Brevet FR2544048A1 — publié le 19841012

La présente invention concerne un contrôleur per- fectionné pour valves de sécurité doubles et, plus parti- culièrement, un dispositif perfectionné et simplifié per- mettant d'indiquer les mauvais fonctionnements. De manière à disposer d'une plus grande sécurité pour des outils actionnés pneumatiquement, tels que des presses d'estampage ou analogues, on a proposé un ensemble à valve double entre l'orifice d'admission de pression et l'orifice d'alimentation du dispositif actionné pneumati- quement Avec de tels agencements, la pression d'alimenta- tion n'est pas fournie au dispositif à partir de l'orifice d'entrée sauf dans le cas o deux des éléments de valve se trouvent dans la position ouverte Avec un tel agencement, le mauvais fonctionnement d'un élément de valve ne permet- tra pas l'application de pression à la presse et ne permet- tra pas non plus l'actionnement du dispositif Des exemples de valves de ce type sont représentés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique suivants: N O 3 670 767 du 20 juin 1972, avec Re-issues 28 520 et 31 161; N O 3 757 818; N O 3 858 606; et N O 4 257 455. 2. En liaison avec ce type de valve, on a proposé un certain genre de dispositif de contrôle qui indiquera si l'un des éléments de valve se trouve en panne par sui- te de collage Un tel dispositif avertira l'opérateur qu'il y a un défaut Dans un type de dispositif de contrôle tel que représenté dans le brevet N O 4 257 455 cité ci-dessus, une valve à navette est prévue qui répond à la pression en aval des éléments individuels de valve-de sorte que, si l'un de ces éléments est pressurisé sur son côté aval et que l'autre ne l'est pas, un signal de mauvais fonctionne- ment sera émis De tels agencements sont particulièrement utilisés car ils permettent un contrôle précis du fonction- nement des deux éléments de valve Cependant, de tels agen- cements sont compliqués et ajoutent à la complexité de l'agencement général. Dans un autre type de dispositif de contrôle, un commutateur de détection de pression est prévu dans l'orifice d'alimentation qui fournit la sortie au dispositif en cours d'actionnement et un organe de limitation est prévu dans l'orifice d'échappement, celui-ci étant normalement constitué d'un silencieux Par conséquent, si l'un des élé- ments de valve est collé dans la position d'ouverture, une pression de sortie due à une fuite sera produite qui peut fournir un signal de mauvais fonctionnement Cependant, de tels dispositifs nécessitent l'utilisation d'organes de limitation dans l'orifice d'échappement, ce qui peut avoir un effet néfaste sur les performances de l'équipement as- socié. Par conséquent, un objet de la présente invention est un dispositif de contrôle perfectionné et simplifié pour ensembles à valve double. Un autre objet de la présente invention est un dispositif perfectionné, simplifié et peu coûteux qui per- met de disposer d'un agencement pour le contrôle de défauts dans des ensembles à valve double afin d'indiquer la pré- 2544 048 sence d'une panne quelles que soient les; circonstances. La présente invention est destinée à être mise en oeuvre dans un dispositif-de détection et d'indica 6 tion de mauvais fonctionnement d'un système de commande pneumatique pour presse ou analogue comprenant un orifice d'entrée de pression, un orifice de sortie pour alimenta- tion, et un échappement Une paire de moyens de valve, comprenant chacun trois parties agissant en clapet, sont prévues-pour commander la communication entre l'orifice d'entrée de pression, l'orifice de sortie pour alimenta- tion et l'échappement La première de chacune des parties agissant en clapet permet de commander la communication de pression entre l'orifice d'entrée et-une surface intermé- diaire respective sous pression de chacun des moyens de valve La seconde de ces parties agissant en clapet permet de commander la communication entre la surface intermé- diaire sous pression de l'autre moyen de valve et l'orifi- ce de sortie pour alimentation La troisième de ces par- ties agissant en clapet permet de commander la communica- 2 o tion entre l'orifice de sortie pour