Brevet FR2896833A1 — publié le 20070803

La présente invention concerne un dispositif de commande de l'ouverture et de l'interruption d'un circuit consommateur d'air comprimé. Un tel circuit peut aboutir par exemple à un ac- tionneur pneumatique ou à une soufflette, un amplificateur d'air ou, surtout, à une source d'aspiration (vide) par effet venturi. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Les dispositifs de commande connus comportent une vanne à deux positions qui relient l'appareil consommateur à une source d'air comprimé dans un premier état de la vanne et qui l'en isole dans un second état. Cette vanne est classiquement une vanne pilotée pneumatique-ment, le circuit pneumatique de commande comprenant une électrovanne de pilotage à deux positions et trois orifices (électrovanne 3/2), à savoir l'orifice de pression, l'orifice de sortie (en direction de la vanne pilotée) et l'orifice d'échappement. Pour assurer une communication sélective de l'orifice de sortie avec l'un et l'autre des orifices de pression et d'échappement, il faut mettre en oeuvre deux sièges s'il s'agit d'une valve à clapet. Cette disposition technologique est coûteuse et en outre se prête mal à une miniaturisation poussée ou à une adaptation aux faibles niveaux de courant des circuits électro- niques qui appartiennent à la commande électrique de l'électrovanne de pilotage. OBJET DE L'INVENTION La présente invention est une solution à la commande de l'ouverture ou de la fermeture d'un circuit consommateur d'air comprimé, plus adaptée aux besoins de plus en plus pressants de miniaturisation et de faible coût. RESUME DE L'INVENTION A cet effet l'invention a donc pour un premier objet un dispositif de commande de l'ouverture et de l'interruption d'un circuit consommateur de gaz comprimé comportant une vanne de coupure à deux états, normalement fermée, ladite vanne de coupure comportant une chambre de pilotage et une chambre de contre-pilotage, en communica- tion permanente avec une source de gaz comprimé, directe-ment pour la chambre de pilotage et par l'intermédiaire d'une restriction pour la chambre de contre-pilotage, cette dernière comportant une dérivation de purge ouverte ou fermée par une vanne de pilotage à deux orifices et deux positions. Une telle vanne de pilotage à deux orifices et deux positions est de fabrication beaucoup plus économique qu'une vanne à trois orifices et deux positions, puisque dans le cas d'une vanne à clapet, elle ne met en oeuvre qu'un seul siège. La vanne de pilotage qui est de manière préférée une électrovanne, est à une position stable, laquelle pouvant être soit la position d'ouverture de la purge, soit la position d'obturation de cette dernière, selon que l'on souhaite qu'en cas de défaut d'alimentation électrique, le circuit consommateur de gaz soit respectivement ouvert ou fermé. Un second objet de l'invention est un générateur de vide qui comprend dans un corps : -une buse et un mélangeur coaxiaux, - une chambre d'aspiration entre la buse et le mélangeur constituant la source de vide dans laquelle dé-bouche un canal d'aspiration, - un dispositif de commande selon le premier ob-jet de l'invention. Dans ce cas, la vanne de coupure est avantageusement une vanne à clapet normalement maintenu appliqué sur un siège, le clapet présentant par ailleurs deux surfaces de pilotage opposées, l'une soumise à la pression régnant dans la chambre de pilotage et l'autre, opposée, soumise à la pression régnant dans la chambre de contre-pilotage, de sorte qu'en cas d'égalité de pression, le clapet est maintenu en application sur son siège tandis que la dérivation de purge comporte un siège coaxial au siège de la vanne de coupure, en regard duquel un clapet est monté mobile entre une position éloignée et une position au contact du siège, le clapet étant solidaire du noyau mobile d'un actionneur électromagnétique. L'encombrement transversal d'un tel appareil est dicté par les moyens assurant l'effet venturi. La vanne de coupure et l'électrovanne de pilotage de cette dernière selon l'invention peuvent avantageusement être logées dans un encombrement au plus égal à celui du venturi, si bien que des blocs regroupant plusieurs venturis de performances complémentaires peuvent être rendus com- pacts et de fabrication économique. Dans une variante de réalisation du générateur de l'invention, celui-ci comporte un canal de soufflage d'air comprimé dans le canal d'aspiration, ce canal de soufflage comportant lui-même une vanne de coupure norma- lement fermée, équipée d'un dispositif de commande conforme au premier objet de l'invention énoncé ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après de quelques exemples de sa réalisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est un schéma fonctionnel du dispo- sitif de commande de l'invention, - la figure 2 illustre un mode de réalisation du dispositif conforme au schéma fonctionnel de la figure 1, - la figure 3 illustre un générateur de vide conforme à l'invention, - la figure 4 illustre un détail d'une variante de réalisation du générateur de la figure 3, - la figure 5 illustre un générateur de vide conforme à l'invention équipé d'un canal de soufflage. