Brevet FR2112062A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne une minuterie pneumatique c'est-à-dire un appareil alimenté à l'air comprimé, capable d'actionner un ou plusieurs mécanisme au bout d'un temps prédéterminé. Ces temps peuvent être aussi longs qu'il peut être désiré au prix d'une consommation négligeable d'air comprimé. On connait déjà des temporisateurs paneumatiques spécialement pour dès applications électriques fondés sur la durée d'écoulement de l'air dans un tube capillaire. Aux températures ambiantes usuelles la viscosite de l'air est suffisamment constante pour que le temps d'écoulement de l'air dans un tel tube puisse être consêrê comme constant. Cependant les réalisavions connues n'utilisant qu'une fois le temps d'écoulement de lair dens un même tube ne permettent que des temporisetions lmmtées. La présente invenchen remédie a des incenténtent Le dispositir temperisateur pheuaidir que selon l'invention comprend iondamenpalement une scarse.'air comprimé à pression constahnte, un diserituteur a eing voies à pilotage pneumatique et un moteur aiternavis a deux capacités varialbles apposses, chaeune se des capacites étant reliées directement à l'une des dsax sortaen au distriouteur et ces capacités étant elles-mêmes reitêes chacune par un tube capillaire à l'orifice de pilocage du disurlbuteur du même côté que la sortie correspondante. Comme on s'en rendra compte dans la suite le distributeur et le doveur alternatit, passent d'une position à l'autre et vice-versa avec une pêriode qui dépend des caractéristiques ces tuses d-pllisires et de la pression d'alimentation. Les dedx parties de laqe@@@ c'est-a-édre des temps au bout esplels s'seschpousent des allers et les retours du motes aluernatlf penvent être êgaux si les tubes capillaires sent tuX-mêmes êgsux. A pertir du @@@@@ment @@@@@@@@ en rede @@@@@ @@@@@@@redeur du meteur alternatif ll est cesible d'setsote@@@@@@ avers des démultiplicacions divenses dlfférenes mèegnismes ansurant la sommation de ces périeds d'dilen et rom@@@@@@ De préférence ces mécanises an roue à rochet directement sctionnée par des impulsions d a sens du moteur alternatif.Cette roue peut être associée à un mécanisme démultiplicateur quelconque (compteur décimal, train d'engrenages, simple-ou planétaire) aboutissant à un index nobile de manière à obtenir, au bout de la chaîne de transmission, à un instant déterminé par affichage (nombre du compteur-ou position de l'index), une action mécanique du moteur alternatif sur un organe sensible par exemple une vanne de commande d'un fluide comprimé. ainsi sans l'intervention d'eucune énergie que celle d'un fluide comprimé (l'air de préférence) il est possible d'obtenir su bout d'un temps déterminé à l'avance, l'action de commande ou d'exécuticn d'un mécanisme récepteur. Les dessins annexés nmontrent un exemple de mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 montre schématiquement un exemple de réalisation du moteur alternatif base de la minuterie. a figure 2 est une coupe axiale d'une minuterie complète. La figure 3 est le schéma de cette minuterie. La figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 2. Le distributeur à cinq voies A visible sur la figure 1 comprend, de manière bien connue, une arrivée de fluide comprié 1, deux orifices d'échappement 2a et 2b et deux orifices de sortie ou de distribution 3a,3b. Ce distrwbuteur étant à pilotage par fluide, il comprend en outre vers ses extrémités les orifices de pilotage 4a et 4D. Par l'amenée d'un fluide sous pression alternativement dans chacun de ces derniers orifices il est possible de déplacer le tiroir distributeur 5, d'un côté ou de l'autre, jusqu'à la butée de l'extrémité corespondante contre une parei terminale 6a ou 6b du corps de distributeur 6. Le moteur altepeatif B comprend, coulissant bs un corps dssif 7 é dde en sen centre comme montré en 7s un pision cplindrique 8 qui porte dens sa partie central up cliqust élasdique 9 et un ergot vissé 10 mebile rainure 11 qui es tdestiné à empêcher ce piston de Deux fonds 12a, 12b ferment à ses extrémités le canal de logement d piston 8 déterminant ainsi deux chambres 13a et 13b opposées et de volume variable en sens inverse, ces chambres communiquent-respectivement avec les sorties 3a et 3b par les conduits 14a et 14b. Chaque chambre communique en outre par un canal capillaire très long, 15a et 15b respectivement, avec l'orifice de pilotage correspondant 4a ou 4b. Le piston 8 peut comporter des bagues d'étanchéité 17 ; il peut aussi être usiné pour glisser avec des fuites négligeables dans son alésage de logement. Enfin le cliquet 9 est en prise avec une roue à rochet 18 dont l'axe est monté dans des paliers 19 portés par le corps 7. Pour déterminer la position pas à pas de roue 18 celle-ci est accolée à une roue dentée 20 qui coopère avec un cliquet élastique 21. A l'instant représenté sur le dessin, de l'air arrivant par le conduit 1 agit, par le conduit 14a sur l'extrFmité de gauche du piston 8 et repousse celui-ci complètement vers la droite entraînant par le cliquet 9 la rotation du pas de la roue 18 qui est