Brevet FR2578918A1 — publié le 19860919

L'invention concerne un dispositif de commande pour vérin pneumatique, comprenant un distributeur pour commander l'amenée du fluide sous pression au vérin et l'évacuation de ce fluide de ce vérin, et un détendeur intercalé dans la conduite d'amenée du fluide sous pression qui mène au distributeur, et dont la soupape régulatrice est commandée par la force d'un ressort régulateur précontraint. Ainsi qu'il est connu, la consommation d'énergie des vérins pneumatiques croit avec la pression du fluide sous pression utilisé pour l'actionnement parce que le fluide sous pression comprimé qui est présent dans le vérin à la fin de la course de travail est évacué et détendu sans fournir d'autre travail. I1 est donc avantageux d'actionner les vérins avec une pression limitée à celle qui suffit pour garantir l'exécution du mouvement travaillant à exécuter. I1 en résulte que, pour la course de retour du vérin, on peut utiliser en général une pression de fluide travaillant qui est considérablement inférieure à celle utilisée pour la course de travail. I1 est connu d'intercaler en amont des valves de commande des vérins pneumatiques, un détendeur avec lequel on peut régler la pression nécessaire dans chaque cas. Ce détendeur fixe la pression maximum qui est envoyée au distributeur utilisé pour la commande. La course de travail et la course de retour ou de rappel sont alors exécutées avec la même pression, de sorte que, lors de la course de retour, il se produit des pertes d'énergie en raison de la pression inutilement élevée. Pour réduire également la pression du fluide travaillant au niveau qui est nécessaire pour la course de retour, il est nécessaire d'utiliser un deuxième détendeur qui doit être intercalé dans la conduite qui mène du distributeur à la chambre du vérin qui commande la course de retour. I1 est donc nécessaire d'utiliser deux déten deurs pour commander chaque vérin, ce qui représente une grande dépense. Par ailleurs, le deuxième détendeur représente une résistance de passage supplémentaire pour le fluide sous pression qui s'écoule, en particulier, lors de lrévacuation de ce fluide du vérin, parce que le fluide sous pression qui s'évacue pendant la course de travail doit refluer à travers le deuxième détendeur. L'invention se donne pour but de perfectionner les dispositifs de commande pour vérins pneumatiques qui étaient connus jusqu'à présent de telle manière qu'il suffise d'un détendeur pour permettre de régler les pressions du fluide travaillant sur les niveaux nécessaires dans chaque cas, aussi bien pour la course de travail que pour la course de retour. Selon l'invention, ce problème est résolu dans le dispositif de commande du type décrit au début, par le faitque le ressort régulateur du détendeur prend appui sur un piston de réglage, monté mobile en translation dans le corps du détendeur, et qui peut être déplacé entre deux positions limites dans lesquelles le ressort régulateur est précontraint à des niveaux différentes. Dans cette construction, la pression de sortie du détendeur peut être réglée de façon simple entre deux niveaux. Pour l'exécution de la course de travail, le ressort régulateur est tendu, par l'amenée du piston de réglage dans l'une des positions limites, de telle manière qu'il donne une haute pression et, pour la course de retour, le piston de réglage est amené à son autre position limite, de sorte que, le ressort régulateur étant détendu, le détendeur fournit une pression plus basse. Etant donné que le détendeur prévu selon l'invention règle les deux pressions en amont du distributeur, le fluide éuacuS peut sortir sans obstacle à travers le déten deur Stant donné que, de cette façon, dans le disposi tit de commande selon l'invention, les pressions d'actionnement sont toujours limitées au niveau qui est abso lument nécessaire et que, par ailleurs, les résistances à l'écoulement sont aussi petites que possible, on réalise de grandes économies d'énergie. Dans une forme de réalisation simple de 1 'inven- tion, dans sa position correspondant à la petite précontrainte du ressort régulateur, le piston de réglage est appuyé contre une butée qui peut être réglée par déplacement dans la direction axiale du piston de réglage, butée qui peut être constituée, par exemple, par une vis de butée vissée dans le fond du cylindre contenant le piston de réglage. La position limite du piston de réglage peut ainsi être réglée d'une façon simple