Brevet FR2395416A1 — publié le 19790119

La présente invention est relative à un dispositif de commande d'un vérin à déplacements et arrêts successifs dans un même sens, lesdits arrêts étant provoqués par coopération d'un butoir porté par la tige du vérin et d'une butée positive escamotable, la poursuite du déplacement se faisant par l'escamotage de cette butée jusqu'à arret sur la butée suivante, ledit vérin fonctionnant donc pas-à-pas. Dans les réalisations connues jusqu' à ce jour, un vérin pneumatique fonctionne alternativement entre deux points d'arrêt et il est impossible de maîtriser les vitesses de déplacement pour deux avances successives par butée escamotable à cause de la capacité en fluide, notamment en air, du vérin et de la compressibilité du fluide. Les chocs qui sont inévitables dans ce cas rendent souvent impossible l'exploitation industrielle pratique de ces réalisations. L'invention a pour but surtout de permettre l'avance pas-a-pas de la tige d'un vérin sur butées escamotables, avec vitesse maxima réglable et mise en vitesse progressive identique à celle d'un vérin alternatif, pour chaque démarrage de la:tige Suivant l'invention, un dispositif de commande d'un vérin du genre en question comporte un distributeur susceptible de permettre soit l'admission soit l'échappement d'une chambre donnée dudit vérin, un systeme de purge disposé entre ledit distributeur et ladite chambre, et un circuit logique commandant le fonctionnement dudit distributeur en admission ou en échappement, ledit circuit logique comportant, pour chaque chambre dudit vérin, une première porte ET dont la sortie est reliée au distributeur correspondant et dont les entrées sont reliées l'une à une commande d'avance ou de recul dudit vérin et l'autre à la sortie d'une seconde porte ET qui comporte autant d'entrées qu'il y a de butées, chacune de ces entrées étant reliée à la sortie d'une porte OU dont les deux entrées sont reliées, l'une directement, l'autre par l'intermédiaire d'un inverSeur à retard réglable, a la commande de mise en position ou escamotage de chacune desdites butées. Suivant un mode de réalisation de l'invention, ledit vérin peut être un vérin à simple effet ne comportant qu'une chambre, ledit dispositif ne comportant qu'un seul distributeur et ledit circuit logique ne comportant qu'une seule première porte ET reliée à la commande d'avance dudit vérin. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, ledit vérin peut être un vérin à double effet comportant deux chambres dont chacune est reliée à un distributeur commandé par une première porte ET, l'une des entrées de l'une de ces deux premières portes ET étant reliée à la commande d'avance dudit vérin, et l'une des entrées de l'autre de ces deux premières portes ET étant reliée à la commande de recul dudit vérin. Dans ces deux modes de réalisation de l'invention, chaque chambre dudit vérin peut être reliée au distributeur correspondant par l'intermédiaire d'un clapet de purge et d'un système de réglage de débit disposés en parallèle, qui peuvent à leur tour être reliés à la chambre correspondante dudit vérin par l'intermédiaire d'un système de purge rapide. De même, le débit de l'échappement de chaque chambre dudit vérin peut être réglable, celui de 11 admission étant libre ou bien le débit de l'admission peut être réglable, celui de l'échappement étant libre. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Aux dessins annexés; - la Figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention dans lequel le vérin est à simple effet - la Figure 2 est un schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention dans lequel le vérin est à double effet ; - et la Figure 3 est un schéma d'un mode de réalisation semblable à celui de la Figure 2 dans lequel les deux chambres du vérin sont munies d'un système de purge rapide. Comme on le voit à la Figure 1, on a choisit à titre d'exemple le cas de quatre butées escamotables 1, 2, 3 et 4, dont les commandes d'escamotage sont CB1, CB2, CB3 et CB4, susceptibles d'arrêter le mouvement d'un butoir 5 porté par une tige 6 solidaire du piston 7 d'un vérin à simple effet 8 dont la chambre unique I peut être mise sous pression, un ressort de rappel 9 étant prévu pour ramener le piston 7 lorsque la chambre I est mise a l'échappement. La chambre I est mise en communication avec un distributeur 10-I dont le tiroir il est susceptible de la faire communiquer,soit avec un échappement 1 & soit avec une arrivée de fluide sous pression 13. Sur la conduite 14 qui réunit la chambre I au distributeur 1Q-IL on dispose en parallèle un clapet de purge 15 et un système de réglage de débit 16. Suivant le sens dans lequel est placé le clapet de purge 15, il agit soit sur l'échappement soit sur l'admission, le