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION A la figure 1, on a représenté en U un circuit consommateur de gaz comprimé et en P l'extrémité d'une source de gaz sous pression. Le dispositif de commande 1 selon l'invention se compose d'une vanne de coupure 2 à deux positions et deux orifices, avec un état stable correspondant à l'obturation de la communication entre la source P et le circuit U (celle représentée), état stable obtenu et maintenu notamment par l'effet d'un ressort 3 intégré à la vanne. Cette vanne comporte une chambre de pilotage 2a et une chambre de contre-pilotage 2b chacune étant reliée en permanence à la source de pression P. Plus exactement, la chambre de pilotage 2a est alimentée en permanence en fluide sous pression par un canal de pilotage 4, tandis que la chambre de contre-pilotage 2b est alimentée en permanence en fluide sous pression par un canal de contre-pilotage 5 sur lequel une restriction 6 est montée de même qu'un filtre 7. La chambre de contre-pilotage 2b comporte un ca- nal de purge 8 sur lequel est montée une électrovanne 9 à deux orifices et deux positions dont une position stable est obtenue sous l'action d'un ressort 10 en l'absence d'excitation de l'électrovanne, cette position stable ici étant la position d'obturation du canal de purge 8. Dans sa deuxième position, l'électrovalve 9 est déplacée à l'encontre de l'effet du ressort 10 par un actionneur électromagnétique 11 de sorte que dans cette seconde position l'électrovanne 9 met le canal de purge 8 à l'échappement: 12. Tel que représenté, le circuit consommateur de gaz comprimé est isolé de la source de pression P. Les deux chambres de pilotage 2a et 2b sont à la même pression, celle de la source de fluide sous pression, et, comme les surfaces exposées à cette pression sont identi- ques, le ressort 3 est prépondérant et maintient la vanne 2 dans sa position d'obturation. Le même résultat est obtenu sans ressort si la pression de contre- pilotage en-gendre sur la pièce mobile de la vanne 2 une force supérieure à la pression de pilotage (la même en l'accu- rence). Un signal électrique de commande est transmis à l'actionneur électromagnétique 11 de l'électrovanne 9 et la fait changer d'état. Il se produit une purge au moins partielle de la chambre de contre-pilotage 2b avec une chute de pression correspondante. La pression dans la chambre de pilotage 2a devient prépondérante, surmonte l'effort du ressort 3 et la vanne 2 change d'état. Le circuit consommateur de gaz comprimé U est donc connecté à la source P. Pendant toute cette période, il se produit une fuite de gaz au travers du conduit 5 et de la purge 8. Cette fuite est cependant réduite du fait même de la restriction 6 dont la section de passage est très inférieure à celle du conduit 8. Lorsqu'on cesse d'alimenter l'électrovanne 9, celle-ci revient dans sa position d'obturation du conduit 8. La pression est restaurée dans la chambre de contre-pilotage 2b qui vient contrer, avec la force du ressort, celle de la chambre de pilotage 2a pour placer la vanne 2 dans sa position d'obturation. A la figure 2 on a représenté un mode de réalisation d'un dispositif conforme au schéma fonctionnel de la figure 1, qui comporte un corps 20. Ce corps 20 est équipé d'un siège 21 sur lequel un clapet 22 vient prendre appui sous l'effet d'un ressort 23. Le siège 21 est ménagé dans un insert rapporté dans le corps 20 par exemple par cramponnage, ledit insert définissant un élément de raccordement au circuit consommateur de gaz comprimé. Par un embout latéral du corps 20, le dispositif peut être connecté par tous moyens appropriés à la source de pression P. Cette source de pression alimente par un conduit 24 une chambre 22a qui constitue une chambre de pilotage du clapet 22. Cette chambre 22a, donc le conduit 24, communique avec une chambre 22b de contre-pilotage du clapet 22 par l'intermédiaire d'un canal 25 ménagé dans le corps même du clapet 22. Ce canal 25 de contre-pilotage possède une restriction 26, une gorge 26a du clapet 22 de laquelle est issue la restriction 26, et un