Brevet FR2038211A1 — publié le 19710108

La présente invention concerna m procédé pour commander les mouvements successifs de macM'aes actionnées par un fluide sous pression* Dans la technique, il y a fréquemment lieu de déclencher ou 5 d'arrêter deux ou plusieurs opérations les unes après les autres, l'opération suivante ne devant commencer que lorsque la précédente est terminée. lia fin d'une opération ne forme^l'équivalent d'une position de fin de course déterminée, de sorte qu'il n'est pas possible d'utiliser des contacteurs de fin de course» Dans le cas 10 des commandes de ce type, on se sert d'une minuterie réglée de telle sorte qu'elle ne libère ou ne déclenche l'opération suivante qu'après que s'est écoulé le laps de temps maximum prévisible nécessaire à l'exécution de l'opération précédente. Avec ces dispositifs, l'ensemble du déroulement des diverses fonctions est par 15 conséquent toujours égal à la somme de la durée maximum de toutes les fonctions individuelles. Lorsqu'avec un tel dispositif, certaines opérations se terminent en un laps de temps inférieur à la durée maximum prévue, il en résulte des temps morts, c'est-à-dire des temps intermédiaires inutilisés. 20 le but de l'invention est de créer un procédé du type précité à l'aide duquel il est possible de déclencher ou faire débuter une opération ultérieure dès qu'a pris fin l'opération précédente avant que le laps de temps maximum alloué à cette dernière se soit écoulé. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que 25 la pression différentielle s1établissant dans un conduit de fluide sous pression relié à la machine en amont et en aval d'un point d'étranglement quand le fluide sous pression s'écoule, et disparaissant lorsque ce fluide sous pression ne s'écoule plus, est utilisée pout déclencher des mouvements de commande ou de commuta-30 tion. Ce processus est basé sur le fait que le fonctionnement d'une machine actionnée par un fluide sous pression n'est pas définitivement terminé lorsqu'il s'écoule encore des quantités de liquide ou de fluide déterminées. Sous l'effet de l'écoulement du fluide sous pression, il s'établit une différence de pression lorsque ce 35 fluide franchit un point d'étranglement. Dès que 1© fluide sous pression s'arrête, la pression différentielle disparaît. la présence ou l'absence de cette pression différentielle peut être utilisée pour produire des mouvements de coïsaande ou de commutation qui assurent la succession des opérations désirées selon le rythme le 40 plus élevé possible. 70 11851 2 2038211 l'invention concerne en outre ira dispositif de commande actionné par un fluide sous pression pour la mise en oeuvre du procédé précité* Suivant l'invention» ce dispositif destiné à commander des mouvements successifs sur des machines actionnées par un 5 fluide sous pression est caractérisé en ce que, dans le conduit communiquant avec la machine actionnée par m fluide sous pression, il est prévu un point d* étrangles» nt formé de préférence par un clapet taré dont les deux côtés communiquent avec les deux faces d'un piston de commande soumis d'un côté à l'action d'un ressort 10 et qui déplace un tiroir ou des dispositifs de distribution agissant sur les mouvements de la machine. Il est rationnel d'utiliser un clapet taré car celui-ci produit un étranglement qui est plus indépendant de la quantité de fluide» de sorte que la machine à entraîner n'est pas influencée par les variations se produisant 15 dans la quantité de fluide sous pression débitée* Suivant une autre particularité avantageuse de l'objet de l'invention, le tiroir ou les dispositifs de distribution associés au piston de commande sont constitués de telle sorte que la commande ne se produise que dans le cas où le piston de commande se 20 trouve dans line position correspondant à une pression différentielle nulle. Le dispositif, objet de l'invention, enregistre ainsi encore le passage d'une certaine quantité minimum de fluide sous pression. Lorsque cela n'est plus le cas, il se produit une commutation pour 25 passer à l'opération immédiatement suivante. Afin que des états statiques insignifiants et de courte durée se produisant à l'intérieur du système ne déclenchant pas aussitôt une commutation, il est, dans certains cas déterminés, rationnel de prévoir une certaine inertie dans la sensibilité du dispositif. Suivant l'invtn-30 tion, ce résultat peut ôtre obtenu du fait que, dans le conduit de communication monté en dérivation en amont du point d * étranglement et desservant le piston de commande, il est prévu un second point d'étranglement, de préférence de section variable» L'invention peut être réalisée des façons les plus diverses. 