Brevet FR2483021A1 — publié le 19811127

L'invention se rapporte à un relais de pression compor- tant d'une part une entrée d'alimentation d'un premier fluide sous pression, un orifice d'échappement, un orifice de sortie et une entrée de commande et d'autre part, à l'intérieur de son corps, un dispositif de distribution, pourvu d'un organe de commutation tel qu'une valve, qui est apte à relier par des canaux et orifices in- oit ternes, l'orifice de sortievers l'entrée de pression, soit vers l'échappement lorsqu'un signal de commande pneumatique est appli- qué sur ladite entrée de commande. Un tel relais, qui est bien connu en soi, trouve notam- ment son application dans des circuits de contrôle de la position de l'organe mobile d'un vérin o les signaux de commande sont re- présentés par la pression existant dans la chambre du vérin dont le volume est en diminution, pression qui s'annule lorsque le pis- ton a effectivement atteint sa position extrême en fin de course; un tel relais est donc un relais à chute de pression. Lorsque ce relais connu était mis en oeuvre dans un cir- cuit tel que mentionné ci-dessus, il était habituel de le placer soit dans une armoire contenant d'autres composants pneumatiques, soit sur une platine montée au voisinage du vérin auquel il était associé. Ce mode d'installation présente tous les inconvénients qui peuvent résulter de la longueur importante des tuyauteries nécessaires dans ce cas, à savoir la probabilité de leur détério- ration, les pertes de charge ou délais de transmission et l'accu- mulation d'huile de lubrification des vérins faisant obstacle à la transmission rapide des signaux de commande par stagnation dans les tuyauteries correspondantes. Ces inconvénients sont encore augmentés soit si l'entrée d'alimentation du relais doit elle- même être reliée à une prise de pression conditionnelle située en un point particulier du cylindre du vérin, en vue de signaler le passage du piston en ce point, soit encore si le circuit d'- alimentation du vérin comporte un régleur de vitesse pneumatique, car il faut dans ce cas utiliser une embase intermédiaire pour effectuer les liaisons entre ce régleur de vitesse, ce relais de pression et le vérin. È - 2 - L'invention se propose par suite de fournir un relais de pression, dont la constitution interne répond à celle qui est mentionnée ci-dessus, mais dans lequel des mesures seront prises pour permettre son association directe sur un vérin; dans ce cas, les bénéfices les plus intéressants seront obtenus lorsque l'en- trée d'alimentation du relais sera reliée à un orifice de prise de pression placé sur le vérin, ou lorsque un régleur de vitesse devra être associé à l'alimentation du vérin. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que le corps du relais présente un canal supplémentaire de sec- tion importante dont une première extrémité comporte des premiers moyens de raccordement mécaniques et pneumatiques, coopérant di- rectement avec unoorifice d'alimentation d'un vérin, dont une seconde extrémité comporte des seconds moyens de raccordement mé- caniques et pneumatiques aptes à recevoir une tuyauterie d'alimen- tation du vérin par un second fluide sous pression, l'entrée de commande du dispositif de distribution étant reliée à ce canal auxiliaire entre lesdites extrémités. On connaît également par le brevet allemand no 1119615 un relais pneumatique comportant une valve apte à interrompre et autoriser la circulation d'un fluide, en fonction d'une pression de commande, et o le corps de ce relais présente un canal de section importante, dont une extrémité comporte des premiers moyens de raccordement coopérant directement avec l'orifice d'- entrée d'alimentation d'un vérin, tandis que l'autre extrémité comporte des seconds moyens de raccordement aptes à recevoir l'- extrémité d'une tuyauterie d'alimentation du vérin; dans ce relais connu, aucune liaison n'est toutefois établie entre ce canal et l'entrée du signal de commande, et le but poursuivi ici, à savoir effectuer un blocage du vérin en cas de rupture d'une canalisa- tion, n'a rien de commun avec celui qui est visé dans la présente invention. