Brevet FR2507704A1 — publié le 19821217

L'invention concerne un dispositif de commande pneu- matique pour un appareil pneumatique pouvant être entraîné suivant des déplacements inverses et qui est équipé d'une soupape d'inversion d'arrêt ou d'isolement servant au choix à bloquer et à libérer l'envoi du courant d'air comprimé à l'appareil pneumatique pour obtenir l'un ou l'autre des dé- placements, et d'une soupape de réduction de pression servant à limiter la pression à une valeur déterminée pouvant être présélectionnée. De tels dispositifs de commande pneumatiques sont connus depuis longtemps En particulier dans le cas de ce qu'on appelle les systèmes de commande directe, dans les- quels par conséquent le courant ou l'écoulement principal envoyé à l'appareil pneumatique est soumis à l'action du système de commande, la soupape d'inversion d'arrêt ainsi que la soupape de réduction de pression sont disposées en des emplacements différents Ceci est valable notamment pour des dispositifs dans lesquels la soupape d'inversion d'arrêt est suspendue en tant qu'élément de commande à un appareil, comme par exemple dans le cas de systèmes pneumatiques de levage ou de chariots de manoeuvre à commande pneumatique sur des voies suspendues à monorail Etant donné que dans le cas de systèmes de commande directe, les organes devant être manipulés par l'opérateur doivent être réalisés avec une taille relativement importante et être massifs, la disposi- tion de la soupape de réduction de pression, en tant qu'élé- ment supplémentaire, à proximité de la soupape d'inversion d'arrêt est tout à fait indésirable étant donné qu'alors le dispositif de manoeuvre devient encore moins maniable. Dans le cas de la commande de puissances importantes, il apparaît cependant, par suite de l'éloignement réciproque des deux soupapes, des retards dus à la présence des condui- tes et qui peuvent avoir une influence négative sur le com- portement de réponse et conduire également, dans quelques cas, à des oscillations du système de commande Il peut alors se produire, pendant de brefs intervalles de temps, des 2- dépassements de la valeur présélectionnée de la pression, ce qui est particulièrement indésirable pour des raisons de sécurité. C'est pourquoi un but de l'invention est de créer un dispositif de commande pneumatique du type indiqué plus haut, qui, en dépit d'une puissance élevée, introduit à peine quel- que retards ou quelques oscillations dans le comportement de réponse, et ce moyennant une commande aisée. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que les deux soupapes sont disposées à l'inté- rieur d'un boîtier unique. Dans le cas de la forme de réalisation conforme à l'invention du dispositif de commande pneumatique, il n'existe entre la soupape de réduction de pression et la soupape d'inversion d'arrêt, que des trajets très courts sur lesquels un établissement ou une surpression de pression ne subit quasiment aucun retard et dans lesquels ne se si- tue aucune colonne de gaz pouvant être amenée à entrer en oscillations Lorsque les axes longitudinaux des deux soupa- pes sont disposés parallèlement l'un à l'autre, les voies de liaison peuvent être réduites à une zone de jonction, étant donné qu'ainsi, la sortie de la soupape de réduction de pres- sion débouche dans la soupape d'inversion d'arrêt. Assurément le volume de construction d'une pure soupape d'inversion d'arrêt, connuejusqu'à présent, est légèrement plus faible que celui du dispositif de commande pneumatique conforme à l'invention, mais il faut se repré- senter que, jusqu'alors, il fallait utiliser comme butée pour les dispositifs manuels de réglage, sur l'organe de réglage de la soupape, une poignée ou analogue que l'on peut supprimer dans le cas de l'invention étant donné que le boîtier peut être saisi de façon sûre dans son ensemble. Etant donné que les parois à l'intérieur du boîtier peuvent être utilisées en partie en commun pour les deux soupapes, le volume d'ensemble est inférieur à celui d'un dispositif comportant deux soupapes séparées fixées l'une à l'autre. 