FR2467973A1 - Oscillateur et dispositif a marteau actionnes par un fluide - Google Patents

Abstract

Un oscillateur hydraulique 1 comprend essentiellement un cylindre 2 dans lequel se déplace un piston 3. L'application du fluide moteur sur chaque face du piston est commandée par une valve 11 qui est elle-même commandée par un microprocesseur 15, par l'intermédiaire d'une électrovalve 16. Le microprocesseur est programmé de façon à réagir aux signaux de sortie de détecteurs de position 14 qui sont sensibles au mouvement de la tige de piston 4.

Description

Oscillateur et dispositif à marteau
actionnés par un fluide
Les oscillateurs actionnés par un fluide, et en particulier par des moyens hydrauliques, sont largement utilisés dans les opérations de fabrication et de construction, comme par exemple pour le forgeage de pièces métalliques, pour l'estampage et le poinçonnage d'articles à partir de plaques de métal et pour le battage de pieux. Dans toutes ces circonstances, le matériel fonctionne à la manière d'un marteau et est soumis à un niveau élevé de vibrations et d'efforts mécaniques. I1 est donc souhaitable que ces oscillateurs soient construits sous la forme la plus robuste qu'on puisse réaliser en pratique, et que tout matériel de commande associé soit de même aussi robuste qu'il peut raisonnablement l'être.

On peut doter un oscillateur hydraulique ou pneumatique d'un système de commande qui commande la cadence et la force de percussion de l'oscillateur. Les systèmes de commande hydrauliques (ou pneumatiques) sont robustes mais encombrants et lents, et on ne peut pas les adapter facilement à des besoins variables. De plus, les systèmes de commande par fluide, eux-mêmes, ne peuvent généralement pas être pré-programmés facilement pour réagir à l'apparition d'une situation donnée, ou pour exécuter automatiquement une séquence donnée d'opérations. Dans ces buts, et également pour rendre le système de commande moins encombrant et plus apte à réagir, il est approprié d'utiliser à la place un système de commande électrique.Cependant, les systèmes de commande électriques qui ont été utilisés jusqu'à présent ne sont pas suffisamment robustes pour fonctionner de façon satisfaisante dans des conditions de service sévères et des environnements hostiles et ils nécessitent des moyens de réparation relativement élaborés et du personnel de réparation qualifié, alors qu'il est improbable qu'on puisse disposer facilement de ce matériel et de ce personnel dans de telles situations.

Ces systèmes de commande électriques de l'art antérieur ont utilisé des mesures analogiques de la position et de la vitesse du piston en mouvement (oscillant), mais le dispositif destiné à effectuer ces mesures est-assez délicat.

I1 comprend de façon habituelle un bras dont une extrémité est accouplée à la tige de piston de l'oscillateur et dont l'autre extrémité est en contact glissant avec un potentiomètre conçu spécialement, qui est fixé au cylindre hydraulique de l'oscillateur, pour produire une tension de sortie qui est proportionnelle au déplacement de la tige de piston hors du cylindre hydraulique de l'oscillateur. La vitesse de variation de la tension donne une mesure de la vitesse du piston. Les données de sortie d'un tel dispositif de mesure analogique sont appliquées à une unité électronique de traitement qui commande le fonctionnement d'une servo-valve électrohydraulique de type analogique qui commande elle-même le passage du fluide moteur vers les faces appropriées du piston oscillant.Dans ce système, le matériel analogique de mesure comme la servo-valve électrohydraulique sont des éléments assez coûteux et élaborés qui nécessitent un personnel de maintenance hautement qualifié.

Pour ces raisons, ces systèmes sont tout à fait inadaptés à l'utilisation dans le matériel de génie civil et de façon générale dans tout matériel prévu pour des conditions de service sévères.

