Brevet FR2765678A1 — publié le 19990108

L'invention se rapporte à un dispositif de détection de l'usure des segments du piston d'un équipage mobile se déplaçant selon un mouvement alternatif dans un alésage. Généralement, dans les compresseurs à air du type à pistons se déplaçant selon un mouvement alternatif rectiligne, l'étanchéité entre le piston et l'alésage, par exemple, d'une chemise est réalisée par la présence de segments d'étanchéité maintenus en place autour du piston dans des gorges que présente ledit piston. Des segments porteurs guident et positionnent le piston à l'intérieur de la chemise. Notamment, dans les compresseurs à air, pour éviter toute pollution de l'air comprimé, ces pistons ne sont pas lubrifiés et, par conséquent, l'usure des segments est accélérée. Notamment, lorsque l'axe des pistons est incliné par rapport à la verticale, l'usure de ces segments est, en raison du poids du piston, asymétrique et cette usure se traduit par un affaissement vertical de l'équipage mobile constitué par le piston et sa tige de commande. I1 est alors nécessaire de remplacer périodiquement les segments avant que le piston ne s'appuie directement contre la chemise et nécessite alors un échange de chemise. Pour cela, on peut procéder à une vérification périodique de l'usure en démontant l'appareil. Cela entraîne des arrêts de fonctionnement relativement longs. Pour éviter ces arrêts, il est connu de faire appel à une mesure du degré d'usure de ces segments. A ce jour, pour indiquer ce degré d'usure, on utilise des capteurs sans contact du type magnétique ou capacitif qui, à tout moment, mesurent au moins indirectement l'écart entre la face externe du piston et la face interne de la chemise et indique la valeur de l'écart. Lorsque cet écart atteint un seuil critique, un moyen avertisseur signale cet état. Ces dispositifs sont intéressants car, à tous moments, le degré d'usure est connu avec précision, toutefois, ces dispositifs sont coûteux car il nécessite de faire appel à un matériel électronique important. Par ailleurs, en raison de leur sensibilité, la détection est souvent perturbée par le milieu ambiant provoquant, par exemple, une dérive de l'effet capacitif. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est notamment un dispositif du type précité qui, notamment, remédie aux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détection de l'usure des segments du piston d'un équipage mobile comprenant un piston et sa tige de piston, lequel équipage mobile se déplace selon un mouvement rectiligne alternatif, le dispositif comprenant un moyen sensible à l'écart entre le piston et l'alésage du cylindre dans lequel il se déplace et un moyen de signalisation de l'arrivée à un seuil critique d'usure, ce dispositif étant CARACTERISE en ce qu'il comprend - au dessous de l'équipage mobile et au moins indirectement porté par une surface dite de référence immobile par rapport au cylindre dans lequel se déplace le piston, un élément conducteur établissant la continuité électrique d'un moyen de sécurité du fonctionnement de la machine pourvue de l'équipage mobile et - en regard de cet élément conducteur et solidaire du déplacement de l'équipage mobile, un aiguillon qui, au fur et à mesure de l'usure des segments, se rapproche progressivement de l'élément conducteur pour le sectionner lorsque le seuil d'usure est atteint et déclencher la sécurité. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente schématiquement - figure 1 : une vue en coupe axiale d'un compresseur, - figure 2 : une coupe selon II-II de la figure 1, - figure 3 : une coupe selon III-III de la figure 2, - figure 4 : une coupe selon IV-IV de la figure 2. En se reportant au dessin, on voit une machine telle un compresseur 1 à pistons à mouvement alternatif rectiligne. Le piston 2 se déplace dans un alésage 3 réalisé soit directement dans le corps du compresseur, soit dans une chemise rapportée. L'équipage mobile se compose d'un piston 2 et de sa tige 2A qui s'étend selon l'axe 4 longitudinal du piston. Notamment, pour son guidage en translation et son positionnement dans l'alésage, sont prévus des segments 5. Pour différentes raisons qui ne seront pas développées ici, le piston se déplace sur un axe incliné par rapport à la verticale et, généralement, sensiblement horizontal de sorte que l'usure des segments se traduit par un affaissement progressif de l'équipage mobile. Ce compresseur comprend en outre un dispositif 6 de détection de l'usure des segments du piston comprenant un moyen 7 sensible à l'écart entre le piston et l'alésage du cylindre dans lequel il se déplace et un moyen 8 de signalisation d'un seuil critique d'usure. Selon une