupape Sa, et par 6 une seconde soupape, qui ferme l'extrémité 5b de l'élément tubulaire 5.
Un trou 5c fait communiquer l'intérieur et l'exté rieur de l'élément tubulaire 5. D'autre part, la voie 3 est en communication permanente avec une chambre de compensation 4a du corps du dispositif distribu teur 4 (voir fig. 2).
On peut remarquer en outre dans les fig. 1 à 4 que la première soupape<I>Sa,</I> grâce à la forme de l'élément tubulaire 5 qui la porte, est une soupape équilibrée dans sa position de fermeture. Il en est de même de la seconde soupape 6 disposée dans la partie intérieure de l'élément tubulaire 5. La sou pape 6 comporte une tige 6a qui traverse l'un des fonds du corps 4 et qui est commandée par l'utili- sateur soit à la main, soit par tout autre moyen.
Dans la fig. 1, l'extrémité de la tige 6a porte un piston 7 maintenu par un jonc 17 sur la tige 6a, ce piston coulissant dans la chambre 4a. Le diamètre de ce piston 7 est plus grand que le diamètre de l'alésage intérieur de l'élément tubulaire 5, mass plus petit que le diamètre du siège de la soupape Sa.
La face gauche 7a de ce piston 7 et la face droite de la soupape<I>Sa</I> sont soumises d'une manière perma nente à la pression du liquide se trouvant dans la voie 1.
De ce fait, l'élément tubulaire 5 est poussé dans la position de fermeture de la soupape<I>5a et</I> la soupape 6 est tirée dans sa position de fermeture. On voit immédiatement qu'au repos les trois voies 1, 2 et 3 du dispositif distributeur sont isolées, les soupapes Sa et 6 étant dans leurs positions de fermeture.
Si on man#uvre le dispositif de commande de manière à tirer la tige 6a vers la droite, la soupape 6 pousse l'élément tubulaire 5 vers la droite et pro voque l'ouverture de la soupape Sa. Dans cette posi tion le liquide de la voie 1 se répand dans la voie 2 et la voie 3 est toujours isolée des voies 1 et 2 du fait que la soupape 6 est en contact avec l'extré mité 5b de l'élément tubulaire 5.
Si on man#uvre au contraire le dispositif de com mande de manière à pousser la tige 6a vers la gau che, la soupape 6 s'écarte de l'extrémité 5b de l'élé ment tubulaire 5, tandis que ce dernier reste dans la position de fermeture de la soupape Sa. De ce fait 1a voie 1 est donc isolée de la voie 2. Par contre, la voie 2 communique .par le trou 5c avec la voie 3.
Etant donné qu'il y a ainsi une commande directe des soupapes<I>Sa et 6,</I> l'ouverture de celles-ci ne pré sente pas de temps mort.
Ainsi donc, par une première man#uvre du dis- positif de commande, la voie 1, qui est en général celle d'alimentation en liquide, est mise en communi cation avec la voie 2, dans laquelle généralement on utilise le liquide. Celui-ci, après avoir servi dans la voie 2, est évacué dans la voie 3 par la seconde manoeuvre.
Il y a lieu de remarquer que ce dispositif distri- buteur comporte un minimum d'organes, un encom- brement réduit, et une étanchéité totale de ce dispo- sitif est assurée par des joints convenablement dis posés, tels que ceux représentés par exemple.
Dans la fig. 2, le piston 7 de la fig. 1 coulisse dans un cylindre 8 solidaire de l'élément tubulaire 5. Cependant, les diamètres du piston 7 et du cylin dre 8 doivent répondre aux conditions indiquées dans le cas de la fig. 1. Toutefois l'effort exigé pour com mander les soupapes Sa et 6 est plus petit d'ans le cas de la fig. 2 que dans le cas de la fig. 1.
Un trou 8a ménagé dans ce cylindre 8 permet à la .pression de la voie 1 de s'exercer sur le piston 7, et également sur l'élément tubulaire 5, comme en fig. 1.