alimentation et l'échappement Chaque moyen de valve est mobile entre une première position, o les première et seconde parties agis- sant en clapet sont fermées et la troisième partie ouverte et une seconde position o les première et seconde parties agissant en clapet sont ouvertes et la troisième partie fermée L'ensemble est ainsi capable de faire com- muniquer l'orifice d'entrée avec l'alimentation et de per- mettre la fermeture de la communication entre l'alimenta- tion et l'échappement lorsque les deux éléments de valve sont dans leur seconde position, la fermeture de la commue nication entre l'orifice d'entrée et les surfaces intermé- diaires sous pression, la fermeture de la communication entre les surfaces intermédiaires sous pression et l'ori- fice de sortie pour alimentation et l'ouverture de la communication entre l'orifice de sortie pour alimentation 4. et l'échappement lorsque les, moyens de valve sont tous deux dans leur première position; et d'empêcher la commu- nication entre la pression d'entrée et l'alimentation lors- que les deux moyens de valve ne sont pas dans leur secon- de position Selon la présente invention des moyens sont prévus pour détecter la pression dans l'une ou l'autre des surfaces intermédiaires sous pression pour fournir un si- gnal de mauvais fonctionnement lorsque les moyens de val- ve sont destinés tous deux à être dans leur première posi- tion. La présente invention ra bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un agence- ment à valve double comprenant un-contrôleur de sécurité selon la présente invention, représentant certains compo- sants concernés du système Les éléments agissant en clapet sont représentés dans leur position de non fonctionnement ou position fermée; La figure 2 est une vue partielle en coupe de la partie du contrôleur de sécurité lorsque l'agencement se trouve dans sa position de fonctionnement ou position ou- verte; La figure 3 est une représentation schématique du système en cas de défaut. Une valve de sécurité double et un contrôleur selon la présente invention sont représentés dans leurs grandes lignes en 11 et comprennent un logement représenté dans ses grandes lignes par la référence 12 Le logement présente un orifice d'entrée 13 à l'un de ses côtés et un orifice de sortie pour alimentation 14 à son côté opposé, l'orifice de sortie étant relié à une chambxe 15, qui peut constituer la chambre de travail d'un frein à embrayage de presse Il est classique que la pressurisation de la chambre 15 provoque l'engagement de l'embrayage, le 254404 * 8 , fonctionnement de lapresse, alors que l'évacuation de la chambre 15 se traduit par l'application du frein de la presse. L'orifice d'entrée 13 débouche dans un canal 16 pratiqué dans le logement qui achemine le fluide pressu- risé jusqu'à une chambre d'entrée 17 contiguë à la par- tie inférieure du logement Le canal 16 conduit également à une lumière 18 qui peut alimenter deux valves pilotes 19 et 20 Les valves pilotes 19 et 20 sont supportées à l'intérieur d'un bloc 21 lui-même monté d'une manière connue sur le côté supérieur du logement 12 Comme repré- senté,ces valves pourraient être des valves pilotées à trois voies normalement fermées, actionnées par des solé- noldes 22 et 23, respectivement Lorsque les solénoïdes sont désexcités, des canaux 24 et 25 allant des orifices de sortie des valves pilotes jusqu'au logement 12 seront reliés à des orifices d'échappement de ces valves (non re- présentés) Lorsque les solénoïdes 22 et 23 sont excités, les canaux 24 et 25 seront alimentés en huile pressurisée à partir des orifices 18 qui conduisent à des orifices d'alimentation-28 et 29 formés dans le bloc 21. Une paire d'éléments de valve, comportant des fûts représentés dans leurs grandes lignes en 31 et 32, sont prévus dans le logement 12 Les fûts de valve ont une construction identique; chaque fût est traversé par une tige 33 avec un piston 34 fixé à son extrémité supé- rieure Chaque piston est monté en coulissement dans un cylindre respectif 35 alimenté par le canal 24 ou 25. Des parties en prolongement 36 sont formées aux extrémités inférieures des tiges 33 et s Qnt supportées par des