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription ci-dessous, qui est accompagnée par des figures montrant des modes de réalisation non limitatifs, et parmi lesquelles La figure 1 représente en coupe longitudinale brisée AA', un relais de pression apte à coopérer directement avec un raccord utilisé généralement pour l'alimentation des vérins, -3- La figure 2 illustre une vue de droite du relais de la figure 1, sans le raccord d'alimentation du vérin. La figure 3 représente en coupe longitudinale brisée BB', un relais de pression combiné avec un organe de fixation analogue à celui d'un raccord et avec une tuyauterie d'alimenta- tion de vérin, La figure 4 représente une vue de droite du relais selon la figure 3, La figure 5 représente une vue en coupe longitudinale partielle d'un relais apte à se fixer dans des orifices d'entrée de vérin à filetage conique, et à être vissé à l'aide d'une tête de serrage ayant une autre position que dans les exemples précédents. Un relais pneumatique (1) visible à la figure 1, com- prend un corps (2) dans lequel sont ménagés d'une part, un premier alésage (3) d'axe XX', destiné à recevoir un dispositif de dis- tribution pneumatique, indiqué généralement par (4) associé à un connecteur pneumatique (5) et d'autre part, un second alésage (7) d'axe YY', sensiblement perpendiculaire à XX' dans cette figure destiné à recevoir une pièce (6) de forme générale cyclindrique creuse, servant à la fixation directe du corps dans un orifice d'alimentation (8'), d'un corps de vérin (8)placé sur une extré- mité du cylindre du vérin. Cette pièce (6) est axialement traversée par un alésage concentrique permettant le passage d'un fluide. Cet alésage 'constitue donc un canal (9), pratiqué dans la pièce cylindrique, ayant à une première extrémité (60) de la pièce un orifice (10) extérieur au vérin, et à une seconde extré- mité (61), un orifice (11), communiquant avec le volume interne du vérin. Cette pièce (6) présente encore à sa première extrémité du canal (9) un filetage intérieur (12) et une tête de- serrage polygonale extérieure (13) tandis que la seconde extrémité est constituée par un prolongement dépassant du corps et pourvu d'un filetage extérieur (14); des joints d'étanchéité (15 et 16) sont respectivement placés entre la tête et une première surface d'- appui (17) du corps (2) et entre une seconde surface d'appui (18) du corps, opposée et parallèle à (17), et le vérin. - 4 - Entre le second alésage (7) et une portion intermé- diaire (19) de la pièce (6), qui le pénètre,se trouve un espace annulaire (20) qui est relié au canal (9) par des ouvertures latérales de la pièce (56) telles que (21) qui aboutissent à la surface extérieure de la portion (19). De plus, un canal (22) du corps relie le second alésage (7) à un fond (23) du premier alésage (3). L'espace annulaire (20) peut aussi ne pas exister si les ouvertures (21) sont re- liées directement au canal (22). Le dispositif de distribution (4) comporte une jupe de révolution (24) présentant une première chambre coaxiale (25) placée du côté du fond (23) et communiquant avec une seconde chambre coaxiale (26) par un orifice (27); par ailleurs, la pre- mière chambre communique par un passage latéral (28) avec une première gorge annulaire externe (29), tandis que la seconde chambre communique par un passage (30) avec une seconde gorge annulaire externe (31) de la jupe; ces deux gorges étant sêpa- rées par une nervure annulaire (32) externe. Un organe de commutation (33), mobile axialement selon XX', et ayant une extrémité (34) dans la première chambre, tra- verse l'orifice (27) pour pénétrer dans la seconde chambre par une seconde extrémité (35) portant un clapet (36) apte à obturer et à ouvrir l'orifice (27) lorsque cet organe (33) est déplacé vers la gauche et respectivement vers la droite. Entre le fond (23) et une première paroi frontale (37) de la jupe, est placée une membrane élastique (38), qui est pincée sur sa périphérie de façon étanche, tandis qu'une seconde paroi frontale (39) de la jupe, opposée à la première, sert d'appui à un bouchon (40) qui est placé à l'extrémité (41) de l'alésage (3). Ce bouchon, qui porte le connecteur pneumatique (5) présente un canal (42) dont un orifice de sortie (43) est placé en regard du clapet, et dont une entrée (44) communique avec la tuyauterie (45) dont l'extrémité est engagée dans le connecteur (5). En raison de l'ajustement de la jupe dans l'alésage, et éventuellement de l'utilisation de joints d'étanchéité non repré- sentés, les gorges (29) et (31) ne communiquent pas entre elles; ces gorges sont reliées séparément par des canaux respectifs (46 et 47) placés dans le-corps (2) et aboutissant à l'alésage (3) - 5- avec deux connecteurs pneumatiques extérieurs (48) respectivement (49) dont les ouvertures (50 et 51) débouchent, comme celle 'du con- necteur (5) sur une surface extérieure (52) du corps opposée au second alésage pour recevoir des extrémités de tuyauteries non représentées et comparables à (45), voir aussi la figure 2. Le dispositif de distribution (4) reçoit une première pression d'alimentation (Q) par la tuyauterie (45) engagée dans le connecteur (5); cette pression appliquant le clapet (36) sur l'orifice (27), un fluide sous pression se déplace à travers 1'- orifice (43), la chambre (26), le passage (30), la gorge (31) et. le canal (47) pour aboutir à la sortie S du connecteur (49) et à la tuyauterie associée pour utilisation et commande d'un appareil récepteur approprié. Si une seconde pression P de valeur suffisante se trouve établie dans le canal (9), cette pression est transmise à la mem- brane (38) par les ouvertures (21), l'espace (20) et le passage (22) représentant une entrée de commande C pour le dispositif (4) et provoque une déformation de cette membrane dont le mouvement vers la droite repousse l'organe de commutation (33) qui ouvre l'orifice (27) et ferme l'orifice (43). La pression Q qui régnait dans la chambre (26) et à la sortie S provoque maintenant la circulation du fluide qui était enfermé dans la tuyauterie correspondante à travers l'orifice (27), la première chambre (25), le passage (28), le canal (46), et le connecteur (48) qui peut être directement ouvert à l'air libre E, ou être relié à une conduite d'échappement canalisée non représentée. Lorsque ce relais est utilisé sur un vérin (8), un rac- cord pneumatique (52) classique peut être fixé sur sa pièce cylin- drique (6) par vissage d'une pièce de fixation (53) creusedu rac- cord, dans la région filetée (12)- de la pièce cylindrique (6), de sorte qu'un fluide d'alimentation sous pression P de ce vérin circule à travers le canal (9) dont la section est importante et à travers le canal (54) du raccord dont un prolongement latéral (55) porte un connecteur pneumatique (56) relié à un distributeur, non représenté, par une tuyauterie (57). D On constate à l'examen des figures 1 et 2 que les direc- tions de départ de l'ensemble des tuyauteries telles que (45) - 6- est sensiblement perpendiculaire à l'axe YY' de la pièce (6) et que les axes des connecteurs (5, 48 et 49) sont parallèles; cette disposition présentel'intérêt de permettre un groupement ordonné et une orientation appropriée des tuyauteries du relais pneumati- que. De plus, l'existence des chicanes créées par les ouvertures (21), l'espace (20) et le passage (22) permettent, en combinaison avec une position appropriée du relais par rapport au vérin, d'empêcher au voisinage de la membrane et dans le passage (22) qui y conduit la stagnation de lubrifiant provenant du vérin. Dans un autre mode de réalisation (1') du relais, voir figures 3 et 4, un canal (54') d'axe ZZ', est directement creusé dans le corps (2') pour aboutir à un second alésage (7') d'axe YY' sensiblement perpendiculaire; une pièce cylindrique creuse de fixation (6') du relais, analogue à la précédente, mais bou- chée à sa première extrémité (60') comporte une série d'ouver- tures latérales (21') pour relier un canal interne (9') et le canal (54') à un seul et même espace annulaire (20') placé entre (7') et (6') et donc à un passage (22') de commande C', condui- sant à un dispositif de distribution (4') analogue au précédent; comme dans l'exemple de la figure 1, le canal d'alimentation complet comprenant les portions (9') et (54') présente une sec- tion importante pour ne pas provoquer de pertes de charge et comporte une première extrémité (58) aboutissant au vérin (8) et une seconde extrémité (59) aboutissant par un connecteur pneumatique (56') à une