Dans la fig. 3, on retrouve le cylindre 8 de la fig. 2 mais sans le trou 8a. Son diamètre extérieur est égal à celui du siège de la soupape Sa et par conséquent ne contribue pas à la fermeture de cette soupape. D'autre part le piston 7 de la fig. 1 est supprimé et son action sur la soupape 6 est rein- placée par
celle d'un ressort 9 prenant appui d'une part par une rondelle 15 contre un épaulement ménagé dans l'élément tubulaire 5 et coulissant avec du jeu sur la tige 6a, et d'autre part sur une rondelle 16 maintenue par un jonc 17 dans une gorge de la tige 6a. Un autre ressort 10 prenant appui sur le corps 4b et sur la rondelle 15 repousse l'élément 5 dans la position de fermeture de la soupape Sa.
Grâce à l'emploi des ressorts 9 et 10 comme moyens de fermeture des soupapes 6 et 5a, les forces de fermetures de ces soupapes sont indépendantes de la pression du liquide à distribuer. La soupape 6 est prolongée par une seconde tige 6b qui sort du corps du dispositif distributeur comme la tige 6a, mais à l'autre extrémité du corps 4.
Cette dispo sition avantage l'équilibrage des tiges de commande et permet une double commande par poussée. Le corps 4 de forme extérieure cylindrique, avec sur chacune des trois voies une gorge et des trous de communication, est placé dans un alésage d'une enveloppe 13. Dans ce cas l'enveloppe 13 est facile à usiner et peut faire partie d'une machine quel conque.
Dans la fig. 4, le diamètre extérieur du cylindre 8 est plus petit que les diamètres du siège de la sou pape 5a et le diamètre extérieur de l'élément tubu laire 5, de sorte que la pression du :liquide de la voie 1 ferme la soupape 5a. La soupape 6 se ferme dans les mêmes conditions que celle de la fig. 3 mais possède une tige 6b d'équilibrage.
Le corps 4, le fond 4b, le levier 19 et l'agencement des autres pièces sont tels que la longueur totale du dispositif distributeur soit réduite.
Dans la fig. 6, le cylindre 8 est le même qu'en fig. 4 et l'élément tubulaire 5 est (à part le joint qu'il porte) aussi le même qu'en fig. 4.
La soupape 6 se ferme dans les mêmes conditions que les sou papes 6 des fig. 3 et 4 et la soupape 5a se ferme également comme en fig. 4.
Il est à remarquer en fig. 6 (le joint que porte l'élément tubulaire 5 et la tige 6b de la fig. 4 mis à part) que l'élément tubu laire 5, la soupape 5a et le cylindre 8 sont les mêmes qu'en fig. 4, que la soupape 6 et le ressort avec les épaulements sur lesquels il s'appuie sont également comme en fig. 4,
et que les deux soupapes et leurs moyens de fermeture représentent un sous-ensemble homogène de dispositif distributeur à trois voies.
Dans le cas de la fig. 5, la disposition est ana logue à celle de la fig. 3, mais les ressorts 9 et 10 sont remplacés par des ressorts 12 et 14. La sou pape 5a est maintenue ouverte au repos par le res sort 14, tandis que le ressort 12 ferma la soupape 6. L'élément tubulaire 5 qui coulisse dans le corps 4 est d'un diamètre plus grand que celui du siège de la soupape 5a et du cylindre 8.
Le piston équilibreur de la soupape 6 est plus petit que la soupape 6. Dans ces conditions, lorsque la pression du liquide ,passant de la voie 1 à la voie 2 devient plus grande qu'une certaine valeur prédéterminée par le ressort 14, le ressort 14 est écrasé et la soupape 5a se ferme.
Si la pression dans la voie 2 dépasse une autre valeur prédéterminée, le ressort 12 cède et la voie 2 est mise en communication avec la voie 3.
Le dispositif distributeur représenté en fig. 5 constitue ainsi un détendeur avec soupape de sécurité.
<B> three-way distributor </B> device The invention relates to a three-way distributor device for hydraulic circuits, in which all the moving parts are located on the same axis and the channels are capable of being brought together. munication two by two, without any play or dead time, under the control of two valves,
positive dis comprising a tubular element having at least one hole communicating the inside and the outside of this tubular element.