35 Le cas le plus simple se présente par exemple lorsque deux opérations différentes alternées doivent se produire l'une après l'autre , sans que la durée de chaque opération soit fixée de façon précise. I&l tel cas se présente par exemple pour un outil de forage actionné hydrauliquement, dans lequel le mouvraient de rotation de 70 11851 3 2038211 l'outil doit être combiné à des impacts ou à un effet de percussion lorsque l'avance cesse ou tombe au-dessous d'une certaine limite minimum. Dans ce cas, le dispositif de commande est intégré au système ou circuit de fluide sous pression du moteur produisant l'a-5 vance. Tant qu'une avance se produit et qu'en conséquence du fluide sous pression arrive au moteur d'ava-ice ou en repart, il apparaît au droit du clapet taré une pression différentielle qui, au moyen du piston de commande, maintient le tiroir de distribution, ou tout autre dispositif de commutation dans une position dans laquelle le 10 dispositif de percussion _est mis hors d'action. Dès que l'avance cesse, il ne s'écoule plus de fluide sous pression dans le circuit du moteur produisant l'avance et la pression différentielle au droit du clapet taré disparaît. De ce fait, le piston de comBaade placé sous l'action d'un ressort vient occuper une autre position et met 15 en action le dispositif de percussion par l'intermédiaire de dispositifs appropriés. Dès que l'outil recommence à se déplacer vers l'avant et que du fluide sous pression passe dans le circuit du moteur d'avance, le fonctionnement superposé du moteur produisant la percussion est de nouveau mis hors d'action. 20 II existe une autre possibilité d'utilisation, par exemple pour les châssis de soutènement marchants entraînés hydrauliquement, utilisés au fond dans les mines, dans lesquels les étançons dépilés en vue de leur déplacement doivent être de nouveau mis en charge contre le toit lorsque le mouvement d'avance ou de ripage est ter-25 miné. Etant donné qu'un tel châssis de soutènement doit, lors de son avance, vaincre des résistances de valeurs différentes, qui ne peuvent être surmontées qu'au bout d'un certain temps, il n'est pas possible de déterminer d'avance la durée exacte de la manoeuvre. Dans un tel cas d'utilisation, il est important que le dispositif de 30 commande présente une certaine inertie, car le châssis de soutènement peut effectuer des mouvements brusques lors de son avance. L'inertie de réponse du dispositif de commande empêche alors la fonction suivante, par exemple la mise en charge des étançons, d'être déclenchée dès le premier arrêt du châssis, qui peut être de 35 courte durée. Des problèmes analogues se posent lors des commandes les plus diverses d'appareils hydrauliques. Il est alors sans importance qu'il soit prévu ou non un dispositif de servo-commande, que le dispositif de servo-commande fonctionne hydrauliquement ou pneumatique- 70 11851 4 2038211 ment, ou qu'il s'agisse de commandes à minuterie ou agissant pas à pas. Au moyen de tels dispositifs de commande du type pas à pas, qui sont déclenchés par le piston de commande, il n'y a aucune difficulté à faire se dérouler des cycles de travail en plusieurs sta-5 des, bien que le piston de commande ne se déplace qu'entre deux positions, dont l'une empêche le déclenchement de la fonction suivante, tandis que l'autre produit ce déclenchement. le dessin schématique annexé montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'objet de l'invention. 10 La figure unique est une vue d'ensemble du dispositif. Le dispositif de commande représenté sur le dessin est destiné à être utilisé au fond dans les mines pour la commande de châssis de soutènement marchants actionnés hydrauliquement. Dans un carter 1 est prévu un conduit d'entrée 2 auquel 15 est raccordé par exemple le tuyau ou.conduit souple à fluide sous pression venant .d'un vérin de commande pas à pas ou aboutissant à ce vérin. Dans le conduit 2 est monté un clapet taré constitué par une bille 3 placée sous l'action d'un ressort 4 et qui, en position de repos, s'applique sur un siège 5. En aval de ce clapet 20 3, 4, 5 se trouve un conduit d'évacuation 6 allant à la machine actionnée par un fluide sous pression ou à un© source de fluide sous pression. Si l'on considère le sens d'écoulement du fluide sous pression (de gauche à droite sur la figure), un conduit 7 est monté en dé-25 rivation sur le conduit 2 en amont du clapet 3,4,5. Suivant le mode de réalisation représenté, il est prévu dans le conduit en dérivation 7 un filtre 8 et en outre un organe d'étranglement interchangeable 9. Le conduit de dérivation 7 débouche dans la chambre 10 d'un 30 cylindre 11 dans lequel, est monté à coulissement un piston 12. Si l'on considère de nouveau le sens dans lequel s'écoule le fluide sous pression, il est prévu en aval du clapet 3-5 un second conduit en dérivation 13,13a communiquant avec la chambre 14 du cylindre 11 opposée à la chambre 10. Dans cette chambre 14 est 35 monté un ressort de compression 15 qui, loraqu'aucun fluide ne s'écoule, repousse le piston 12 vers la gauche® Le piston 12 est relié à une tige de piston 16 dont le prolongement 17 forme un tiroir de distribution. Le tiroir de distribution 17 commande, dans l'exemple de réalisation représenté, 70 11851 5 2038211 deux conduits de fluide sous pression 18 et 19 qui ne communiquent pas avec l'ensemble des sonfiuits 2=7 mais qui constituent des conduits de distribution associés à la machine qu'il y a lieu de mettre en action ou hors d'action® Bans le tiroir de distribution 17 5 sont ménagés deux alésages transversaux 21 et 21 a qui communiquent avec 1221 alésage longitudinal médian 23. A proximité du conduit de distribution d'arrivée 18 comme à proximité du conduit de distribution ds départ 19s le tiroir 17 présente star sa périphérie des rainures