filtre 27 recouvrant la gorge 26a. Le rôle de ce filtre est d'éviter un bouchage de la restriction par une impureté du fluide sous pression. La chambre de contre-pilotage 22b communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un canal de purge 28 traversant un siège 29 qui est obturable par un clapet 30. Ce clapet 30 est porté par le noyau mobile 31 d'une électrovanne 32 et repose sur le siège 29 sous l'effet d'un ressort de rappel 33 placé entre le noyau plongeur 31 et une culasse 34 de l'électrovanne. Une alimentation électrique de cette électrovanne tend à ramener le noyau 31 contre la culasse 34 à l'encontre de l'effet du ressort 33, décollant ainsi le clapet 30 du siège 29. C'est ainsi que l'on purge la chambre de contre-pilotage 22b. On aura noté en 32a une borne de connexion électrique de l'électrovanne. L'échappement de l'électrovanne est noté 35 sur la figure 2. En l'absence d'excitation de l'électrovanne 32, la pression P règne dans la chambre 22a et dans la cham- bre 22b. Les surfaces du clapet 22 exposées à la pression de la chambre 22b sont supérieures aux surfaces de ce clapet exposé à la pression de la chambre 22a. Il s'en-suit que le clapet à l'aide en outre de l'effet du ressort 23 est plaqué contre son siège 21 et que la communi-cation P - U est interrompue. Une alimentation de l'élec- trovanne 32 soulève le clapet 30 de son siège 29 et place la chambre 22b en communication avec l'échappement 35. Il se produit donc une chute de pression dans la chambre 22b, même si une alimentation de celle-ci persiste au travers du canal 25 et de la restriction 26 dont la section de passage est très nettement inférieure à celle du canal 28 du, siège 29. La pression dans la chambre 22a exerce donc une force sur le clapet 22 qui est capable de déplacer celui-ci même à l'encontre du ressort 23 du res-sort de rappel. Dans ces conditions, le clapet 22 est dé-collé de son siège 21 et la communication est établie entre la source de pression P et le canal U consommateur de gaz sous pression. Lorsque l'on cesse d'alimenter l'électrovanne 22, le clapet 30 se referme et la pression dans la chambre 22b se restaure progressivement et la force du ressort 23 sur le clapet 22 redevient prépondérante et conduit à replaquer le clapet sur son siège 21. Dans ces conditions, la communication P - U est de nouveau inter-rompue. On retrouve à la figure 3 la plupart des éléments déjà décrits en regard de la figure 2 avec les mêmes références, cette figure 3 illustrant un générateur de vide. En effet, au-delà du siège 21, le circuit U consommateur de pression est formé par une buse 40, un "mélan- Beur" 41, terme consacré dans le domaine, éloigné de la buse 40, donnant ainsi naissance à un effet venturi qui a pour conséquence la création d'une dépression dans la chambre 42 disposée entre la buse et le mélangeur. Cette chambre 42 est le générateur de vide pour un canal d'as- piration 43, connecté par exemple de manière connue à une ventouse. L'intérêt du dispositif de commande selon l'invention appliqué à un générateur de vide est que la consommation. en air comprimé du dispositif de commande ne s'opère que lorsque le générateur de vide consomme égale- 8 ment de l'air comprimé. Comme cette consommation par le dispositif de commande est très inférieure à la consommation d'air comprimé nécessaire pour engendrer le vide, cet "inconvénient" né de cette consommation est totale- ment acceptable dans le cas d'espèce. En outre, on notera que l'ensemble des pièces fonctionnelles est logé dans le corps 20 selon une direction unique qui est celle de leur axe commun. Si le corps 20 est en matériau plastique, on peut loger par cramponnage l'insert formant la buse 40 et le mélangeur 41 par une extrémité du corps 20 puis le clapet 22, le siège 29 et l'électrovanne 32 par l'autre extrémité ouverte de ce corps 20. Cette conception simplifie considérablement la fabrication de l'appareil. On constate, à la figure 3, qu'en l'absence d'alimentation de l'électrovanne 32, le clapet 30 repose sur le siège 29 poussé par le ressort 33 et isole la chambre de pilotage 22b de l'échappement. Dans cette configuration, le clapet 22 est forcé contre son siège 21 et le venturi est isolé de l'alimentation en gaz compri- mé. Dans certaines applications, il est souhaité, voir utile, que l'aspiration réalisée par le venturi perdure notamment lors d'une panne de courant électrique. Il faut alors que la chambre de pilotage 22b soit en communication avec l'échappement en l'absence d'alimentation de l'électrovanne de pilotage. La figure 4 illustre une électrovanne 50 de ce type. Elle est représentée non alimentée et