So-called slide-type three-way distributor devices already exist, which, at the slightest request from a probe control or said without dead time, put the two-by-two channels in communication and by this means slav the movements of a copying cylinder, with very high precision,
with the movements of the probe. The dispensing device can be housed in the piston of the jack or in any case be fixed to the object that the jack moves. All the control members of these dispensing devices require very high mechanical precision in lengths, depths, diameters,
especially as the pressure of the liquid increases or as its temperature and viscosity decrease. However, this precision does not eliminate the leaks, which, although recovered,
do not prevent their drawbacks. Other three-way distributor devices with dimensions in lengths and depths less precise undergo at each change of direction of the control a delay in putting one or the other of the channels in communication,
which gives a dead time before the jack follows the command of the dispensing device. This play or dead time added to the play of other control mechanisms, for example the steering servo-control, is therefore not desirable, and moreover does not prevent the inevitable leaks of liquid.
In addition, these dispensing devices do not make it possible to block (lock) the liquid which is in the second channel, for example, with a jack and then require other precautions.
There are many three-way distributor devices on a single axis in which balls, flaps, valves or valves with balancing pistons are as many shutters without leakage, but these current shutters require in addition to ball guides, valve, spacers, springs,
without naming the parts closing the ends of the body in which all these organs are stacked.
In general, these distributing devices do not simultaneously isolate the three channels at rest or in operation, the second channel then remaining at rest in communication with the third channel, which means that this type of distributor device has an open center channel, unlike those of the closed center track type,
that is, the second channel can be locked and thus block a receiving device in all its positions. However, these latter distributing devices are generally excluded from the so-called sensor control devices or without dead time because they require, for the closing of these shutter members without leakage, a certain clearance between the control member of one and the other. other of the two valves.
Thus these distributing devices are intended, as above the second degree spool valve distributors, for servo controls in which a certain amount of play is admitted to the control.
It is in different fields of aviation, the navy, in public works machinery, fast or heavy land vehicles, machine tools, etc., that these three-way, slide, ball valves , reed, valve,
with valves, with balancing piston or not, with open or closed center track, with control without or with dead time, etc., are used, but neither of these shut-off devices have sufficient qualities.
The object of the present invention is to provide a three-way distributor device making it possible to largely remedy these drawbacks.
According to the present invention, this dispensing device is characterized in that one of the valves is integral with the tubular element and is located on the outer part of the latter, in that the other valve controls the bore. of the tubular element,
in that automatic closing means of said valves are arranged so as to close them independently of each other in reverse directions and in that opening means are arranged so as to open, without dead time, in one direction directly the valve controlling said random and in the other direction,
by pushing this last valve on the tubular element, the other valve.
The appended drawing represents, by way of example, five embodiments of the dispensing device according to the invention and a variant of the movable shutter members of one of these devices.
In the various figures, the first channel (generally the intake channel) is designated by 1, the second channel (generally the use channel) by 2, the third channel (generally the evacuation channel) by 3, by 4 the body.
of the dispensing device, by 5 a tubular element sliding in the body of the dispensing device and having on its outer part a first valve Sa, and by 6 a second valve, which closes the end 5b of the tubular element 5.
A hole 5c communicates the inside and the outside of the tubular element 5. On the other hand, the channel 3 is in permanent communication with a compensation chamber 4a of the body of the distributor device 4 (see fig. 2). ).
It can also be noted in FIGS. 1 to 4 that the first valve <I> Sa, </I> thanks to the shape of the tubular element 5 which carries it, is a balanced valve in its closed position. The same applies to the second valve 6 arranged in the interior part of the tubular element 5. The valve 6 comprises a rod 6a which passes through one of the ends of the body 4 and which is controlled by the user. either by hand or by any other means.
In fig. 1, the end of the rod 6a carries a piston 7 held by a ring 17 on the rod 6a, this piston sliding in the chamber 4a. The diameter of this piston 7 is greater than the diameter of the internal bore of the tubular element 5, mass smaller than the diameter of the seat of the valve Sa.
The left face 7a of this piston 7 and the right face of the <I> Sa </I> valve are subjected in a permanent manner to the pressure of the liquid located in the channel 1.
As a result, the tubular member 5 is pushed into the closed position of the valve <I> 5a and </I> the valve 6 is pulled into its closed position. It can be seen immediately that at rest the three channels 1, 2 and 3 of the distributor device are isolated, the valves Sa and 6 being in their closed positions.
If the control device is operated so as to pull the rod 6a to the right, the valve 6 pushes the tubular member 5 to the right and causes the valve Sa to open. In this position the liquid of channel 1 spreads into channel 2 and channel 3 is still isolated from channels 1 and 2 because valve 6 is in contact with end 5b of tubular element 5.