annulaires 20,20a» Ainsi qu'on peut le voir 10 facilement à l'examen du dessin, la communication entre les conduits 18 et 19 ne s'établit que dans des positions déterminées du tiroir 17» Le dispositif est encore complété par un conduit de communication 22 qui constitue entre le conduit 2 et le conduit en déri-15 vation 13a une communication court-circui$ant le clapet, lia raison d'être de es conduit 22 sera expliquée ci-après» Le dispositif décrit fonctionne de la manière suivante s-Dès que le fluide sous pression arrive du conduit d'entrée 2 au conduit d'échappement orçle sortie S, il s'établit du fait de 20 l'action du clapet 5-5» en aaoat d® celui-ci, tous pression plus élevée qu'en aval» En conséquence» il s8établit également dans le conduit en dérivation 7 une pression plue élevée que dans le conduit en dérivation 13» 13a. ï«a pression qui s'établit dans la chambre 10 du cylindre par le conduit 7 est alors supérieure à 25 la pression qui règne dans la ehafflbr© 14» de sorte que le piston 12 se déplace vers la droite à 1 'encontre de l'action du ressort 15. Bn même temps» le tiroir 17 ae déplace. La conformation de ce tiroir peut être adaptée aux naeessitésj, de telle sorte qu'une nouvelle opération ae commence qu© lorsque la précédente est ter-30 minée. La fin de chaque opération s® reconnaît au fait qu'il ne passe plus de fluide sous pression du conduit 2 vsss le conduit 6. Dès que cette condition s'établit, la différence de pression entre les conduits 7 et 13» 13a disparaît» la conséquence, 1© piston 12 revient à sa position de départ scus' 1° action du rea-35 sort 15. Afin que 1© piston 12 puisa© s© déplacer vers la gauche, il faut que 1® fluide sous ps-assioa sorte d® la chambre 10 pour arriver à la chambre 14 en passant par le conduit 7» le conduit en dérivation 12 et le conduit 13,13a. Les faces des pistons doivent avoir les mêmes dimensions. 70 11851 6 2038211 La sensibilité du dispositif est influencée par le point d'étranglement 9. Dans bien des ca», il est nécessaire de prévoir un certain retard. On étrangle alors le fluide en 8 plus fort que dans les cas dans lesquels on ssige une plue grande sensibilité. 5 Le dispositif actionné païf 1© déplacement du piston 12, qui dans 1!exemple de réalisation représenté est constitué par un tiroir de distribution 17» paut ôtre facilement adapté à toutes les exigences. Par exemple, la tige d® piston i6 peut commander un mécanisme à fonctionnement pas à pas déclonchant successivement les 10 différents stades d'an cycle de travail» Il est également possible de raccorder le dispositif en 2 et 6, à un conduit de commande particulier en liaison avec un patpeur produisant le mouvement de l'orgaao da agi chine considéré. ïant que cet organe de machins est en iiiouvaaient, le liquide passe par le 15 clapet taré. Dès que ce mouvement est terminé, l'écoulement du liquide se termine également, ïs fonctionnement du dispositif de distribution reste par conséquent le même. Il est rationnel que tous les éléments du dispositif de commande soient montés daas un bloc ou sàrtei* commun. Ce bloc ou ear-20 ter présente alors des alésages dans lesquels sont disposés les éléments se présentant sous forme de cartouches. Les détails de mie* en oeuvre du procédé et de réalisation de 1^agencement décrits peuvent être modifiés» sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 70 11351 7 2038211 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour commander les mouvements successifs de machines actionnées par un fluide sous pression, caractérisé en ce que la pression différentielle gui s'établit dans un conduit de fluide 5 sous pression communiquant avec la machine en amont et en aval d'un point d'étranglement lors de 1'écoulement du fluide sous pression, et qui disparaît lorsque ce fluide ne s'écoule plus, est utilisée pour produire des mouvements de commutation ou de commande. 2.- Dispositif de distribution actionné par un fluide sous 10 pression pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le conduit relié à la machine actionnée par un fluide sous pression, il est prévu un point d'étranglement, de préférence un clapet taré dont les deux côtés communiquent avec les deux faces d'un piston de commande soumis d'un côté 15 à l'action d'un ressort, qui déplace un tiroir de distribution ou un dispositif•de commutation commandant les mouvements de la machine» 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tiroir de distribution ou les dispositifs de commutation re- 20 liés au piston de commande sont constitués de telle sorte que les commandes ou commutations ne se produisent que lorsque le piston de commande se trouve dans une position correspondant à une pression différentielle nulle. 4.- Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé 25 en ce que, dans le conduit de communication monté en dérivation en amont du point d'étranglement et aboutissant au piston de commande, il est prévu un second point d'étranglement dont la section est de préférence variable. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que le clapet taré et le piston de commande sont logés dans un bloc commun présentant des alésages en vue de la réception des éléments de commande, constitués par exemple par des cartouches.