L'invention a pour but d'atténuer ou de supprimer ces divers inconvénients des systèmes de commande d'oscillateur actionnés par un fluide de l'art antérieur, et elle offre donc, dans son aspect le plus large, un oscillateur actionné par un fluide qui comprend
un cylindre sous pression
un piston qui peut coulisser à l'intérieur de ce cylindre
et qui divise en deux chambres l'espace intérieur du
cylindre
une tige de piston qui est fixée au piston et qui s'étend
hors du cylindre en traversant l'une des chambres
des moyens permettant de
faire entrer et sortir le fluide de l'une au moins des
chambres
des moyens de vannage qui commandent cette circulation de
fluide, et seront par la suite dénommés moyens à valve
des moyens qui détectent la position du piston et qui
comprennent un réseau d'éléments de détection de posi
tion discrets s'étendant dans la direction du déplacement
de la tige de piston, chaque élément de détection étant
capable de fournir des données de détection sous la
forme d'un signal électrique numérique ; et
des moyens électroniques de traitement qui sont conçus de
façon à analyser le signal électrique de sortie des moyens
de détection et à commander les moyens à valve en leur
appliquant des signaux électriques d'entrée, ces moyens à
valve pouvant être commandés par ces signaux électriques
d'entrée.

Le piston est de préférence sollicité vers l'une des extrémités du cylindre par une pression de fluide élevée et constante qui agit à l'intérieur de l'une des chambres et qui s'exerce sur la plus petite face du piston, c'est-à-dire la face qui se trouve du côté de la tige du piston. Dans ce cas, la plus grande face du piston est soumise alternativement à une pression inférieure ou à une pression élevée égale à celle qui s'exerce sur la plus petite face, c'est-àdire que les moyens à valve agissent de façon à commuter successivement la pression d'une valeur basse à une valeur élevée et d'une valeur élevée à une valeur basse, dans la chambre qui se trouve devant la plus grande face du piston.

Ceci fait osciller le piston en avant et en arrière dans le cylindre, avec une fréquence et une course libre qui sont déterminées par les pressions relatives sur les faces du piston et par la fréquence a' laquelle la commutation de pression a lieu. En pratique, le temps.pris pour effectuer la commutation est également un facteur qui intervient, mais il est souhaitable de minimiser le temps de commutation et de parvenir à une opération de commutation de pression aussi "propre" que possible.

La course active peut être soit celle dans laquelle la tige de piston entre dans le cylindre, soit celle dans laquelle la tige de piston sort du cylindre. La course active est généralement celle dans laquelle la tige de piston sort du cylindre, lorsqu'on utilise par exemple l'oscillateur pour le battage de pieux.

Pour obtenir une opération de commutation aussi "propre" que possible, et également à cause de sa robustesse supérieure àaSls desvalves proportionnelles utilisées jusqu'à présent, il est préférable d'utiliser pour les moyens à valve une simple valve fonctionnant par tout ou rien. I1 existe des valves hydrauliques fonctionnant par tout ou rien qui fonctionnent suffisamment vite pour assurer une bonne commande dynamique et, du fait qu'elles sont pratiquement toujours soit complètement ouvertes soit complètement fermées, elles sont plus économiques à l'utilisation que les valves proportionnelles dans lesquelles il existe une dissipation de puissance importante du fait de l'effet d'étranglement plus permanent.Les valves fonctionnant par tout ou rien sont également plus économiques à l'achat que les valves proportionnelles, elles sont plus économiques à l'entretien et, enfin, on notera que les valves fonctionnant par tout ou rien sont particulièrement appropriées dans les circonstances considérées, du fait qu'il suffit que le signal de sortie de l'unité de traitement soit un simple signal binaire n' ayant que deux conditions possibles qui correspondent aux deux états de la valve.

La valve à action rapide qui est l'objet de la demande de brevet GB 29512/75 est une forme particulièrement appropriée de valve fonctionnant par tout ou rien qu'on peut utiliser dans l'oscillateur de l'invention. Dans cette valve, la commutation est normalement déclenchée par un signal hydraulique. Dans ce cas (et dans le cas d'autres valves de type similaire), le signal hydraulique peut commodément être engendré par une électrovalve miniature qui utilise le signal électrique d'entrée pour actionner un petit électro-aimant afin de produire un signal de pression binaire. Ce signal hydraulique effectue alors la commutation hydraulique de la valve fonctionnant par tout ou rien. Une variante, moins avantageuse du fait qu'elle nécessite davantage de puissance électrique, consiste à monter un plus gros électro-aimant dans la valve principale pour effectuer directement la commu tation.Dans ce cas, il sera normalement nécessaire d'amplifier le signal électrique qui est appliqué à la valve, afin d'exciter le gros électro-aimant.