If, on the contrary, the control device is operated so as to push the rod 6a to the left, the valve 6 moves away from the end 5b of the tubular element 5, while the latter remains in the tube. closed position of the valve Sa. As a result, channel 1 is therefore isolated from channel 2. On the other hand, channel 2 communicates through hole 5c with channel 3.
Since there is thus a direct control of the valves <I> Sa and 6, </I> the opening of these does not present any dead time.
Thus, by a first operation of the control device, channel 1, which is generally that of supplying liquid, is brought into communication with channel 2, in which generally the liquid is used. The latter, after having served in channel 2, is evacuated in channel 3 by the second maneuver.
It should be noted that this distribution device comprises a minimum of components, a reduced size, and a total sealing of this device is ensured by suitably placed seals, such as those shown for example.
In fig. 2, the piston 7 of FIG. 1 slides in a cylinder 8 integral with the tubular element 5. However, the diameters of the piston 7 and of the cylinder 8 must meet the conditions indicated in the case of FIG. 1. However, the force required to control the valves Sa and 6 is smaller in the case of fig. 2 than in the case of FIG. 1.
A hole 8a formed in this cylinder 8 allows the pressure of the channel 1 to be exerted on the piston 7, and also on the tubular element 5, as in FIG. 1.
In fig. 3, we find the cylinder 8 of FIG. 2 but without hole 8a. Its external diameter is equal to that of the seat of the valve Sa and therefore does not contribute to the closing of this valve. On the other hand the piston 7 of FIG. 1 is deleted and its action on valve 6 is replaced by
that of a spring 9 bearing on the one hand by a washer 15 against a shoulder formed in the tubular element 5 and sliding with play on the rod 6a, and on the other hand on a washer 16 held by a ring 17 in a groove of the rod 6a. Another spring 10 bearing on the body 4b and on the washer 15 pushes the element 5 back into the closed position of the valve Sa.
Thanks to the use of springs 9 and 10 as means for closing the valves 6 and 5a, the closing forces of these valves are independent of the pressure of the liquid to be distributed. The valve 6 is extended by a second rod 6b which comes out of the body of the dispensing device like the rod 6a, but at the other end of the body 4.
This arrangement favors the balancing of the control rods and allows dual control by pushing. The body 4 of cylindrical exterior shape, with on each of the three tracks a groove and communication holes, is placed in a bore of a casing 13. In this case, the casing 13 is easy to machine and can be part of a machine what conch.
In fig. 4, the outside diameter of the cylinder 8 is smaller than the diameters of the valve seat 5a and the outside diameter of the tubular member 5, so that the pressure of the liquid in the channel 1 closes the valve 5a. The valve 6 closes under the same conditions as that of FIG. 3 but has a balancing rod 6b.
The body 4, the bottom 4b, the lever 19 and the arrangement of the other parts are such that the total length of the dispensing device is reduced.
In fig. 6, the cylinder 8 is the same as in FIG. 4 and the tubular element 5 is (apart from the seal which it carries) also the same as in FIG. 4.
The valve 6 closes under the same conditions as the valves 6 of fig. 3 and 4 and the valve 5a also closes as in fig. 4.
It is to be noticed in fig. 6 (apart from the seal carried by the tubular element 5 and the rod 6b of FIG. 4) that the tubular element 5, the valve 5a and the cylinder 8 are the same as in FIG. 4, that the valve 6 and the spring with the shoulders on which it rests are also as in fig. 4,
and that the two valves and their closing means represent a homogeneous sub-assembly of a three-way distributor device.
In the case of fig. 5, the arrangement is similar to that of FIG. 3, but the springs 9 and 10 are replaced by springs 12 and 14. The valve 5a is held open at rest by the spring 14, while the spring 12 closes the valve 6. The tubular element 5 which slides in the body 4 is of a larger diameter than that of the seat of the valve 5a and of the cylinder 8.
The balancing piston of the valve 6 is smaller than the valve 6. Under these conditions, when the pressure of the liquid from the channel 1 to the channel 2 becomes larger than a certain predetermined value by the spring 14, the spring 14 is crushed and the valve 5a closes.
If the pressure in channel 2 exceeds another predetermined value, spring 12 gives way and channel 2 is put into communication with channel 3.
The dispensing device shown in FIG. 5 thus constitutes a pressure reducing valve with a safety valve.