réglage du débit étant alors inversement soit celui de 11 admission soit celui de l'échappement. Le dispositif conforme à l'invention comporte également un circuit logique qui commande la position du tiroir 11 du distributeur 10-I en admission ou en échappement. Ce circuit comprend, pour chacune des butées 1, 2, 3 et 4, et par exemple pour la butome 1 (les memes éléments étant prévus pour les butées 2, 3 et 4 et étant affectés des indices correspondants)un inverseur a retard R1 dont l'entrée Al est reliée à la commande CB1 et dont la sortie B1 est reliée à l'une des entrées d'une porte OU P1 a deux entrées, dont l'autre entrée Cl est reliée directement à la commande CB1.La sortie Dl de la porte OU P1 est reliée a l'uns des entrées d'une porte ET P , qui comporte autant d'entrées qu'il y a de butées , et donc quatre entrées reliées aux sorties D1, D2, D3, D4 des portes OU Pl, P2, P3 et P4 correspondant aux butées l, 2, 3 et 4. La sortie E de la porte ET P est reliée, à l'une des entrées d'une porte ET P'-I, à deux entrées, dont l'autre entrée F est reliée a la commande d'avance AV du vérin 8 et dont la sortie G est reliée à la commande du distributeur 10-I. Pour expliquer le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus, on supposera, comme on l'a dit, qu'il coopère avec quatre butées 1, 2, 3 et 4, bien qu'il soit valable pour un nombre quelconque de butées, et on adoptera les conventions suivantes - - admission d'air, huile, courant électrique pour pilotage des butées et du vérin représentés par une impulsion = 1 = mise en place d'une butée d'arrêt ; - coupure d'air, huile, courant électrique, pour pilotage des butées et du vérin représentés par une impulsion = 0 = escamotage des butées et rappel du vérin en position de départ. On supposera également que les inverseurs a retard R sont réglés sur un retard #T et que les quatre butées sont dans les états suivants - butée 1 en place - butée 2 escamotée - butée 3 commandée pour mise en place - butée 4 commandée pour escamotage On peut donc représenter les impulsions circulant dans les branches , B, C et D du circuit, respectivement pour chaque butée, par le tableau suivant A1=1 # B1=0 # # D1=1 C1=1 A2=0 # B2=1 C2=0 immédiat retard#T A3=0 # A3=1 # B3=1 # B3=0 # # D3=1 ne change immédiat C3=0 C3=1 pas d'état immédiat retard#T A4=1 # A4=0 # B4=0 # B4=1 immédiat # # D4=1 # D4=0 immédiat retard#T C4=1 # C4=0 # D4=1 Comme on le voit sur le tableau ci-dessus, que les butées soient en place, escamotées ou en train de se: mettre en place, D=l sur toutes les entrées et D=l # E=l. Donc le signal G sera identique au signal F.Par contre, conformément a l'exemple, si l'on est en avance et en butée sur 4, le fait de vouloir escamoter la butée 4 pour poursuivre le mouvement purgera automatiquement le vérin : en effet, le passage de 1 a 0 sur l'une des commandes de butées CB (ici C34) fait passer le signal s correspondant (ici D4) par 0 pendant un temps T réglable, ce qui a pour conséquence que B=O, donc G=O malgré F=l, pendant le même temps#T. Ce temps#T sera donc le temps de purge du vérin et sera réglable à volonté de O a 0,5 secondes. La Figure l donnait un exeriple du dispositif conforme à l'invention pour une avance pas-à-pas dans un seul sens d'un vérin simple effet a recul par ressort ou d'un vérin double effet a recul pneumatique. La Figure 2 montre un dispositif analogue alimentant un vérin double effet 8 dont les deux chambres I et II, séparées par le piston 7, permettront une avance pas-à-pas dans les deux sens. La chambre I est reliée, par l'intermédiaire de la conduite 14-I, du clapet de purge 15-I et du système de réglage de débit 16-I à un premier distributeur 10-I commandé par la sortie Gi d'une première porte ET P'-I dont les entrées sont constituées par la sortie E de la porte ET P et par une seconde entrée F-I reliée à la commande de recul RE du vérin 8. De la même façon, la chambre Il est reliée, par des éléments semblables, désignés par des références identiques affectées de l'indice Il, à la commande d'avance AV du vérin 8. On notera que dans ce cas la purge est sans effet lorsque F-I =0 puisque, quelque soit le signal E, GI, ce qui signifie que,lorsquwon avance pas-à-pas en purgeant à chaque fois la "chambre avance" II, la "chambre recul" reste constamment à la pression atmosphérique. Si les distributeurs 10-I et 10-II sont trop loin du vérin 8, l'échappement à travers eux perdra de sa rapidité en raison de la longueur des conduites 14-I et 14-II et il sera alors nécessaire de prévoir, sur chacune de ces conduites, et comme on le voit à la Figure 3, une purge rapide 17-I et 17-II, associée à un clapet de purge 18-I et 18-II, directement à la sortie des chambres I et II du vérin 8. Dans tous les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, l'avance