Brevet FR2281608A1 — publié le 19760305

La présente invention se rapporte à un compteur d'impulsions pneumatiques, par exemple pour asservissementsà séquence, et qui émet un signal de sortie après avoir reçu un certain nombre, de préférence réglable, d'impulsions d'entrée. Les compteurs d'impulsions pneumatiques connus dans la technique antérieure comprennent un mécanisme compteur décimal qui comporte lui-même des roues chiffrées dont chacune entraîne la suivante. Les impulsions à compter sont transformées, par l'intermédiaire d'un mécanisme à membrane ou à piston, en un déplacement d'un élément moteur qui fait avancer la roue des unités d'un pas d chaque impulsion. Sur ce compteur, on peut fixer par présélection le nombre des impulsions à compter, les impulsions arrivant au compteur se soustrayant de ce nombre. Lorsque le compteur est revenu à zéro, sa manoeuvre actionne un relais pneumatique qui émet un signal. Ces compteurs d'impulsions déjà connus sont malheureusement relativement compliqués et par conséquent croûteux. Par ailleurs, ils ont des dimensions relativement grandes. L'invention vise à réaliser cn compteur d'impulsions pneumaEiques simple et de faible dimension, qui exécute la même fonction avec une construction beaucoup moins compliquée et qui soit par ailleurs robuste, de manière à pouvoir travailler sans panne dans des conditions de fonctionnement plus dures et à être capable d'admettre des pressions de travail relativement élevées. Le compteur d'impulsions suivant l'invention est carac brisé en ce que son organe compteur est constitué par une tige qui coulisse axialement dans un corps et qui est entourée par au moins un accouplement d'entrainement desserrable qui coulisse dans le corps le long de la tige, entre deux positions limites et qui peut se serrer sur la tige ou se desserrer, cet accouplement étant sollicité par les impulsions d'entrée dans un sens de son mouvement et serrant la tige dans ce sens tandis qu'il peut être renvoyé à sa position de départ sous l'action d'une force de remise à zéro dans l'autre sens du mouvement. Les impulsions d'entrée transmises au compteur déplacent pas à pas la tige utilisée comme élément compteur et, lorsque ce dernier atteint sa position limite, il déclenche un signal de sortie.En remplacement dtun mécanisme compteur compliqué a roues chiffrées, on utilise donc un dispositif simple qui est composé de pièces tournées et d'autant moins coûteux à fabriquer Par ailleurs, le compteur d'impulsions suivant l'invention est de dimensions plusieurs fois inférieures à celles des compteurs utilisés jusqu'à présent. La présélection du nombre d'impulsions qui sépare le début du comptage de l'émission du signal de sortie s'effectue par simple modification de la position de départ de la tige, par exemple à l'aide d'une simple vis de réglage qui forme la butée de fin de course de cette tige. Le retour à la position de départ s'effectue par translation axiale de la tige, cette translation s'effectuant, soit par une manoeuvre manuelle, soit sous l'action d'une impulsion de rappel pneumatique. Suivant l'invention, l'accouplement d'entraînement peut être constitué par une bague de serrage qui entoure concentriquement la tige et se déplace par translation sous l'action des impulsions d'en trée, et qui présente une surface de portée conique dirigée vers la tige et contre laquelle portent des billes constituant les organes de serrage et qui attaquent la tige. Lorsque la bague de serrage se déplace dans un sens, sa surface de portée conique serre fortement les billes contre la tige, de sorte que cette dernière est entraînée tandis que l'effet de serrage exercé par la surface de portée conique est supprimé, de sorte que la bague de serrage peut revenir à sa position de départ, en coulissant le long de la tige, dès que l'impulsion d'entrée disparaît. Pour garantir positivement que la tige conserve la position qu'elle a atteinte lors du retour de l'accouplement d'entraînement, et suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut prévoir un dispositif de retenue qui retient la tige en exerçant une force de serrage inférieure à celle de l'accouplement d'entraînement. Ce dispositif de retenue peut être agencé pour se déplacer par translation sous l'action d'une impulsion pneumatique de remise à zéro, en surmontant une force de rappel, ce mouvement desserrant ce dispositif de retenue pour permettre le retour de la tige à sa position de départ. L'utilisation d'un tel dispositif de retenue permet de se contenter d'une force de remise à zéro inférieure à celle qui serait