ensuite immobilisée par le cliquet élastique 20. La capacité la étant alors pleine d'air sous pression celui-ci s'écoule lentement à travers le conduit capillaire 15a de sorte que l'arrivée de l'air sous pression à l'orifice 4a est diffqré. Lorsque cet air peut agir du côté gauche du distributeur A il repousse vers la droite le tiroir de celuici mettant à l'échappement la chambre 13a et le conduit 15a. Au bout d'un temps déterminé par les caractéristiques du conduit 15b le piston 8 est repoussé vers la gauche, le cliquet 9 s'efface au passage de ladent de la roue 18 qui vient d'entre repoussée et le cycle recommence. Les figures 2, 3 et 4 illustrent un exemple d'utilisation du moteur alternatif temporisé montré sur la figure 1. Les canaux 15a et 15b sont ménagés sous forme de rainures 24 usinées dans la périphérie d'une série de bagues 23 coaxiales et ajustées les unes sur les autres. Chaque canal comporte deux rainures communiquant à une extrémité des bagues par les entailles 25. Les extrémités des bagues sont formées et assemblées par les plaques annulaires 26 et 27. L'ensemble B,A du moteur et du distributeur est fixé à ces bagues. Sur l'axe 28 des roues 18 et 20 est fixé un plateau 29 sur le maneton excentré 0 duquel tourne le plateau denté 31. Le plateau 31 engrène avec la couronne 32 dentée intérieurement qui tourne dans le cylindre formé par les bagues 23 sur des aiguilles 33. De préférence l'excentration du maneton 30 est très faible tandis que le plateau 31 et la couronne 32 ont des nombres de dents très voisins par exemple 98 et 100 respectivement (voir figure 4). Ainsi, dans cet exemple lorsque le maneton 30 a effectué avec la roue 18 un tour complet le décalage entre le plateau 31 et la couronne 32 a progressé de deux dents seulement, de sorte que cinquante tours de la roue 18 sont nécessaires pour faire progresser d'un tour la couronne 32 dans les bagues 23. ainsi, si la temporisation du moteur alternatif est de trois secondes, la roue 18 ayant huit dents, accomplira un tour en 24 secondes et la couronne 32 un tour en 50 x 24 = 1200 secondes soit 20 minutes. Un train démultiplicateur usuel tel que représenté par les engrenages 34 à 38 peut assurer une démultiplication complémentaire par exemple pour permettre des temporisations de plusieurs heures. Dans la réalisation illustrée, l'axe 39 du dernier pignon est centré sur l'axe commun des bagues 23. Cet axe 39 est tubulaire et reçoit, par un joint tournant 40, de l'air comprimé arrivant par le tube 41. L'air est amené dans le cylindre 42 pour agir sur le piston 43. La tige 44 de celui-ci est solidaire du plateau denté 45 qui coopère avec le plateau 46. En outre le piston 43 subit la poussée du ressort 47 appuyé sur le fond de cylindre 42 et celui-ci est rendu solidaire en rotation, par les ergots 48 engagés dans les fentes axiales du manchon 49 également solidaire du plateau 45. Le plateau 46 est, par son arbore 50, solidaire d'un index 51 muni d'un bouton moleté 51a de manoeuvre manuelle. Un ressort circulaire 52 interposé entre le bouton 51a porteur d'index et une surface de friction fixée au centre du cndran 54 maintient l'index en position en l'absence de sollicitation soit manuelle, soit en provenance de la minuterie. En saillie sur le cadran 54 et sur le trajet. de l'index 51 est disposée l'antenne 55 d'une valve pneumatique 56. De plus le cadran peut être aménagé pour qu'il soit possible d'y fixer d'autres valves à antenne 57A, etc., qui peuvent être actionnées au passage pour l'index 51 avant son retour en position initiale où il rencontre l'antenne 55 de la valve 56 Le schéma pneumatique de la figure 3 montre un mode de fonctionnement possible L'sir comprimé arrive sous une pressien arbitrsire par la canalisation 58 dans une valve à deux voies 59 commandée pneumetiquement par la valve à bouten-poussoir 60. A la sortie de la valve 59 l'air est admis daus un mano-détendeur à pression réglable 64 qui conduit cet air à l'entrée 1 du distributeur A.Un tla mspsedétendeur abaissant la pression à un bar ou meins permet le réglage de la temporisution assurée par la minuterie ; le durée d'éoulement dans les canaux 15a, 15b dépend en effet de la pression. La coualistion 62 en dérivchion sur l'entrée 1 alimente le cylindre 42 et la valve 56 ainsi que d'autres valves éventuelles telles que 57a La valve 56 par le conal de letour 63 peut rétablir la valve à deux voies 59 dans sa situation initiale. Ainsig l'index 51 syant été plscé à la main sur une durée déterminée, lersqu'enappuie sur le bouton de la valve 60 de l'ain appive au di@@@@@@ @@@@@@ A de sorte que le moteur se met en marche En @@@@@@@@ tmps l'sir @@@@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@ 42 et. repoussut le tistos 43 met en pr's@@@@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@@@@45 et 46. L'index 51 er@@@@@@@@@@@@@ à sce@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@tion pers sa position d'origire. Ad passage il peut setis@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ des @@@@@ves tells que 57a dont la sortie, 63 peut eommande@@@@@@@ g@@@@@@quelconque de