le clapet 30 est éloigné du siège 29. En effet, ce clapet 30 est solidaire d'un noyau plongeur 51 par une tige amagnét.ique 51a qui, en l'absence d'alimentation, est éloigné de la culasse 52 par un ressort 53. L'alimentation de la bobine 54 de l'électrovanne 50 attire le noyau plongeur 51 en direction de la culasse 52 et plaque le clapet 30 contre le siège 29. Ainsi, avec une électrovanne normalement ouverte, la vanne de coupure de l'ali- mentation du venturi est ouverte en cas de défaut d'ali-9 mentation électrique et est fermée lorsque l'alimentation électrique de l'électrovanne 40 est assurée. A la figure 5 enfin, on retrouve la plupart des éléments déjà décrits en regard de la figure 3 avec les mêmes références. Le conduit 24 d'alimentation en gaz comprimé de la chambre de pilotage 2a du clapet 22 débouche également dans une chambre de pilotage 60a d'un clapet 60 qui coopère avec un siège 61 au travers duquel, lorsque le clapet 60 en est éloigné, le gaz comprimé peut atteindre le conduit d'aspiration 43. Le clapet 60 est identique au clapet 22 avec une chambre de contre-pilotage 60b qui peut être mise à l'échappement par l'ouverture d'un conduit de purge 62. Cette ouverture est obtenue par déplacement d'un clapet 63 d'une électrovanne de pilotage 64 semblable à l'électrovalve de pilotage 32 qui assure la communication entre la source de pression P et les composants 40 et 41 définissant la chambre d'aspiration 42. On comprend que par une commande séquentielle des électrovannes 32 et 64, soit on crée dans le conduit d'aspiration 43 une dépression qui permet à une ventouse de prendre en charge une pièce, soit on crée dans ce conduit 43 une surpression qui permet de chasser rapide-ment la pièce préalablement saisie par la ventouse. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de l'ouverture et de l'interruption d'un circuit (U) consommateur de gaz corn- primé comprenant une vanne (2) de coupure à deux positions, normalement fermée, ladite vanne (2) de coupure comportant une chambre de pilotage (2a) et une chambre de contre-pilotage (2b) en communication permanente avec une source (P) de gaz comprimé, directement pour la chambre de pilotage (2a) et par l'intermédiaire d'une restriction (6) pour la chambre de contre-pilotage (2b), cette dernière comportant une dérivation de purge (8) ouverte ou fermée par une vanne (9) de pilotage à deux orifices et deux positions. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne de purge (9) du canal de contre-pilotage (8) est une électrovanne à une position stable. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position stable est la position d'obtu- ration du canal (8). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position stable de l'électrovanne est la position d'ouverture de ce canal (8). 5. Générateur de vide comportant dans un corps (20) . - une buse (40) et un mélangeur (41) coaxiaux, - une chambre d'aspiration (42) entre la buse et le mélangeur, constituant la source de vide dans laquelle débouche un canal d'aspiration (43), - un dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes de l'alimentation de la buse (40) en gaz comprimé, caractérisé en ce que la vanne de coupure est une vanne à clapet (22) normalement maintenue appliqué sur un siège (21), le clapet (22) présentant par ailleurs deuxsurfaces de pilotage opposées, l'une soumise à la pression régnant. dans la chambre (22a) de pilotage, et l'autre opposée soumise à la pression régnant dans la chambre (22b) de contre-pilotage, de sorte qu'en cas d'égalité de pression, le clapet (22) est maintenu en application sur son siège (21) et en ce que la dérivation de purge (28) comporte un siège (29) coaxial au siège (21) de la vanne de coupure, en regard duquel un clapet (30) est monté mobile entre une position éloignée et une position au contact du siège (29), le clapet (30) étant solidaire du noyau mobile (31) d'un actionneur électromagnétique (32). 6. Générateur de vide selon la revendication 5, caractérisé en ce que le noyau mobile (51) est maintenu écarté du siège (29) en l'absence d'alimentation électri- que de l'actionneur (50). 7. Générateur de vide selon la revendication 5, caractérisé en ce que le noyau mobile (31) est maintenu rapproché du siège (29) en l'absence d'alimentation électrique de l'actionneur (32). 8. Générateur selon l'une des revendications 5 à 7, comportant un canal de soufflage d'air comprimé dans le canal (43) d'aspiration, caractérisé en ce que ce canal de soufflage comporte une vanne de coupure (60, 61) normalement fermée, équipée d'un dispositif de commande conforme à l'une des revendications 1 à 3 précédentes.