paliers 37 dans l'extrémité inférieure du logement 12. La totalité du fût de valve sera ainsi supportée radiale- ment pendant son mouvement coulissant à ses extrémités op- posées au lieu de l'être dans sa partie intermédiaire. Chaque élément de valve comprend une valve 6. d'entrée en champignon 38 fixée à la tige 33 au-dessus de la partie en prolongement 36 et à l'intérieur de la chambre 17 Cette valve peut venir en contact avec un siège 39 contre lequel elle est sollicitée par un res- sort de compression en spirale 41 qui est monté entre la valve 38 et le palier 37 Comme les valves 38 sont soumi- ses à la pression de la chambre d'entrée lors de leur fer- meture, elles seront maintenues à l'état étanche. Une paire de valves à bobine 42 est formée dans 1 o des parties intermédiaires des fûts 31 et 32 Ces val- ves ont la forme de parties agrandies sur des manchons 43 portés par la tige 33, qui agissent avec des méplats 44 dans des alésages 45 à l'intérieur du logement Comme re- présenté, les valves à bobine 42 peuvent présenter un lé- ger jeu prédéterminé, indiqué en 46, de sorte que toute fuite de fluide pressurisé sera prédéterminée et contrô- lée On doit également observer que les valves à bobine ne seront pas sujettes à usure par frottement ou coulissement contre les méplats 44, car toute pression latérale agis- no sant sur les fûts sera supportée par les pistons 34 et les parties en prolongement 36 au lieu des valves elles-mêmes. Ainsi, après un usage prolongé, la légère fuite au droit des valves à bobine peut être prévue et ne présentera aucune variation importante. Une paire de canaux en croix 47 et 48 est prévue qui vont des chambres intermédiaires de pression formées par les alésages 45 en aval de la valve d'entrée en cham- pignon 35 de chaque fût jusqu'à la valve à bobine de l'au- tre fût C'est-à-dire que le canal 47 relie la chambre in- termédiaire en aval de la valve en champignon 38 du fût 31 à la valve à bobine 42 du fût 32, alors que le canal 48 va de la chambre intermédiaire en aval de la valve 38 du fût 32 jusqu'à la valve 42 du fût 31 Ainsi, les valves à bobine agiront en valves d'entrée,ou secondes valves, qui sont en aval des valves en champignon et en série avec 7. celles-ci Une chambre de sortie 49 pour alimentation est formée dans le logement 12 au-dessus des valves à bo- bine 42, avec des canaux 51 allant de ces valves à la chambre de sortie La chambre d'alimentation 49 est reliée à l'orifice de sortie 14. Une paire de valves d'échappement en champignon 52 est formée aux extrémités des fûts 31 et 32 en des en- droits contigus aux pistons 34 Lorsque les fûts sont dans leur position de non fonctionnement, -ces valves d'échappe- ment sont éloignées de leurs sièges 53, permettant à la chambre de sortie 49 d'être reliée à une chambre d'échappe- ment 54 comportant un orifice d'échappement 55 L'orifice de sortie 14 est ainsi relié en parallèle avec l'orifice d'échappement 55, alors qu'il est relié par chacun des deux trajets parallèles à partir de l'orifice d'entrée 13, chaque trajet comportant deux valves en série. Le bloc de valve 21 comprend un dispositif de contrôle qui indique le mauvais fonctionnement de l'agen- cement des valves Ce dispositif de contrôle est alimenté en signaux indiquant les pressions dans les parties inter- médiaires sous pression situées en aval des valves en cham- pignon 38 formées par les alésages 45 A cette-fin, une paire d'orifices de détection 56 et 57 est formée dans le logement 12 et s'étend des alésages 45 en aval des valves en champignon 38 et en amont des valves à bobine 42 jus- qu'à la face supérieure du logement 12 Les orifices de détection 56 et 57 peuvent avoir des dimensions générale- ment limitées et communiquent avec des orifices de détec- tion 58 et 59, respectivement, formés dans le bloc 21 Les orifices 58 et 59 sont coupés par un canal 61 pratiqué transversalement, qui est fermé à l'une de ses extrémités par un bouchon 62 Le canal 61 communique avec un dispo- sitif sensible aux pressions, représenté dans ses grandes lignes par la référence 63 Le dispositif 63 peut être un commutateur sensible à une pression ou tout autre type 