Brevet FR2517384A1 — publié le 19830603

La présente invention concerne un ensemble de distributeur à commande xagnétique, pour commander l'arrivez de l'air comprime a un appareil précepteur pneumatique et son départ de cet appareil, comportant un corps muni d'un orifice d'arrivee, d'un orifice de depart vers l'appareil récepteur et un orifice de de charge, un obturateur monté dans ce corps et sollicité vers sa position de repos, qui fait communiquer l'orifice d'arrivée, tantôt avec celui de départ et tantôt avec celui de décharge, et un électroai mant, pour amener l'obturateur dans une position de tra- vail. Les distributeurs a commande magnétique pour commander l'arrivée de l'air comprimé à un appareil récepteur pneumatique et son dôpart de cet appareil existent depuis de nombreuses années sous la forme de distributeurs 3/2, avec les constructions les plus diverses. Pour ces distributeurs également, il est généralement désirable qu'ils aient une forme aussi compacte que possible, afin que les rangées de distributeurs nécessaires au fonctionnement d'un grand nombre de récepteurs pneumatiques puissent être diaposées de façon claire dans un espace réduit. I1 est en outre désirable, tant du point de vue du coût de fabrication que de celui de la puissance nécessaire pour les exciter, de donner aux electro-aimants des dimensions aussi réduites que possible. Or, dans les distributeurs utilisés jusqu'ici, les sections d'écoulement aux sièges avec lesquels coopère 1' obturateur doivent être choisies relativement grandes, afin que les grandes quantités d'air comprimé détendu puissent être évacuées en un temps raisonnablement court. De grandes sections d'écoulement pour l'air à évacuer exigent toutefois un ôlectro-aimant relativement puissant, car il doit pouvoir fournir des forces supérieures à celles qui résultent de l'action de la pression sur l'obturateur. L'invention a donc pour objet de réaliser un ensemble de distributeur du type de celui défini plus haut, mais capable de fonctionner avec un ôlectro-aimant de petites dimensions tout en présentant une grande section d'écoulement pour ltévacuation de l'air détendu. A cet effet, dans l'ensemble de distributeur selon l'invention, il est prévu un second obturateur qui présente une surface soumise à une pression régnant en aval du premier obturateur et qui commande un orifice de décharge sup plémentaire ayant une grande section d'écoulement. L'invention part du fait qu'on a perçu la possibilité de réduire encore davantage les dimensions de l'électro- aimant d'un distributeur en dimensionnant tout d'abord 1' obturateur qu'il déplace uniquement pour la commande de 1' air circulant sous une pression élevée. Pour l'écoulement de cet air, il suffit en effet d'une faible section de passage, de sorte que les forces résultant de l'action de la pression sur cet obturateur peuvent être vaincues avec un électro-aimant relativement petit. L'évacuation- des grandes quantités d'air détendu a lieu, par contre à travers un orifice de décharge supplE- mentaire de grande section, commandé par un second obturateur, qui est piloté. Etant donné que les vérins pneumatiques utilisés, par exemple, comme servo-moteurs dans des machines d'emballage fonctionnent habituellement avec une pression d'alimentation de 6 bars environ et avec une pression de décharge de l'ordre de t bar, la section d'écoulement pour l'air détendu à évacuer doit être de cinq à six fois plus grande que celle pour l'air arrivant sous forte pression. Des sections de passage aussi différentes peuvent etre réalisées sans difficulté dans l'ensemble de distributeur selon l'invention. En d'autres termes, si l'on part d'une section de passage donnée-pour l'air détendu, on peut, en utilisant l'invention, réaliser un distributeur dans lequel la section de passage de l'orifice d'arrivée est de 5 à 6 fois plus petite et choisir un e-lectro-aimant plus petit, moins cher et consommant moins de puissance. Selon une autre caractéristique de l'invelltion, le second obturateur pressente une ouverture centrale et il peut être amené dans une position dans laquelle sa face pe riphérique masque l'orifice de décharge supplementaire. L' ensemble de distributeur ne possède alors qu'une pièce mobile de plus qu'un distributeur traditionnel. Sa fabrication est peu coûteuse et il fonctionne parfaitement, même en service continu. La section de l'ouverture centrale du second obturateur peut être égale à celle du canal de départ dans le corps du distributeur. On est alors assuré que le second obturateur ne produit pas d'etranglement supplémentaire du flux d'air comprime qui s'ecoule vers l'appareil précepteur. On est assuré en outre qu'après interruption de l'alimentation de cet appareil, le second obturateur revient rapidement dans la position dans laquelle il découvre l'orifice de décharge supplémentaire. Dans une forme d'execution avantageuse de l'invention, le canal de départ, dans le corps du distributeur, débouche à travers une tubulure dans un alesage de ce même corps, la tubulure pressente des fentes radiales et le second obturateur coulisse dans l'alésage. Grâce à cet agencement, dès l'ouverture du premier obturateur, le second est amené rapidement dans la position où il masque l'orifice de décharge supplémentaire et seule une fraction minime du flux d'air comprimé peut s'échapper à travers cet orifice. Un agencement de distributeurs pour la commande d'un vérin à double effet peut comporter un premier ensemble de distributeur selon l'invention, normalement ferme, et un second ensemble de distributeur selon l'invention, normalement ouvert, l'orifice de départ de chacun de ces deux ensembles entant relié à une chambre de travail respective du vérin. Les avantages de l'ensemble de distributeur selon l'invention sont ainsi applicables à la commande des vérines à double effet, une seule ligne étant nécessaire pour la transmission des signaux de renversement de marche. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexe, representant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cet ensemble de distributeur: Fig. 1 est une vue fortement schématisée d'un ensemble de distributeur selon l'invention, pour la commande d'un vérin pneumatique à simple effet, ledit ensemble ayant une grande section de décharge; Fig. 2 est une vue en coupe montrant une forme d'exécution pratique d'un ensemble de distributeur à commande électro-magnétique, à grande section de décharge;; Fig. 3 est une vue fortement schématisée d'un agencement de distributeurs pour la commande d'un vérin à double effet, comportant un ensemble de distributeur analogue à celui de fig. 2 et un second ensemble, similaire au.pre- mier et normalement en position ouverte. La figure t montre un vérin pneumatique à simple effet 10, dont le piston 14 est sollicité par un ressort 12 vers l'extrémité droite du cylindre. Un ensemble de distributeur désigné par la référence générale 16 sert à relier le vérin 10, tantôt à une conduite d'air comprimé 18, tantôt au côté décharge. I1 est prévu ici deux conduites de décharge, désignées respectivement par les références 20 et . I1 va de soi que l'air détendu peut être évacué dans l'atmosphère directement, à travers des orifices de décharge de l'ensemble de distributeur, éventuellement en associant à ceux-ci des silencieux (non représentés) La commande électro-magnétique de l'ensemble de distributeur 16 est excitée par un courant qui arrive sur une ligne 24, reliée à un circuit de commande non représenté. L'ensemble 16 comprend un distributeur 3/2 à commande magnétique, désigné par la référence 26, qui est sollicité vers sa position de décharge et, lorsqu'il reçoit un signal sur la ligne 24 relie la conduite 18 au vérin 10. La conduite de départ 28, qui relie le distributeur 26 au vérin 10, est elle-même reliée au cylindre d'asservissement 30 d'une servo-valve de décharge 2/2 32, par laquelle la conduite de départ 28 peut être mise en communication avec la conduite de décharge 22. L'ensemble 16 fonctionne de la manière suivante: Lorsqu'un signal apparat sur la ligne 24, la conduite d'arrivée 18 de l'air comprimé est reliée au vérin 10, de sorte que le piston 14 se déplace vers la gauche de la figure contre la force du ressort 12. En même temps, le cylindre d'asservissement 30 reçoit de l'air comprimé et il ferme la servo-valve de décharge 32.Lorsque le signal cesse d'apparaltre sur la ligne 24, la conduite de départ 28 est reliée à la conduite de décharge 20 mais l'air du vérin n'est évacué qu'a travers une petite section d'écou- lement, le distributeur 26 tant dimensionné uniquement pour répondre aux exigences de l'alimentation du vérin 10 en air comprimé. Mais, comme le cylindre 30 n'est plus soumis à la pression de l'air comprimé, la servo-valve 32 peut revenir en position d'ouverture de sorte que l'air du vérin peut aussi s'échapper par la conduite de décharge 22, ce qui permet au piston 14 de reprendre rapidement sa position de repos sous l'action du ressort 12. La forme d'exécution concrète représentée à la figure 2 montre que la valve de décharge peut être facilement montée dans le corps d'un distributeur à commande électromagnétique. Le corps 34 présente un orifice d arrivée 36 de 1' air comprimé et une chambre 38 ouvrant vers le haut, dans laquelle est visse I'extrémité inférieure d'un électro-aimant 40. La tige de manoeuvre 42 de ce dernier porte un obturateur plat 44, qui coopère avec un siège 46 saillant sur le fond de la chambre 38 et associé à un canal d'arrivée 48, qui vient de l'orifice 36, ainsi qu'avec un autre siège non représenté, qui est opposé au premier, et à travers lequel la chambre 38 communique avec une tubulure de décharge 50. I1 en résulte qu'un canal de départ 52, qui prend naissance au fond de la chambre 38, communique avec l'orifice d'arrivée 36 lorsque ltélectro-aimant 40 est excité et avec la tubulure de départ 50 lorsqu'il n'est pas excité. Le canal de départ 52 débouche à travers une tubulure 54 dans un alésage 56 du corps 34. Cet alésage est dis posé coaxialement à l'orifice d'arrivée 36, ainsi qu'aux tronçons principaux du canal d'arrivée 48 et de celui de départ 52. L'extrémité de gauche de l'alésage 56 communique par un canal 58 avec l'orifice de départ 60 vers un vérin à simple effet, qui constitue l'appareil récepteur pneumatique. Dans l'alésage 56 coulisse axialement un obturateur en forme de godet 62, dont le- fond est percé