nécessaire dans le cas où l'on utiliserait un dispositif de retenue qui serait constamment en prise avec la tige. Dans une forme avantageuse de réalisation, le dispositif de retenue est composé d'une bague de retenue présentant une surface de portée conique dirigée vers la tige, et sur laquelle portent des billes qui forment les organes de serrage et attaquent la tige. Grâce à cette construction, le serrage et le desserrage du dispositif de retenue peuvent être exécutés d'une façon très simple, comrae dans le cas de l'accouplement d' entraînement. Suivant une forme préférée de réalisation du compteur d'impulsions suivant l'invention, la bague de serrage de ltaccouplement d'entraînement et la bague de retenue du dispositif de retenue présentent des surfaces de portée coniques qui se rétrécissent dans le même sens. Par ailleurs, les deux bagues sont disposées coaxialement, à un certain écartement mutuel, avec interposition d'un ressort de rappel et chacune peut se rapprocher de l'autre sous l'action d'un piston annulaire coulissant à joint étanche, le piston annulaire de la bague de serrage pouvant être sollicité par des impulsions d'entrée pour serrer l'accouplement d'entrat- nement tandis que le piston annulaire de la bague de retenue peut être sollicité par une impulsion de remise à zéro pour desserrer le dispositif de retenue.Dans cette construction, il suffit d'un seul ressort de rappel pour la bague de serrage et la bague de retenue. Par ailleurs, cet agencement donne au compteur d'impulsions une construction simple et peu encovbrante. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on peut prévoir, entre les billes de l'accouplement d'entrainement et les billes du dispositif de retenue, des éléments d'appui des billes, qui coulissent coaxialement sur la tige, et qui sont pressés contre les billes par un ressort. Dans une forme de réalisation préférée, ces éléments d'appui constituent en même temps la butée qui limite le pas d'avance de l'accouplement d'entraînement. Non seulement, ces éléments d'appui maintiennent les billes en bonne position entre les surfaces de portée coniques des deux bagues mais ils ont encore pour autre fonction de déterminer la longueur du pas d'avance de la tige, de sorte que, pour modifier le pas d'avance et, par conséquent, le nombre maximal des impulsions que le compteur pourra compter, il suffit de remplacer les éléments d'appui par d'autres. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut prévoir un clapet agencé sur la trajectoire de la tige et destiné à être actionné par cette tige pour déclencher le signal de sortie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le corps du compteur présente un perçage dans lequel la tige peut coulisser avec Jeu et qui est placé h l'avant de la tige dans le sens de l'avance de cette dernière, la tige étant engagée à joint étanche dans l'un des orifices de ce perçage, un conduit d'échappement partant d'un point intermédiaire de la longueur de ce perçage tandis que le deuxième orifice du perçage est fermé par un clapet à ressort qui se ferme en se dirigeant vers la tige et est destiné à s'ouvrir sous la poussée de cette dernière et que, dudit deuxième orifice, part un conduit qui mène au raccord d'émission du signal de sortie du compteur. Le conduit du signal de sortie du compteur est sous pression et il est vidangé dès que la tige ouvre le clapet et établit par conséquent la communication entre ce conduit et le conduit d'échappement qui part du perçage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le conduit d'échappement renferme une navette à ressort qui ferme normalement un raccord d'entrée de l'impulsion de remise à zéro et est commandé par cette impulsion. Lors de l'arrivée de l'impulsion de remise à zéro, le conduit d'échappement qui part dudit perçage est tout d'abord fermé par la navette, après quoi il s'établit dans ce perçage une pression qui repousse la tige à sa position de départ, cette tige se comportant alors comme un plongeur. Si, suivant une autre caractéristique de l'invention, un volume fermé est raccordé au raccord d'émission du signal de sortie, ce volume est rempli par l'impulsion de rappel, à travers le clapet, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'alimenter le raccord du signal de sortie au moyen d'un fluide sous pression spécialement prévu.Dans cette construction, on peut prévoir de préference un conduit d'arrivée supplémentaire qui débouche dans le conduit d'émission du signal de sortie par l'intermédiaire d'un étranglement, ce qui compense les inévitables pertes de pression qui se