8. d'agencement connu permettant de détecter la pression et fournissant un signal lorsqu'une pression d'amplitude pré- déterminée règne dans le canal 61. En fonctionnement, si l'on suppose une situation de départ o les solénol des 22 et 23 sont désexcités,la valve douhle se trouvera dans la position représentée en figure 1 C'est-à-dire que les deux valves à champignon 38 et les deux valves à bobine 42 seront fermées, et la cham- bre de sortie 49 sera reliée à l'orifice d'échappement 55 par l'intermédiaire des valves d'échappement parallèles 52. On doit observer que dans la position de la figure 1, il n'y aura aucune pression dans les chambres intermédiaires formées par les-alésages 45 Les deux canaux de détection de pression 56 et 57 seront par conséquent dépressurisés, et le dispositif 63 sensible à une pression ne détectera aucune pression Le fait que les valves 38 soient aidées dans leur position de fermeture par la pression régnant à leur arrière, assurera qu'il n'y aura aucune pression dans les chambres intermédiaires définies par les alésages 45. Lors de l'excitation des solénoïdes 22 et 23 des valves pilotes, par exemple à la suite de l'enfoncement d'une paire de boutons 64 et 65 dans le but de fermer un commutateur de commande représenté schématiquement en 66 et de mettre sous tension des lignes 67 aboutissant aux solénoïdes 22 et 23, les cylindres 35 seront pressurisés et les fûts de valve 31 et 32 seront décalés vers le bas (fiure 2) Cela provoquera l'ouverture de la valve d'en- trée à champignon 38 et de la valve d'entrée à bobine 42 de chaque fût de valve Du fluide pressurisé circulera à travers la valve d'entrée du fût 31 en passant par la valve à bobine ouverte 42 du fût 32 pour aller jusqu'à la cham- bre de sortie 49 Simultanément, du fluide pressurisé pas- sera par la valve ouverte 38 du fût 32 et la valve 42 du fût 31 jusqu'à la chambre de sortie Les valves d'échappe- ment 52 seront fermées et le volume 15 pressurisé. 9. Lorsque les solénoïdes 22 et 23 sont excités et que les bobines 31 et 32 se déplacent jusqu'à leur position ouverte de sorte que de la pression sera fournie à partir de l'orifice d'entrée 13 à la chambre 49 et de l'orifice de sortie 14 au dispositif 15, il y aura un signal de pression détecté aux orifices de détection 56 et 57 Ce- pendant, un circuit électrique (non représenté) est incor- poré dans le câblage du dispositif sensible à une pression 63 de façon que ce dispositif 63 ne donne pas de signal de mauvais fonctionnement dans le cas o les solénoïdes 22 et 23 ont été excités Tout circuit approprié d'un type connu peut être utilisé pour avoir l'assurance qu'il n'y a pas de signal de mauvais fonctionnement lorsque les deux soléno'des 22 et 23 ont été excités. La désexcitation des solénoïdes 22 et 23 des val- ves pilotes provoquera l'échappement des chambres à pis- ton 35, et les ressorts 41 aidés par la pression d'entrée régnant dans la chambre 17 provoqueront le déplacement ascendant des deux fûts de valve, l'ouverture des orifi- ces d'échappement 52 et la fermeture des valves en champi- gnon 38 et des valves à bobine 42 Le volume 15 sera ainsi dégagé et les pressions dans les canaux de détection 56 et 57 tomberont également à zéro On observera que pen- dant les mouvements ascendant et descendant des deux fûts de valve,les valves à bobine 42 ne frotteront pas contre leur méplat 44 et il n'y aura ainsi aucune usure ou érosion, ou une faible usure ou érosion, pouvant être à l'origine d'une augmentation de la fuite des valves à bobine. Dans le cas o l'un des fûts 31 ou 32 se colle dans sa position d'ouverture à l'issue d'un cycle, le com- mutateur de pression 63 fournira un signal de défaut Cette situation est représentée en figure 3, o l'on suppose que le fût droit 32 est collé dans sa position d'ouverture. Lorsque cela se produit, la pression d'entrée provenant de l'orifice 13 sera présente au droit de la valve en 10. champignon ouverte 38 associée au fut 32 Cependant, cette pression ne peut être transmise au dispositif 15 car la valve à bobine 42 associée au fût 31 sera fermée Par conséquent, il y aura seulement une légère fuite qui se S déchargera