à l'aide de la vis de butée. En outre, selon l'invention, le piston de réglage peut être guidé dans un cylindre de réglage qui est monté lui-meme réglable dans la direction axiale, de préférence vissé, dans un prolongement tubulaire du corps du détendeur et qui possede une butée de fin de course pour le piston de réglage, qui se déplace avec ce cylindre, dans la position correspondant à la grande précontrainte du ressort régulateur. Dans cette construction, la position limite du piston de réglage qui est fixée par la butée de fin de course peut être réglée d'une fa çon simple en vissant le cylindre de réglage plus ou moins loin dans le prolongement tubulaire du corps du détendeur. Dans une autre variante de l'invention, le piston de réglage est traversé axialement par une broche de réglage dont une extrémité fait issue dans le cylindre de réglage et est munie d'une tête formant la butée de fin de course tandis que, par son autre extrémité, cette broche est montée réglable en position dans le cylindre de réglage, de préférence coaxialement dans une vis de butée qui forme la butée supérieure. Cette variante présente l'avantage consistant en ce que les deux butées de fin de course peuvent être réglées par le côté du fond du cylindre, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de faire tourner le cylindre de réglage lui-même.L'amenée du fluide sous pression de commande dans la chambre du cylindre de réglage est ainsi plus simple, en particulier parce qu'il n'est pas nécessaire de retirer la conduite de raccordement menant au cylindre de réglage ni de la réaliser sous la forme d'un raccord mobile. L'inversion du détendeur d'une pression de sortie sur l'autre s'effectue avantageusement, mais non pas obligatoirement, en synchronisme avec la commutation de l'amenée du fluide sous pression à l'une ou l'autre des deux chambres du vérin. Pour cela, selon l'invention, le piston de réglage peut fermer à joint étanche une chambre de cylindre qui est munie d'un raccord pour l'amenée d'un fluide sous pression de commande, de préférence du fluide sous pression de commande qui actionne le distributeur. L'inversion est assurée dans ce cas par le même signal de commande que celui qui détermine la commutation du distributeur, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de dispositif supplémentaire pour l'actionnement du détendeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre de cylindre qui est fermée par le piston de réglage peut être en communication, par l'intermédiaire d'un canal de commande qui passe dans le corps du détendeur et par l'intermédiaire de la soupape de commande d'une électrovalve, avec l'entrée du détendeur qui est raccordée à la source de fluide sous pression, l'électrovalve étant montée sur le corps du détendeur et étant mu nie d'une sortie d'échappement a d'air du canal de comman- de qui est commandée par cette électrovalve. Dans cette forme de réalisation, le détendeur est monté en amont du distributeur servant à la commande de l'amenée de fluide sous pression au vérin. La conduite de commande menant au distributeur est avantageusement raccordée à un raccord du détendeur qui est relié à la chambre du cylindre de réglage.Ceci donne non seulement une disposition sim ple à l'appareil et aux canalisations mais ceci garantit également que le détendeur commute sur la bonne pression avant la commande du distributeur. Tout en restant dans le cadre de l'invention, il est également possible de commander le piston de réglage au moyen d'un signal de fluide sous pression qui lui est affecté en propre, ou bien de déplacer les deux butées de fin de course à l'aide de dispositifs de réglage qui leur sont respectivement affectés, de sorte que l'on peut réaliser une adaptation automatique de la pression du fluide travaillant à des charges variables du vérin. On peut également imaginer de modifier la pression du fluide travaillant envoyé au vérin pendant la course de travail du piston de ce vérin et de l'adapter à des charges variables du piston, ce qui peut être réalisé d'une façon simple par un déplacement continu du piston de réglage du détendeur entre les deux positions limites. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 est un schéma du dispositif de commande selon l'invention la figure 2 est une coupe axiale centrale d'un détendeur utilisé dans ce dispositif de commande ; et la figure 3 est une coupe centrale d'une autre forme de réalisation du détendeur. Le dispositif représenté est composé d'un vérin 1 comprenant un piston 2 sur lequel s'élève une tige de piston 3 qui émerge à l'extérieur. Le piston 2 divise le cylindre du vérin en une chambre de pression de travail 4, servant pour la course de travail et une chambre de pression de rappel 5, pour la course de retour du piston 2. Pour la commande du vérin 1, il est prévu un distributeur 6 qui est en communication par deux conduites de pression 7 et 8, avec la chambre de pression de travail 4 et avec la chambre de pression de rappel 5 du vérin 1. La commutation du distributeur 6 est commandée par un signal de commande pneumatique qui est amené par une conduite de commande 9. Le fluide sous pression qui actionne le vérin 1 est amené au distributeur 6 par une conduite 11 d'amenée du fluide travaillant, en provenance d'une source de fluide sous pression 10.Un détendeur 12 est intercalé dans la conduite 11 d'amenée du fluide sous pression. Une conduite pilote 13, qui mène de la conduite de commande 9 au détendeur 12, sert à acheminer un signal de commande au détendeur 12 pour régler la pression de sortie de ce détendeur sur deux niveaux différents. te détendeur 12 qui est représenté sur la figure 2 est constitué par un corps de détendeur 14 muni d'une entrée 15 et d'une sortie 16 pour le fluide sous pression, entre lesquelles est disposée une soupape régulatrice 17 chargée par un ressort. L'élément obturateur de la soupape régulatrice 17 commande une ouverture d'échappement d'air 19 ménagée dans un plateau de membrane 20 appartenant à une membrane 21, laquelle est serrée par la partie supérieure 22 en forme de cloche du corps 14 du détendeur. La membrane 21 est chargée par un ressort régulateur 23 qui agit sur le plateau 20 de la membrane, ressort qui prend appui sur un piston de réglage 24. Le piston de réglage 24 est guidé mobile en translation dans un cylindre de réglage 25 et il ferme à joint étanche une chambre de cylindre 26. Cette chambre est munie d'un raccord 27 servant à l'amenée d'un fluide sous pression de commande. Le cylindre de réglage 25 est réalisé avec un filetage extérieur et il est vissé dans un prolongement tubulaire 28 de la partie supérieure 22 du corps 14 du détendeur. A son extrémité inérieure, le cylindre de réglage 5 présente un collet en saillie vers l'intérieur, qui forme une butée de fin de course inférieure 29 pour le piston de réglage 24. A l'autre extrémité, le cylindre de réglage 25 est fermé par un fond de cylindre 30 dans lequel est vissée une vis de butée 31 dont l'extrémité forme une butée supérieure 32 pour le piston de réglage 24. La vis de butée 31 est montée à joint étanche et freinée dans la position réglée à l'aide d'un contre-écrou 33 et d'une garniture d'étanchéité 34. Le cylindre de réglage 25 est également muni d'un contreécrou 35 pour la fixation de la position réglée. Le détendeur 12 selon la figure 3 diffère de la forme de réalisation selon la figure 2, tout d'abord par le fait que les deux butées de fin de course 29 et 32 du piston de réglage 24 peuvent être réglées en partant du côté frontal du cylindre de réglage 25. La butée de fin de course 29 qui définit la position limite inférieure du piston de réglage 24 est constituée ici par une tête élargie d'une broche de réglage 36 qui traverse le piston de réglage 24 selon son axe et est vissée dans la vis de butée 31 qui est elle-même creuse. Un contreécrou 37 sert à bloquer la broche de réglage 36 dans la vis de butée creuse 31. ta butée 32 prévue à l'extrémité de la vis de butée 31 agit ici également sur la face supérieure du piston de réglage 24. Pour le réglage de la butée 32, on visse la vis de réglage 31 dans la face frontale du cylindre de réglage 25.Un chapeau 38 recouvre les extrémités émergentes de la vis de butée 31 et de la broche de réglage 36. Ce chapeau évite que les deux butées de fin de course ne soient déréglées involontairement. En outre, dans cet exemple de réalisation, on a prévu, à la place du plateau de membrane 20 et de la membrane 21, une coupelle élastique 20' et un piston 21t qui ferme cette coupelle à joint étanche. A l'extrémité inférieure du détendeur 12, est prévue une électrovalve 39, vissée dans le corps 14 du détendeur et dont l'armature magnétique 40 actionne une soupape de commande 41. Cette soupape est composée d'un siège de soupape 42 monté dans un percage du corps 14 du dé tendeur et qui peut être fermé par un élément obturateur 43 monté dans la face frontale