tuyauterie d'alimentation (57') en fluide sous pression P. Ce connecteur (56') ainsi que des connec- teurs (49')(5') et (48') aboutissent parallèlement sur une même face latérale (52') du corps (2'). Les deux variantes décrites présentent des avantages respectifs spécifiques qui les feront préférer en fonction de critères pris en considération par l'utilisateur. Si celui-ci souhaite utiliser un relais pneumatique et alimenter le vérin soit directement par une alimentation de pres- sion P, soit par l'intermédiaire d'un réducteur de débit ou d'un régleur de vitesse unidirectionnel, intégrés chacun dans un rac- cord, sa préférence ira au mode de réalisation selon la figure 1, qui en permet la fixation dans l'alésage fileté (12). -7- Si, par contre, l'utilisateur préfère bénéficier d'une meilleure compacité et d'un groupement intégral des tuyauteries, le mode de réalisation de la figure 3 répondra mieux à ses besoins. Lorsque ce relais fonctionne en relais capteur à chute de pression associé à l'alimentation d'un vérin, une pression Q est appliquée en permanence et la sortie S est reliée à l'échappe- ment E tant que le volume du cylindre qui est en cours de dimi- nution est soumis à la pression du fluide s'échappant du vérin vers le distributeur par le canal auxiliaire (9,-54), dès que le piston du vérin à atteint sa course extrême et que, par suite le dit volume à atteint sa valeur minimale, la pression dans ce canal s'annule et la première pression Q est reliée à la sortie S pour fournir un signal de fin de course. Lorsque ce relais est associé à un vérin à piquage, en vue de 'signaler que le piston du vérin a atteint une certaine position correspondant à un orifice de piquage placé en un point particulier du cylindre, l'entrée d'alimentation en pression Q du relais est reliée directement à cet orifice de piquage et ne se trouve donc alimenté en pression que si le piston a dépassé- ce point. Par suite, un signal ne pourra être délivré à la sortie S du relais que si le piston du vérin n'a pas été retenu par un blocage accidentel avant d'atteindre le point en question. - Dans une variante de réalisation du relais de pression selon la figure 1, qui est visible à la figure 5, la pièce cylin- drique creuse (6") comporte à l'extrémité (61") un filetage co- nique (14") apte à être engagé dans un filetage (8") de forme appropriée qui est pratiqué dans l'orifice (8") d'un vérin (8'''). L'étanchéité entre le vérin et la pièce cylindrique est ici ob- tenue par un serrage suffisant qui est exercé à l'aide d'un outil, non représenté, qui coopère avec des pans (13") placés sur une portion de la pièce cylindrique placée entre le relais de pression (2") et le vérin (8"'). La portion supérieure (60") de cette pièce cylindrique ne comporte donc pas de moyens de coopération avec un outil de serrage ce qui permet de fabriquer cette pièce (.6") avec des parois plus minces et à l'aide d'un métal ayant une résistance mécanique plus faible que dans le cas précédent. Le fait que dans cette disposition, le corps du relais n'est pas serré entre - 8 - le vérin et la portion supérieure (60") oblige à prévoir des moyens d'étanchéité différents de ceux employes dans l'exemple précédent; la portion intermédiaire (19") comporte ici deux joints toriques (15") et (16") qui sont placés axialement de part et d'autre des ouvertures (21") et qui coopérent avec la surface cylindrique du second alésage (7"). Le maintien axial de la pièce cylindrique (6") dans le corps du relais est ici assuré d'une part par la première extrémité supérieure (60"), plus large que le second alésage et par un circlips (62) placé autour de la pièce (7") et sous la surface inférieure (18") du corps. Comme dans l'exemple précédent la pièce cylindrique (6") possède un canal axial (9") communiquant avec les orifices latéraux (21"); toutefois, l'extrémité supérieure de ce canal comporte ici un filetage conique (12") apte à recevoir un raccord (52"). -9- REVENDICATIONS 1. Relais de pression comportant d'une part une entrée d'alimentation d'un premier fluide sous pression, un orifice d'échappement, un orifice de sortie et une entrée de commande et, d'autre part, à l'intérieur du corps, un dispositif de distribu- tion pourvu d'un