immédiatement vers l'échappement par l'intermé- diaire de la valve d'échappement ouverte 52 qui est asso- ciée au fût 31 Cependant, la pression d'entrée, ou une pression légèrement inférieure à la pression d'entrée, s'exercera dans la chambre intermédiaire formée par l'alé- sage 45 au-dessus de la valve 38 du fût 32 Cette pres- sion sera transmise par l'orifice de détection 57 au dis- positif 63 sensible à une pression de manière à fournir un signal de défaut. On notera que le disjoncteur électrique ne comman- dera pas le dispositif 63 à ce moment là, car les boutons 64 et 65 ne sont plus enfoncés Par conséquent, un signal de défaut sera produit. On verra facilement que la même situation se pro- duira dans le cas o le fût 31 se colle dans sa position -20 d'ouverture et que le fût 32 se ferme Dans ce cas, le signal de pression sera transmis à partir de l'orifice de détection 56 afin d'actionner le commutateur de pression 63. Le cas échéant, une commande électrique appro- priée peut être incorporée de manière à éviter l'actionne- ment des solénoïdes 22 et 23 lors de l'actionnement ulté- rieur des commutateurs 54, 65 une fois que le dispositif 63 a donné un signal de défaut Un circuit approprié permettant d'obtenir ce résultat reste connu de l'homme de l'art,et pour cette raison, n'a pas été représenté ici en détail. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. ,44048 11. REVEND ICATIONS 1 Agencement pour la détection d'un mauvais fonctionnement dans un système de commande pneumatique pour presse ou analogue, comprenant un orifice d'entrée de pression ( 13), un orifice de sortie pour alimenta- tion ( 14) et un échappement ( 55), une paire de moyens de valve ( 31, 32) ayant chacun trois parties agissant en clapet, la première de chaque partie agissant en valve permettant de commander la communication de pression en- l O tre l'orifice d'entrée ( 13) et une surface intermédiaire respective de pression ( 45)-, de chacun des moyens de val- ve, la seconde de chacune des parties agissant en clapet permettant de commander la communication de la surface in- termédiaire de pression ( 45) de l'autre moyen de valve avec l'orifice de sortie pour alimentation ( 14) sième de chacune des parties agissant en clapet permettant de commander la communication de l'orifice de sortie pour alimentation ( 14) avec l'échappement ( 55), chaque moyen de valve étant mobile entre une première position o les première et seconde parties de valve sont fermées et la troisième partie de valve ouverte et une seconde position o les première et seconde parties de valve sont ouvertes et la troisième partie de valve fermée pour faire commu- niquer l'orifice d'entrée ( 13) à l'orifice de sortie pour alimentation ( 14) et pour fermer la communication de l'orifice de sortie pour alimentation ( 14) avec l'échap- pement ( 55) lorsque les deux éléments de valve sont dans la seconde position, pour fermer la communication de l'ori- fice d'entrée ( 13) avec les surfaces intermédiaires de pression ( 45) fermant la communication de ces surfaces in- termédiaires de pression ( 45) avec l'orifice de sortie et ouvrant la communication de l'alimentation avec l'échappe- ment ( 55) lorsque les moyens de valve sont tous deux dans leur première position, et pour empêcher la communication de la pression d'entrée à l'orifice de sortie pour ali- 254404 â 12. mentation ( 14) lorsque les deux moyens de valve ne sont pas dans la seconde position, caractérisé en ce qu'il com- prend un moyen ( 56, 57) pour détecter la pression dans l'une ou l'autre des surfaces intermédiaires de pression afin de fournir un signal de mauvais fonctionnement lors- que les moyens de valve doivent être dans leur première position. 2 Agencement selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens pour détecter la pression com- prennent une paire d'orifices de détection-de pression ( 56, 57) qui s'étendent chacun entre la surface intermédiaire de pression ( 45) des moyens respectifs de valves et un dispositif sensible à une pression ( 63). 3 Agencement selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le dispositif sensible à une pression ( 63) comprend un commutateur.