de l'armature électromagnétique 40. Le siège de soupape 42 est en communication avec l'entrée 15 du détendeur, de sorte que le fluide sous pression provenant de la source de fluide sous pression est transmis en permanence à la soupape de commande 41.De la chambre 44 de la soupape qui est située de l'autre côté du siège 42, part un canal de commande 45 qui est simplement indiqué en traits mixtes sur la figure 3 ; ce canal s'élève à l'intérieur du corps et débouche dans la chambre de cylindre 26 formée dans le cylindre de réglage 25. Le canal de commande 45 est en communication permanente avec le raccord 27 par l'intermédiaire de la chambre de cylindre 26. L'électrovalve 39 est finalement munie d'une sortie d'échappement d'air 46 qui est également commande par l'armature magnétique 40. Sous l'action d'un signal de commande pneumatique qui est amené à la chambre de cylindre 26 à travers le raccord 27 et par l'intermédiaire de la conduite pilote 13 du circuit de la figure 1, le piston de réglage 24 du détendeur 12 selon la figure 2 peut être déplacé de la position limite représentée sur la figure 1 à la position limite inférieure dans laquelle il est appuyé contre la butée de fin de course 29. Ceci accrott la précontrainte du ressort régulateur 23 et élève en conséquence la pression fournie à la sortie 16. Le ddtendeur décrit peut donc donner à la sortie 16 deux pressions secondaires différentes, selon la position limite dans laquelle se trouve le piston de réglage 24. Les deux positions limites peuvent être choisies librement, par le réglage des butées de fin de course 29 et 32. La butée de fin de course inférieure 29 peut être réglée après le desserra ge du contre-écrou 35, en vissant le cylindre de réglage 25 plus ou moins loin dans le prolongement tubulaire 28, et la butée supérieure 32 peut être réglée par le réglage de la vis de butée 31 dans le fond de cylindre 30, également après desserrage du contre-écrou 33. Dans le dispositif de commande selon la figure 1, le détendeur 12 est intercalé en amont du distributeur 6 dans la conduite d'amenée du fluide sous pression ll qui provient de la source de fluide sous pression 10. Lorsque la conduite de commande 9 est sous pression nulle, le piston de réglage 24 se trouve dans la position limite, contre la butée supérieure 32, qui est représentée sur la figure 2. Le détendeur 12 donne alors à sa sortie 13 une pression réduite qui est envoyée, à travers le distributeur 6 placé dans la position représentée sur la figure 1 et par l'intermédiaire de la conduite de pression 8, dans la chambre de pression de rappel 25 du vérin 1 et, là, elle détermine la course de rappel du piston 2. Lorsque le distributeur 6 est commuté par l'amenée d'un signal de pression à travers la conduite de commande 9, la pression de commande sollicite également la chambre de cylindre 26 du détendeur 12, par l'intermédiaire de la conduite pilote 13, de sorte que le piston de réglage 24 est repoussé dans sa position limite inférieure, dans laquelle il est appuyé contre la butée de fin de course 29 et où il place le ressort régulateur 23 sous une précontrainte d'autant plus forte. A la sortie 16, on obtient donc une pression secondaire plus grande du détendeur. Etant donné que le distributeur 6 a également été commuté, cette pression plus élevée est envoyée par la conduite de pression 7 dans la chambre de pression de travail 4 du vérin 1, de sorte que, dans 1 'exécu- tion de sa course de travail, le piston 2 est chargé par une pression plus élevée.Les niveaux désirés des deux pressions peuvent être modifiés et réglé5 sélectivement par le réglage des butées de fin de course 29 et 32 de la façon décrite plus haut. De même, dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, le détendeur 12 peut être commuté entre deux pressions de sortie différentes. Le détendeur 12 est raccordé par son entrée 15 à la source de fluide sous pression servant pour l'actionnement du vérin. La sortie 16 mène au distributeur. L'électrovalve 39 commande ltenvoi du fluide sous pression dans la chambre 26 du cylindre de réglage 25, de sorte qu'il est possible de régler la pression de sortie sur l'un ou l'autre des deux niveaux qui sont prédéterminés par les butées de fin de course 29 et 32. Par ailleurs, le distributeur non représenté sur la figure 3 peut également être commandé avec l'électrovalve 39. Pour cela, il suffit de relier le raccord 27 menant à la chambre de cylindre 26 du détendeur 12 à