250770 'd D'autres caractéristiques et avantages de la présen- te invention ressortiront de la description donnée ci-après d'une forme de réalisation préférée de l'invention, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale du dispositif de commande pneumatique selon l'invention; et la figure 2 représente une vue en coupe transversale prise suivant la ligne Il-II de la figure 1. Le dispositif de commande pneumatique représenté sur la figure 1 est constitué essentiellement par un boîtier 1, dans lequel sont logées une soupape d'inversion d'arrêt 2 et une soupape de réduction de pression 3 Sur la face inférieu- re du bottier 1 se trouve disposé un raccord d'alimentation 4 permettant l'arrivée de l'air comprimé, tandis que sur la face supérieure se trouvent disposés deux raccords de comman- de 5 associés respectivement à un sens de déplacement de l'appareil pneumatique branché en aval Entre les deux soupa- pes 2 et 3, il existe un passage 6 très court et d'une sec- tion transversale importante, dans lequel parvient uniquement de l'air comprimé dont la pression est réglée. Pour réaliser le réglage de la pression on utilise un organe d'arrêt ou d'isolement 7 monté avec possibilité de déplacement dans un perçage et qui s'applique, dans sa position décalée complète, contre un bord d'étanchéité 8 de telle sorte que, lorsque l'organe d'arrêt 7 prend sa position appliquée contre ce bord d'étanchéité, le passage à travers la soupape de réduction de pression 3 est entièrement bloqué. Dans les positions comprises entre cette position indiquée de blocage ou d'arrêt et la position d'ouverture maximale représentée, on peut se trouver dans toutes les positions intermédiaires qui aboutissent à une réduction ou une chute de pression importante de façon correspondante ou moins im- portante au niveau de l'emplacement-entre l'organe d'arrêt 7 et le bord d'étanchéité 8 Le déplacement de l'organe d'arrêt 7 est réalisé à l'aide d'un piston de commande 9 dont une face est chargée, par l'intermédiaire d'un canal 12, par la pression située à l'intérieur du passage 6, et dont l'autre face est chargée par la pression ambiante Un res- sort 28, dont la précontrainte peut être réglée par l'inter- médiaire d'une vis de réglage 29 par rapport au piston de commande 9 et par rapport à l'organe d'arrêt 7, qui sont tous deux reliés rigidement entre eux, agit suivant la di- rection d'action de la pression ambiante Plus la précon- trainte du ressort 28 est élevée, plus la pression sortant du passage 6 et s'écoulant par le canal 12 en direction de la face correspondante du piston de commande 9, doit être élevée afin de réduire l'ouverture de passage entre l'organe d'arrêt et le bord d'étanchéité 8 au point qu'il s'établisse un état d'équilibre entre la position de réglage et la pres- sion Lorsque la précontrainte diminue, la pression néces- saire diminue. L'air comprimé pénétrant par le passage 6 dans la soupape d'inversion d'arrêt 2 est bloqué dans la position d'arrêt représentée Ce n'est que sous l'effet du déplace- ment axial d'un tiroir 13 et des plateaux d'étanchéité 14 qui y sont fixés, que l'un des deux plateaux d'étanchéité 14 parvient dans un évidement 15, ce qui libère l'accès à l'un des raccords de commande 5 L'établissement de la liai- son entre le passage 6 et l'un des raccords de commande 5 a pour effet que, dans le cas de l'autre raccord de commande et par l'intermédiaire de cet évidement 15 et d'un plateau extérieur respectif d'étanchéité 16, il s'établit une liai- son avec l'environnement par l'intermédiaire de plaques en matériau fritté 17 insonorisées Par conséquent pendant que l'appareil pneumatique est chargé sur l'une de ses faces,. l'autre face est aérée à l'air libre, ce qui est valable aussi bien pour une unité à cylindre et piston que pour un moteur pneumatique. Au-dessus du dispositif de réglage servant à détermi- ner, d'une façon pouvant être présélectionnée, la pression au niveau de la soupape de réduction de pression 3 se trouve 250770 ' installé un dispositif 20 servant à centrer la soupape d'in- version d'arrêt 2 dans la position d'arrêt représentée Ce dispositif est constitué essentiellement par une douille extérieure à collet 21 et par une douille intérieure à collet 22, possédant un diamètre plus faible et qui prend appui, dans ses positions d'extrémité, par l'intermédiaire du collet directement ou indirectement contre le bottier 1 Entre les deux douilles à collet se trouve disposé un ressort écarteur 23 qui maintient sous précontrainte les douilles à collet 21 et 22 à un écartement maximal Dans le cas d'un déplace- ment du tiroir vers la droite, la douille à collet exté- rieure 21 pénètre dans l'espace libre et le ressort 23 est comprimé Dans le cas d'un déplacement du tiroir vers la gauche, la douille à collet intérieure 42 est entrainée par un piston correspondant qui s'engage à l'intérieur de la douille à collet extérieure 21 Le ressort 23 est alors également comprimé. Par suite de l'agencement du dispositif 20 permet- tant de réaliser le centrage du tiroir 