du vérin 8 se fait par montée progressive en pression de la chambre concernée, ce qui permet une mise en vitesse réglable, et la montée à la pression nominale se fait quand le butoir 5 de latige 6 du vérin 8 est en appui sur l'une des butées l à 4.A partir d'un arrêt, le démarrage en sens inverse ne pose aucun problème. Par contre, pour un démarrage dans le même sens, l'escamotage de la butée qui permettra la poursuite du mouvement ne pourra se faire qu'aprVs une purge controlée de la chambre en pression, ce qui permet d'assurer un démarrage progressif par montée en pression dans ladite chambre, l'autre chambre restant a la pression atmosphérique, que le vérin 8 soit à simple ou à double effet. Dans les réalisations décrites, que le vérin soit simple ou à double effet, on a supposé que le débit de l'admission d'air était réglable et que l'échappement était libre, contrairement à ce qui se fait ordinairement pour les vérins de ce type. On pourrait cependant obtenir un résultat analogue en réglant au contraire le débit de l'échappement d'un vérin double effet et en remplissant ses deux chambres avant chaque escamotage d'une butée. Dans ce cas, on peut remarquer qu'un fonctionnement idéal ne serait théoriquement obtenu qu'en employant un vérin a double tige, dont le piston aurait donc la même section sur ses deux faces, bien que l'emploi d'un vérin normal donne malgré tout de bons résultats pratiques. On peut remarquer en outre que pour obtenir un pas- -pas efficace avec de grandes possibilités dans les deux directions de déplacement, il est intéressant de prévoir des butées mono-directionnelles, c'est- -dire des butées dont l'action n'est effective que dans un sens de déplacement, et nulle dans l'autre, soit par escamotage automatique de la butée, soit par escamotage automatique du butoir coopérant avec elle, ainsi qu'il est décrit dans la demande de brevet français déposée ce même jour par la Demanderesse et intitulée "Dispo- sitif de commande d'un organe actif mobile". I1 va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent entre décrits notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cella du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande d'un vérin à déplace ments et arrêts successifs dans un même sens, lesdits arrêts étant provoqués par des butées escamotables, caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur susceptible de permettre soit l'admis- sionsdt l'échappement d'une chambre donnée dudit vérin 21,un systE- me de purge disposé entre ledit distributeur et ladite chambre, et un circuit logique commandant le fonctionnement dudit distributeur en admission ou en échappement, ledit circuit logique comportant, pour chaque chambre dudit vérin, une première porte ET dont la sortie est reliée au distributeur correspondant et dont les entrées sont reliées l'une à une commande d'avance ou de recul dudit vérin et l'autre à la sortie d'une seconde porte ET qui comporte autant d'entrées qu'il y a de butées, chacune de ces entrées étant reliée à la sortie d'une porte OU dont les deux entrées 22 sont reliEcs,l'une directement,l'autre par l'intermédiaire d'un inverseur à retard réglable,à la commande de l'escamotage de chacune desdites butées. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit vérin est un vérin à simple effet ne comportant qu'une chambre, ledit dispositif ne comportant qu'un seul distributeur et ledit circuit logique ne comportant qu'une seule première porte ET reliée à la commande d'avance dudit vérin. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit vérin est un vérin à double effet comportant deux chambres dont chacune est reliée à un distributeur23 commandé par une première porte ET, l'une des entrées de l'une de ces deux premières portes ET étant reliée à la commande d'avance dudit vérin, et l'une des entrées de l'autre de ces deux premières portes ET étant reliée à la commande de recul dudit vérin. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque chambre dudit vérin est reliée au distributeur correspondant par l'intermédiaire d'un clapet de purge et d'un système de réglage de débit disposés en parallèle. S.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit clapet de purge et ledit système 24 de réglage de débit disposés en parallèle sont reliés à la chambre correspondantedudit vérin par l'intermédiaire d'un systdme de purge rapide. 6.- Dispositif suivant itune des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que le débit de l'echappement de chaque chambre dudit vérin est réglable, celui de l'admission étant libre. 7.- Dispositif suivant l'une des revendcations 1 a 5, caractérisé en ce que le débit de l'admission de chaque chambre dudit vérin est réglable, celui de l'échappement étant libre