l'entrée de commande du distributeur par une conduite.Dès que l'électrovalve 39 ouvre la valve de commande 41, le fluide sous pression s'écoule dans la chambre de cylindre 26 en passant par le canal de commande 45 et envoie le piston de réglage 24 à son autre position limite, dans laquelle le piston de réglage 24 est appuyé contre la butée de fin de course 39 constituée par la tate de la broche de réglage 36. En même temps, le distributeur du vérin est actionné par l'électrovalve 39, par l'intermédiaire du raccord 27 et d'une conduite de commande raccordée à ce raccord. Les deux pressions qui sont fournies par le détendeur 12 sont avantageusement choisies de manière à être aussi basses que possible tout en étant encore suffisantes pour l'exécution du mouvement travaillant. De cette façon, on évite les pertes d'énergie qui se manifestent lorsqu'on utilise des pressions trop élevées pour l'actionnement du vérin et on évite en même temps qu'après l'exécution de la course travaillante il ne s'échappe dans l'atmosphère un fluide sous pression com primé à une pression inutilement élevée. On peut également reconnaître sur la figure 1 qu'il suffit d'un seul détendeur 12 par vérin 1 pour obtenir les deux pressions désirées et que le fluide sous pression qui s'évacue des deux chambres de pression 4, 5 du vérin 1 peut s'évacuer sans obstacle à travers le distributeur 6, de sorte qu'on évite également les pertes d'énergie qui résulteraient d'une résistance à l'écoulement excessive. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande pour vérin pneumatique, comprenant un distributeur pour la commande de l'amenée du fluide sous pression au vérin et l'évacuation du fluide sous pression de ce vérin, et un détendeur intercalé dans la conduite d'amenée du fluide sous pression qui mène au distributeur et dont la soupape régulatrice est commandée par la Eorce d'un ressort régulateur précontraint, caractérisé en ce que le ressort régulateur (23) du détendeur (12) est appuyé contre un piston de réglage (24), monté mobile en translation dans le corps (14) du détendeur, piston qui peut être déplacé entre deux positions limites dans lesquelles le ressort régulateur (23) est précontraint à des niveaux différents. 2 - Dispositif selon la revendication I, carac toisé en ce que, dans sa position correspondant à la petite précontrainte du ressort régulateur (23), le piston de réglage (24) est appuyé contre une butée (32) qui peut être réglée par déplacement dans la direction axiale du piston de réglage (24), butée qui peut être constituée, par exemple, par une vis de butée (31) vissée dans le fond (30) du cylindre contenant le piston de régla ge. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston de réglage (24) est guidé dans un cylindre de réglage (25) qui est luimême monté réglable dans la direction axiale, de préférence vissé, dans un prolongement tubulaire (28) du corps (14) du détendeur, et qui possède une butée de fin de course (29) pour le piston de réglage (24), qui se déplace avec ce cylindre, dans la position correspondant à la grande précontrainte du ressort régulateur (23). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston de réglage (24) est traversé axialement par une broche de réglage (36) dont une extrémité fait issue dans le cylindre de réglage (25) et est munie d'une tête formant la butée de fin de course (29) tandis que, par son autre extrémité, cette broche est montée réglable en position dans le cylindre de réglage (26), de préférence coaxialement dans une vis de butée (31) qui forme la butée supérieure (32). 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le piston de réglage (24) ferme à joint étanche une chambre de cylindre (26) qui est munie d'un raccord (27) pour l'amenée d'un fluide sous pression de commande, de préférence, du fluide sous pression qui actionne le distributeur (6). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre de cylindre (26) qui est fermée à joint étanche par le piston de réglage (24) est en communication,par l'intermédiaire d'un canal de commande (45) qui passe dans le corps (14) du détendeur et par l'intermédiaire de la soupape de commande (41) d'une électrovalve (39), avec l'entrée (15) du détendeur (12) qui est raccordée à la source de fluide sous pression, l'électrovalve (39) étant montée sur le corps (14) du détendeur et étant munie d'une sortie d'échappement d'air (46) du canal de commande (45) qui est commandée par cette électrovalve.