manifestent dans ledit volume fermé sous l'effet des défauts d'étanchéité. D'autres- caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins- annexés,sur lesquels - la figure 1. est. une coupe axiale d'un compteur d'impulsions pneumatiques suivant l'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et - la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 1. Suivant la figure 1, le compteur dtimpulsions pneumatiques comprend un corps 1 qui est composé de deux segments extrêmes 2 et 3 et d'un segment central 4, ces segments étant serrés les uns sur les autres par des vis 5. Le corps est traversé, de bout en bout par un perçage axial 6,dans lequel est logée une tige 7 qui peut se déplacer par translation longitudinale entre deux positions limites. Une vis de réglage 8, qui est vissée dans le segment extrême supérieur 2 du corps, forme l'une des butées limites5 tandis que la translation descendante de la tige 7 est limitée par un clapet 9 monté dans le segment extrême 3 et dont la bille 10 est presse contre l'orifice du perçage 6 par un ressort 11 pour fermer ce perçage. Le segment central 4 du corps est de forme tubulaire et renferme un accouplement d'entraînement 10 qui entoure la tige 7 et comprend essentiellement une bague de serrage 11 présentant une surface de portée conique 12 sur laquelle portent des billes 13. La bague de serrage 11 se déplace par translation le long de la tige 7 sous l'action d'un piston annulaire 14 qui, dans l'exemple de réalisation considéré, est constitué par une bague élastique à gorge et dont la face supérieure est en communication par un conduit 15 avec l'entrée 16 du compteur, par laquelle sont transmises les impulsions à compter. Au-dessous de l'accouplement d'entraînement 10, le segment central 4 du corps renferme également un dispositif de retenue 17 qui est essentiellement composé d'une bague de retenue 18 présentant une surface de portée conique 19 et des billes 20.La bague de retenue 18 peut être repoussée vers le haut par un piston annulaire 21, sous l'action d'une impulsion de remise à zéro par un raccord 22 prévu dans le segment extrême inférieur 3 du corps et d'où part un conduit 23 qui débouche dans le cylindre dans lequel coulisse le piston annulaire 21. La bague de serrage 11 et la bague de retenue 18 sont chargées par un ressort de rappel commun 24. Par ailleurs, le compteur comporte des éléments d'appui 25 et 26, interposés entre les billes 13 et les billes 20, qui coulissent coaxialement sur la tige 7 et sont pressés contre les billes 13 et 20 par un ressort 27 pour maintenir ces billes en bonne position.Ainsi,qu'il ressort également de la figure 1, l'extrémité inférieure de la tige 7 plonge dans la partie du perçage 6 qui est formée dans le segment extrême inférieur 3 du corps 1, une rondelle 28 formant un joint étanche à l'endroit où la tige pénètre dans cette partie du perçage. Ainsi, qu'il ressort de la figure 2, le raccord 22 de transmission de l'impulsion de remise à zéro est prévu latéralement au perçage 6 dans le segment terminal 3 du corps 1. Dans le raccord 22 est vissée une pièce rapportée 29 qui forme le siège d'une navette 30 qu'un ressort 31 tend à appuyer contre la pièce 29 et qui commande en même temps la communication entre le perçage 6 et le conduit d'échappement 32. Le perçage 6 est en communication avec le raccord 22 dans la région de la navette 30 par l'intermédiaire d'un conduit 33 de sorte que cette navette relie alternativement le perçage 6 au raccord 22 et au conduit d'échappement 32. La figure 3 est une coupe de la partie inférieure du segment extrême 3, qui montre que ce segment présente un raccord 34 destiné à la transmission du signal de sortie et qui est relié au perçage 6 par l'intermédiaire d'un conduit 35 et du clapet 9, cette dernière particularité ressortant de la figure 1. La figure 3 montre également un conduit 36 d'arrivée d'air qui est relié au conduit 35 du signal de sortie par un étranglement 37. Dans la position représentée sur la figure 1, la tige 7 se trouve dans sa position de départ ou position supérieure, dans laquelle elle est appuyée contre la vis de réglage 8.Les impulsions a compter sont transmises au compteur par l'entrée 16. Chaque impulsion charge le piston annulaire 14 par l'intermédiaire du conduit 15 et, sous cet effet, ce piston repousse l'accouplement d'entraînement 10 vers le bas en surmontant la force du ressort de rappel 24.Dans ce mouvement, les billes 13 sont comprimées contre la tige 7 par la surface de portée conique 12 de sorte qu'elles serrent cette tige et entraînent cette dernière d'un