d'une ouverture centrale 64, dont la section correspond à celle du canal de départ 52. La section du canal de raccordement 58 et celle d'un orifice de décharge 66 ménagé dans la paroi périphérique de l'alésage 56, près de I'extrémité gauche de celuici, sont par contre plus grandes que celle du canal de départ 52 d'un nombre de fois correspondant au coefficient de détente du fluide gazeux. Par exemple, lorsque la pression du fluide passe de 6 bars à 1 bar au cours de la détente, la section du canal 58 et celle de l'orifice de décharge supplémentaire 66 sont six fois supérieures à celle du canal de départ 52. La tubulure 54 est munie à son extrémité libre de fentes radiales 68, afin que la face en bout de droite 70 de l'obturateur 62 soit rapidement soumise à l'action de la pression après ouverture de l'obturateur plat 44. L'ensemble de distributeur représenté a la figure 2 fonctionne de la manière suivante: La figure 2 montre la position des éléments du distributeur immédiatement après que l'électro-aimant 40 cesse d'être excité. Dans la position occupée alors par l'obturateur plat 4i, la chambre 38 est reliée à l'atmosphère par la tubulure de décharge 50 et ltobturateur 62, sous l'action de la pression différentielle, se déplace vers la droite de la figure, de sorte qu'il découvre l'orifice de décharge supplémentaire 66. L'air à évacuer du vérin associé peut alors s'écouler à travers le canal 58 et l'orifice 66, qui ont tous deux une grande section. Si l'électro-aimant 40 reçoit une nouvelle excitation, la communication entre la chambre 38 et la tubulure de décharge 50 est interrompue, la pression dans la chambre 38 et dans le canal de départ 52 redevient celle qui règne à l'orifice d'arrivée 36. L'air comprimé sortant par les fentes radiales 68 agit aussi sur la face 70 de l'obtura- teur 62,de sorte que ce dernier se déplace vers la gauche de la figure et vient masquer l'orifice de décharge supplémentaire 66.. L'air, sous une pression élevée, 8'écoule alors à travers l'ouverture centrale 64 de l'obturateur 62 et à travers l'orifice de départ 60 vers le vérin pneumatique. La figure 3 montre deux ensembles de distributeur 72 et 74, dont l'un correspond entièrement à celui qui vient d'être décrit en référence à la figure 2, tandis que l'autre n'en diffère que par le fait qu'il est sollicité vers sa position d'ouverture et est amené en position de fermeture lorsque ltélectro-aimant est excité. Les orifices de départ des ensembles 72, 74 sont reliés par des conduites 76, 78 aux chambres 80, 82 d'un vérin pneumatique à double effet 84. Les orifices d'arrivée de ces ensembles sont reliés à une conduite d'arrivée commune 86. Les électro-aimants des deux ensembles sont excités par un courant arrivant sur une ligne commune 88. Les tubulures de décharge 90 débouchent directement dans l'atmosphère. On peut se rendre compte que l'agencement représenté à la figure 3 permet, à l'aide d'un seul signal de commande, de faire fonctionner un vérin pneumatique à double effet dans les deux sens avec de petits électro-aimants, une rapide évacuation de l'air refoulé par le piston étant assurée dans les deux sens. - REVENDICATIONS Ensemble de distributeur à commande magnétique, pour commander l'arrive-e de l'air comprimé à un appareil récepteur pneumatique et son départ de cet appareil, comportant un corps muni d'un orifice d'arrivée, d'un orifice de départ vers l'appareil récepteur-et d'un orifice de décharge, un obturateur monté dans ce corps et sollicité vers sa position de repos, qui fait communiquer l'oriffice d'arrivée, tantôt avec celui de départ et tantôt avec celui de décharge, et un électro-aimant, pour amener l'obturateur dans une position de travail, caractérisé en ce qu'il comporte un second obturateur (32; 62), qui présente une surface (30; 70) soumise à une pression régnant en aval du premier obturateur (26; 44) et qui commande un orifice de décharge supplémentaire (22; 66) ayant une grande section d'écoulement. 2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second obturateur (62) présente une ouverture centrale (64) et peut être amené dans une position dans laquelle sa face périphérique masque l'orifice de décharge supplémentaire (66). 3.- Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de l'ouverture centrale (64) du second obturateur -(62) est égale à celle du canal de départ (52) dans le corps (34) du distributeur. 4. - Ensemble selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le canal de départ (52), dans le corps (34) du distributeur, débouche à travers une tubulure (54) dans un alésage (56) de ce même corps, en ce que la tubulure présente des fentes radiales (68) et en ce que le second obturateur (62) coulisse dans l'alésage. 5.- Agencement de distributeurs pour la commande d' un vérin à double effet, caractérisé en ce qu'il comporte un premier ensemble de distributeur (72) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, normalement fermé, et un second ensemble de distributeur (74) selon l'une quelconque des revendications 1à 4, normalement ouvert, l'orifi ce de depart (76,78) de chacun de ces deux ensembles étant relié à une chambre de travail respective (80, 82) du ve-- rin à double effet (84).