préférehce par l'intermédieirp@@@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@teibutaur à piotage pneumatique. En fin de mouvement de retour l'index 51 agit sur l'antenne 55 de la valve 56 de sorte que, par le conduit 64 le distributeur 59 est ramené dans sa position d'origine et le temporisateur cesse d'être alimenté. La pression tombant dans le cylindre 42 (au besoin par l'intermédiaire d'une valve à trois voies interposée sur le conduit 41 et commandée réciproquement par le bouton-poussoir 60 et la canalisation 64) le ressort 47 sépare les plateaux 45 et 46 de sorte que l'index s'immobilise en position d'origine. Dès que cet index est débrayé on peut le ramener à la position de départ au moyen d'un ressort de rappel (non représenté) de sorte qu'une pression sur le bouton-poussoir de la valve 60 suffit à la remise en marche du dispositif. La valve 60 comporte avantageusement une dérivation 65 permettant la mise en marche d'une machine à fonctionnement pneumatique dont la cadence de fonctionnement est réglée par la minuterie selon l'invention. Comme on a pu s'en rendre compte une telle minuterie permet d'affranchir une machine à fonctionnement pneumatique de toute servitude électrique telle qu'électrovalve ou mano-contacts. Dans ce cas, notamment pour les machines comportant des postes de vulcanisation, la minuterie selon l'invention met à l'abri des risques dus à une interruption accidentelle du courant. il va de soi que les moyens décrits pourraient btre remplacés par d'autres équivalents. En particulier le moteur alternatif pourrait être un moteur rotatif à palette et la lemultiplication entre le moteur et l'index pourrait être d'un- tout autre type L'invention s'applique à toutes les machines âtilisant de l'énergie pnaumatique dent les étapes de fone tionnement doivent être détermipées en durée ; notamment aus machines à vulcaniset et en particulier aux machines à vulcaniser les semelles des arteeles chaussants R E V E N D I C A T I O N S n minuterie pneumatique dans laquelle la temporisation est déterminée par l'écoulement de l'air dans un canal capillaire allongé caractérisée en ce qu'elle comprend fondamentalement une source d'air comprimé à pression constante, un distributeur à cinq voies à pilotage pneumatique et un moteur alternatif à deux capacités variables apposées, chacune de ces capacités étant reliée directement à l'une des deux sorties du distributeur et ces capacités étant elles-memes reliées chacune par un tube cspillaire à l'orifice de piletage du distributeur du meme coté que la sortie correspondante. 2.- minuterie pneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur alternatif entraîne un mécanisme pas à pas, qui, à travers une démultiplication, entraîne un dispositif d'affichage du temps qui est entraîné dans le sens rétrograde par le moteur alternatif. 7. - Minuterie pneumatique selon la revendi- cation 2, caractérisée en ce que l'alimentation du distributeur à cinq voies étant assurée par l'intermédiaire d'un distributeur à deux voies à commande pneumatique, ce distributeur est asservi, pour ltouverture, à une valve à bouton-poussoir et pour la fermeture à une valve commandée par le dispositif d'affichage à son retour en position origine. 4.- minuterie pneumatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moteur alternatif entraîne par un cliquet à effacement élastique une roue à rochet. 5. - Minuterie pneumatique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la roue à rochet entraîne un pivot excentrique à faible excentration portant un plateau denté coopérant avec une couronne rotative à denture intérieure dont le nombre de dents est peu différent de celui du plateau. 6. - minuterie pneumatique selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un embrayage à commande pneumatique dérivée de l'alimentation du moteur alternatif est intercalé entre le moteur et le dispositif d'affichage du temps. 7. - Minuterie pneumatique selon la revendication 3, caractérisée en ce que la valve à bouton-poussoir commande l'alimentation daune machine asservie à la minuterie. 8.- Minuterie pneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux capillaires sont des rainures hélicoïdales usinées sur l'une des parois d'une série de bagues cylindriques coaxiales exactement emboîtées les unes dans les autres. 9.- Minuterie pneumatique selon la revendication 8, caractérisée en ce que chaque canal capillaire comprend deux moitiés comprises entre les parois de trois bagues successives et reliées par une encoche sur la tranche de la bague intermédiaire. 10.-Minuterie pneumatique selon la revendication 8, caractérisée en ce que les bagues forment un boî- tier enfermant sensiblement L'ensembLe de la minuterie. 11.- minuterie pneumatique selon les revendications 5 et 8, caractérisée en ce que le palier rotatif de la couronne est aménagé à la périphérie interne de la bague de plus petit diamètre. 12.- Application de la minuterie selon une des revendications précédentes à une machine à commande pneumatique et à fonctionnement cyclique, notamment aux machines à vulcaniser les articles chaussants.