pas vers le bas jusqu'à ce que l'organe d'appui supérieur 25 rencontre l'organe d'appui inférieur 26. Lors de la disparition de l'impulsion d'entrée, l'accouplement d'entraînement 10 revient à sa position limite supérieure sous l'action du ressort de rappel 24. Toutefois, la tige 7 est retenue dans la position dans laquelle elle a été poussée par le dispositif de retenue 17. Dans ce dispositif, la surface de portée conique 19 de la bague de retenue 18 agit sur les billes 20 et presse ces billes cbntre la tige 7 mais avec une force de serrage inférieure à celle qui est développée par l'accouplement d'entraînement 10, de sorte que la tige 7 peut être repoussée vers le bas en dépit de l'action du dispositif de retenue 17 tandis que ce dispositif l'empêche de revenir à sa position limite supérieure avec l'accouplement d'entrainement 10. De ce fait, la tige 7 est entraînée d'un pas vers le bas à chaque impulsion d'entrée. Des que son extrémité inférieure atteint le clapet 9, la tige ouvre ce clapet, ce qui provoque l'émission d'un signal de sortie par le raccord 34 représenté sur la figure 3.La présélection du nombre des impulsions qui doivent déclencher l'émission d'un signal de sortie peut être exécutée å volonté au moyen de la vis de réglage 8. Dans l'exemple de réalisation représenté, le retour de la tige 7 à sa position de départ est assuré par une impulsion pneumatique de retour ou de remise à zéro. Cette impulsion est transmise par le raccord 22. Ainsi qutil ressort de l'examen de la figure 2, l'impulsion de retour transmise à travers le raccord 22 repousse la navette 30 en surmontant la force du ressort 31, de sorte que cette navette établit la communication entre lê raccord 22 et le perçage 6 par l'intermédiaire du conduit 33, tandis qu'elle ferme le conduit d'échappement. il s'établit donc dans le perçage 6 une pression qui ouvre le clapet 9 et remplit le raccord 34 (visible sur la figure 3) d'émission du signal de sortie mais, en même temps,en raison de la présence de la rondelle d'étanchéité 28, sollicite la tige 7, qui se comporte copine un plongeur, et la repousse à sa position de départ représentée sur la figure 1. En même temps, l'impulsion de rappel charge également par le conduit 23 le piston annulaire 21 du dispositif de retenue 17, de sorte que ce dernier se desserre et que le retour de la tige peut steffectuer sous l'effet d'une pression relativement faible. Dès que la tige 7 est revenue à aa position de départ et que l'impulsion de retour disparaît, le clapet antiretour 9 se ferme. De ce fait, la pression de l'impulsion de retour reste accumulée dans le raccord 34 du signal de sortie (figure 3), qui est ferm6 par un volume cons tant. Les pertes de pression inévitables,dues aux fuites à travers des défauts d'étanchéité, sont compensées par l'air introduit par le conduit d'arrivée d'air 36 prévu comme indiqué sur la figure 3. Au contraire, le perçage 6 est isolé du raccord 22 de transmission de l'impulsion de retour par la navette 30 représentée sur la figure 2. Ensuite, on peut commencer un nouveau comptage par transmission d'impulsions à l'entrée 16. Dans l'exemple de réalisation représenté, on utilise comme signal de sortie une chute de pression dans le raccord 34 qui est ouvert de la façon décrite plus haut. Dès que la tige 7 ouvre le clapet 9 le raccord 34 est mis à l'échappement par l'intermédiaire du conduit d'échappement 32. Cet agencement possède, comparativement aux réalisations à signal de sortie positif, l'avantage de ne pas demander d'alimentation de pression spéciale pour le signal de sortie et, par tailleurs, celui d'éviter une montée lente de la pression de sortie en raison de la transmission de la pression à travers des orifices de petite section. Toutefois, il est également possible d'utiliser un signal de sortie positif dans le compteur d'impulsions suivant l'invention. La tige 7 pourrait actionner, à la place du clapet 9 représenté sur la figure 5, un distributeur de constitution quelconque, par exemple, un relais pneumatique déclenchant l'émission d'un signal de sortie positif ou encore un relais électrique produisant un signal de sortie électrique. On reste également dans le cadre de l'invention en prévoyant un moyen de retour manuel de la tige. Bien entendu, diverses modifications et variantes pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple sans pour cela sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Compteur d'impulsions pneumatiques, par exemple pour asservissements à séquence, qui émet un signal de sortie après avoir reçu un certain nombre, de préférence