caractéristique de l'invention - au dessous de l'équipage mobile et au moins indirectement porté par une surface 9 dite de référence immobile par rapport au cylindre dans lequel se déplace le piston, un élément 10 conducteur établissant la continuité électrique d'un moyen de sécurité du fonctionnement de la machine pourvue d'un équipage mobile et - en regard de cet élément conducteur et solidaire du déplacement de l'équipage mobile, un aiguillon 12 qui, au fur et à mesure de l'usure des segments, se rapproche progressivement de l'élément 10 conducteur pour le sectionner lorsque le seuil critique d'usure est atteint et déclencher une sécurité. La rupture de la continuité électrique établit une sécurité positive permettant d'arrêter, par exemple, automatiquement le compresseur par basculement d'un relais. On peut également déclencher une alarme visuelle et/ou sonore. L'aiguillon 12 est porté par une bague 13 enserrant la tige 2A du piston. Il est en un matériau plus dur que celui constituant l'élément 10 conducteur. De préférence, l'épaisseur de l'élément conducteur, vu dans le plan de coupe vertical comprenant l'axe de déplacement de l'aiguillon, est constante. L'élément conducteur est maintenu par un moyen 14 de fixation sur un support 15 comprenant un moyen 16 pour, lors du changement de l'élément conducteur et des segments, initialement régler la distance entre cet élément conducteur et la pointe de l'aiguillon et/ou l'axe initial de déplacement de l'équipage mobile. Ce moyen 16 de réglage est, par exemple, une came ou un excentrique. L'élément 10 conducteur sera, par exemple, porté par l'une 17 des deux faces 17, 18 d'extrémité d'un cylindre 19, cet élément conducteur étant relié à un connecteur 20 électrique qui, présenté par l'autre extrémité 18 du cylindre, permet un assemblage rapide avec un circuit électrique. Pour son réglage, le cylindre 19 est traversé diamétralement par un canal 21 permettant l'accès au moyen 16 de réglage constitué par un arbre portant à son extrémité l'excentrique précité qui coopère avec une portée d'appui présentée par une cavité du support 15. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de l'usure des segments du piston d'un équipage mobile se déplaçant selon un mouvement alternatif dans un alésage comprenant un moyen (7) sensible à l'écart entre le piston et l'alésage du cylindre dans lequel il se déplace et un moyen (8) de signalisation d'un seuil critique d'usure, ce dispositif étant CARACTERISE en ce que - au dessous de l'équipage mobile et au moins indirectement porté par une surface (9) dite de référence immobile par rapport au cylindre dans lequel se déplace le piston, un élément (10) conducteur établissant la continuité électrique d'un moyen de sécurité du fonctionnement de la machine pourvue d'un équipage mobile et - en regard de cet élément conducteur et solidaire du déplacement de l'équipage mobile, un aiguillon (12) qui, au fur et à mesure de l'usure des segments, se rapproche progressivement de l'élément (10) conducteur pour le sectionner lorsque le seuil critique d'usure est atteint et déclencher une sécurité. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aiguillon (12) est porté par une bague (13) enserrant la tige (2A) du piston. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'aiguillon (12) est en un matériau plus dur que celui constituant l'élément (10) conducteur. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'épaisseur de l'élément conducteur (10), vu dans le plan de coupe vertical comprenant l'axe de déplacement de l'aiguillon (12), est constante. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément conducteur (10) est maintenu par un moyen (14) de fixation sur un support (15) comprenant un moyen (16) pour, lors du changement de l'élément conducteur et des segments, initialement régler la distance entre cet élément conducteur et la pointe de l'aiguillon et/ou l'axe initial de déplacement de l'équipage mobile. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le moyen (16) de réglage est un excentrique. 7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément (10) conducteur est porté par l'une (17) des deux faces (17, 18) d'extrémité d'un cylindre (19), cet élément conducteur étant relié à un connecteur (20) électrique qui, présenté par l'autre extrémité (18) du cylindre, permet un assemblage rapide avec un circuit électrique. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que le cylindre (19) est traversé diamétralement par un canal (21) permettant l'accès au moyen (16) de réglage constitué par un arbre portant à son extrémité l'excentrique précité qui coopère avec une portée d'appui présentée par une cavité du support (15).