13 directement au- dessus de la position de réglage pour la détermination, pou- vant être sélectionnée, de la valeur de pression appliquée à la soupape de régulation de pression 3, on obtient une optimisation supplémentaire en ce qui concerne la taille de réalisation du boîtier 1 Tout d'abord seule est néces- saire l'utilisation d'un ressort unique 23 pour réaliser le centrage du tiroir 13 dans les deux directions, et d'autre part on utilise de cette façon un espace qui de toutes maniè- res aurait été requis par suite de la longueur effective du dispositif de réglage sous-jacent réalisé sous la forme du ressort 28 et de la vis de réglage 29. Sur la figure 2 on peut identifier notamment l'ac- tionnement du tiroir 13 vers la droite et vers la gauche à partir de la position représentée sur la figure 1 Sur la face supérieure du tiroir 13 se trouve disposée une dentu- re longitudinale dans laquelle engrène un pignon 24 Ce pignon est relié par l'intermédiaire d'un arbre 25 à une manette 26, à laquelle on peut imprimer manuellement les déplacements de réglage Après le pivotement du levier 26, un retour dans la position représentée d'arrêt n'est pas nécessaire, mais ce retour est réalisé automatiquement de la façon décrite à l'aide du dispositif 20 servant à réali- ser le centrage du tiroir 13 3. Dès que le tiroir 13 est déplacé à partir de la position représentée, il apparaît tout d'abord au niveau du passage 6 une forte chute de pression étant donné que l'air comprimé s'échappe par l'intermédiaire du raccord de comman- de 5 correspondant La chute de pression aboutit à une réduc- tion de la charge appliquée au piston de commande 9, la pres- sion étant détectée par l'intermédiaire du canal 12 Il s'en- suit que l'organe d'arrêt 7 est écarté du bord de commande ou d'étanchéité 8 de sorte que la chute soudaine de pression p.:ovoquée par le déplacement du tiroir 13 est compensée quasiment sans aucun retard Dès que, par suite de la venue du système pneumatique dans la position d'extrémité ou bien par suite de l'application d'une charge, la pression dans le passage 6 est à nouveau rétablie au point que la valeur déterminée présélectionnée est atteinte, cet accroissement de pression provoque également un accroissement de la pres- sion exercée sur le piston de commande 9, avec pour consé- quence le fait que l'organe d'arrêt 7 se rapproche à nouveau du bord de commande 8 Dans le cas de conditions stationnai- res de soutirage, il s'établit un jeu constant entre l'orga- ne d'arrêt 7 et le bord de commande 8, tandis que dans le cas de l'arrêt du soutirage, cette ouverture se ferme pres- que complètement, et que dans le cas d'un accroissement du soutirage cette ouverture s'ouvre de façon plus importante et ce moyennant une chute correspondante de la pression. 250770 '? REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande pneumatique pour un appa- reil pneumatique pouvant être actionné suivant des déplace- ments inverses, comportant une soupape d'inversion d'arrêt ( 2) permettant de réaliser au choix l'arrêt ou la libération de l'écoulement du courant d'air comprimé en direction de l'appareil pneumatique en vue d'obtenir l'un ou l'autre des déplacements, et comportant une soupape ( 3) de réduction de pression servant à limiter la pression à une valeur détermi- née pouvant être présélectionnée, caractérisé en ce que les deux soupapes ( 2, 3) sont disposées à l'intérieur d'un bot- tier unique ( 1). 2 Dispositif de commande pneumatique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les axes longitudinaux des deux soupapes ( 2, 3) sont réciproquement parallèles. 3 Dispositif de commande pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un canal ( 12) servant à détecter la pression secondaire débouche à l'emplacement du passage ( 6) du courant d'air comprimé reliant la soupape ( 3) de réduction de pression à la soupa- pe ( 2) d'inversion d'arrêt. 4 Dispositif de commande pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la soupape ( 2) d'inversion d'arrêt est bloquée dans une position moyen- ne centrée sous l'action de la force d'un ressort et libère le trajet de commande associé,dans ses positions latérales voisines, dans lesquelles elle est décalée à l'encontre de la force du ressort, caractérisé en ce que le dispositif ( 20) servant à centrer la soupape ( 3) d'inversion d'arrêt est disposé du même côté que le dispositif de réglage ( 28, 29) servant à déterminer, d'une manière pouvant être pré- sélectionnée, la valeur de la pression appliquée à la soupa- pe ( 3) de réduction de pression.