réglable, d'impulsions d'entrée, ce compteur étant caractérisé en ce que son organe compteur est constitué par une tige qui coulisse axialement dans un corps et qui est entourée par au moins un accouplement d'entraînement desserrable qui coulisse dans le corps1 le long de la tige, entre deux positions limites et qui peut se serrer sur la tige ou se desserrer, cet accouplement étant sollicité par les impulsions d'entrée dans un sens de son mouvement et serrant la tige dans ce sens tandis qu'il peut êtrerenvoyé à sa position de depart par une force deremise à zéro dans l'autre sens. 2. Compteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'accouplement d'entraînement est essentiellement composé d'une bague de serrage entourant concentriquement la tige qui se déplace par translation sous l'action des impulsions d'entrée et qui présente une surface de portee conique dirigée vers la tige et contre laquelle portent des billes constituant les organes de serrage et qui attaquent la tige. 3. Compteur suivant la revendication I ou 2, caractérise en ce qu'il comprend un dispositif de retenue qui retient la tige en exerçant une force de serrage inférieure à celle de l'accouplement d'entraînement. 4. Compteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de retenue est agencé de manière à pouvoir se déplacer par translation sous l'action d'une impulsion pneumatique de remise à zéro en surmontant une force de rappel, ce mouvement desserrant ce dispositif de retenue pour laisser la tige revenir à sa position de départ. 5. Compteur suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif de retenue est essentiellement composé d'une bague de retenue présentant une surface de portée conique dirigée vers la tige et contre laquelle portent des billes constituant les organes de serrage et qui attaquent la tige. 6. Compteur suivant les revendications 1 à 5, prises ensemble, caractérisé en ce que la bague de serrage de l'accouplement d'çntraSnement et la bague de retenue du dispositif de retenue présentent des surfaces de portée coniques qui se rétrécissent dans le même sens, qui sont disposées coaxialement, à un certain écartement mutuel, avec interposition d'un ressort de rappel et dont chacune peut se rapprocher de l'autre sous l'action d'un piston annulaire coulissant à joint étanche, le piston annulaire dela bague de serrage pouvant être sollicité par les impulsions d'entrée pour serrer l'accouplement d'entrainement tandis que le piston annulaire de la bague de retenue peut être sollicité par une impulsion de remise a zéro qui desserre le dispositif de retenue. 7. Compteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des organes d'appui des billes, interposés entre les billes de l'accouplement d'entraînement et celles du dispositif de retenue et qui coulissent coaxialement sur la tige et sont pressés contre les billes par un ressort, les organes d'appui formant de préférence en même temps la butée qui limite le pas d'avance de l'accouplement d'entraînement. 8. Compteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet agencé sur la trajectoire de la tige, et destiné à être actionné par cette dernière pour déclencher le signal de sortie. 9. Compteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé enoe que le corps présente un perçage dans lequel la tige peut coulisser avec jeu et qui est placé à l'avant de la tige, considéré dans le sens de l'avance de cette dernière, v tige étant engagée à joint étanche dans llun des orifices de ce perçage, un conduit d'échap- pement partant d'un point intermédiaire de la longueur de ce perçage tandis que le deuxième orifice du perçage est fermé par un clapet àressort qui se ferme en se dirigeant vers la tige et est destiné à s'ouvrir sous la poussée de cette tige, et que de ce deuxième orifice part un conduit qui mène à un raccord d'Emission du du signal de sortie. 10. Compteur suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une navette à ressort, montée dans le conduit d'échappement, qui ferme normalement un raccord d'entrée de l'impulsion de remise à zéro et qui est destinée à être commandée par cette impulsion. 11. Compteur suivant les revendications 9 et 10 prises ensemble, caractérisé en ce que le raccord d'émission du signal de sortie débouche dans un volume fermé qui est destiné à être rempli à travers le clapet par l'impulsion de remise à zéro. 12. Compteur suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il présente un conduit d'arrivée d'air qui débouche dans le conduit d'émission du signal de sortie et dans lequel est intercalé un étranglement.