organe de commutation tel qu'une valve qui est apte à relier par des canaux et orifices internes l'orifice de sortie soit vers l'entrée de pression, soit vers l'échappement lorsqu'un signal de commande pneumatique est appliqué sur ladite entrée de commande, caractérisé en ce que le corps (2) du relais présente un canal supplémentaire (9) (9', 54') de section impor- tante, dont une première extrémité (11) respectivement (58) comporte des premiers moyens de raccordement mécaniques et pneu- matiques (14) coopérant directement avec un orifice d'alimenta- tion (8') d'un vérin (8), dont une seconde extrémité (10) respec- tivement (59) comporte des seconds moyens (12) respectivement (56') de raccordement mécaniques et pneumatiques aptes à recevoir une tuyauterie d'alimentation du vérin par un second fluide sous pression P, l'entrée de commande C du dispositif de distribution (4) étant reliée à ce canal auxiliaire entre lesdites extrémités. 2. Relais de pression selon la revendication 1 caractéri- sé en ce que le canal auxiliaire (9) est formé dans une pièce de révolution (6) traversant un alésage cylindrique (7) du corps (2) du relais (1) l'entrée de commande C du dispositif de distribu- tion (4) étant reliée à ce canal par des orifices latéraux (21) traversant latéralement une paroi de cette pièce (6) et communi- quant indifféremment avec un espace (20) dudit alésage (7) dans lequel débouche un canal de commande (22) de la valve, ou direc- tement avec ce canal de commande. 3. Relais de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premiers moyens sont constitués par un prolongement cylindrique saillant (61) fileté extérieurement (14) et entourant la seconde extrémité auxiliaire du canal, tan- dis que les seconds-moyens sont constitués par un alésage cylin- drique fileté intérieurement (12) dans la seconde extrémité du canal auxiliaire. - 10 - 4. Relais de pression selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les premiers moyens sont constitués par un prolon- gement cylindrique saillant fileté extérieurement (14) et placé à une première extrémité (61) d'une pièce de révolution (6), tandis que les seconds moyens sont constitués par un alésage cylindrique fileté (12) placé à une seconde extrémité (60) de la pièce de révolution (6),celle-ci comportant une portion extérieure (13) respectivement (13') au logement pourvue-de moyens de coopé- ration avec un outil de serrage qui sont représentés de préférence par une forme polygonale, cette portion, cet alésage et ce canal auxiliaire étant coaxiaux (YY'). 5. Relais selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que l'axe YY' du canal auxiliaire (9) est placé per- pendiculairement à des axes, de canaux terminés par des orifices de sortie (S) et respectivement, d'entrée d'alimentation de pre- mier fluide (Q) du relais, comportant chacun des moyens de raccor- dement pneumatique (51) respectivement (5) avec des tuyauteries extérieures. 6. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (2') du relais comporte un canal (54') et un second alésage (7') communiquants et perpendiculaires,une pièce cylin- drique de fixation et de liaison pneumatique (6') pourvue d'un canal interne (9'), d'orifices latéraux (21') et d'une tête de serrage (53') étant placée dans le second alésage, ledit canal. auxiliaire étant formé entre un orifice (58) d'extrémité de la pièce cylindrique (6') et un-orifice (59) extérieur du canal (54') recevant un connecteur pneumatique (56') par une tuyauterie (57'). 7. Relais selon l'une des revendications 1 à 6, carac- térisé en ce que la dispositif de distribution (4) respectivement (4') est placé dans un premier alésage (3) du corps (2) respec- tivement (2' ou 2") dont l'axe XX' est perpendiculaire à l'axe YY' du second alésage (7) respectivement (7' ou 7"). 8. Relais selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de distribution comporte une jupe (24) qui est placée dans le premier alésage (3), o elle est maintenue par un bouchon (40) placé à l'extrémité (41) de l'alésage (3), cette jupe ayant une face transversale (37) qui comprime la périphérie d'une membrane (38) placée au fond (23) du premier alésage et à proximité du second alésage (7) respectivement (7' ou 7").