Les moyens de détection de la position du piston comprennent de préférence un réseau d'éléments de détection de position discrets qui s'étend dans la direction de déplacement de la tige de piston, normalement à l'extérieur du cylindre. Il est concevable que le piston porte les éléments de détection, mais ceux-ci sont normalement montés directement ou indirectement sur le cylindre. La tige de piston peut elle-même porter directement ou indirectement des moyens qui sont associés aux éléments de détection de façon à donner tour à tour à chaque élément une indication de la position de la tige le long de sa course. Ainsi, les éléments de détection peuvent par exemple être déclenchés mécaniquement par des taquets faisant saillie à partir de la tige de piston.Il est cependant préférable, lorsque l'oscillateur est utilisé dans des conditions de service sévères, que les éléments de détection soient d'un type sans contact, c'est-à-dire qu'ils ne touchent en fait la tige de piston à aucun point de sa course. Ceci fait en sorte qu'aucun choc mécanique n'est transmis aux éléments de détection, tout au moins pas directement par la tige de piston qui supportera les plus gros chocs dans le matériel dont elle fait partie. Bien qu'on prenne cette précaution, il convient de noter simultanément que les éléments de détection de position numériques sont de toute façon dans la plupart des cas beaucoup plus robustes que les dispositifs de détection de position analogiques utilisés jusqu'à présent.Ainsi, en montant soigneusement les éléments sur le matériel de manière à réduire au minimum les chocs secondaires, on constatera que les éléments de détection utilisés dans l'invention ont une plus longue durée de vie et assurent un service plus fiable que les systèmes de détection relativement fragiles de l'art antérieur.

Les éléments de détection qui conviennent à l'utilisation dans le dispositif de l'invention comprennent les micro-contacts, les contacts magnétiques de proximité, ou une combinaison de diodes électroluminescentes et de phototransistors. Parmi ces éléments, les deux derniers types de détecteurs fonctionnent avec un espace d'environ 1 mm entre -l'élément de détection et la face de la tige de piston, ce qui est normalement de l'ordre du jeu minimal nécessaire pour éviter tout contact entre les éléments et la tige de piston. Les éléments de ce type ne sont pas des articles spécialement coûteux et un réseau convenant pour n'importe quel oscillateur donné sera généralement moins cher que le matériel de détection de position analogique équivalent, son prix ne dépassant peut-être pas la moitié de celui du matériel analogique.

Le nombre d'éléments de détection qu'on peut utiliser pour commander n'importe quel oscillateur donné dépend de la taille de l'oscillateur zazou plus précisément de la longueur de sa course) et du degré de précision de la mesure de position qui est nécessaire pour le système de détection. Cependant, il n'est pas nécessaire que les éléments soient équidistants, et en pratique ils ne le sont généralement pas, et ils peuvent être placés très près dans les régions de la course de la tige de piston dans lesquelles il est nécessaire de déterminer avec précision la position du piston, et être plus éloignés dans les régions dans lesquelles il n'est pas nécessaire de connaltre la position du piston avec une grande précision.Cecisignifie en général que la densité d'implantation des éléments de détection sera élevée vers les extrémités de la course du piston et à proximité des points de commutation, mais sera plus faible hors de ces régions. 32 éléments de détection est de façon caractéristique un nombre approprié pour un cylindre d'oscillateur ayant une course d'une longueur de 1,5 m, mais des réseaux de 16 et 64 éléments de détection peuvent convenir davantage dans certains cas.

Les éléments de détection peuvent être disposés de façon à être déplaçables le long de la direction de déplacement de la tige de piston et, dans ce but, il est par exemple commode de monter les éléments sur un barreau qui s'étend le long de la direction de déplacement de la tige. De cette manière, on peut modifier facilement la disposition en ligne des éléments conformément à des exigences différentes et on peut également modifier facilement, si on le désire, le nombre d'éléments de détection du réseau. Le barreau qui porte les éléments de détection est de préférence monté de façon flexible sur le matériel constituant l'oscillateur, afin de réduire les chocs mécaniques qui lui sont communi qués.

On utilise les éléments de détection de façon qu'ils fournissent un signal de sortie électrique numérique qui peut être un signal binaire indiquant, par exemple, si le piston est ou non au niveau de l'élément de détection ou si, comme ce peut-être le cas lorsque différentes parties du piston sont conçues de façon à coopérer de différentes manières avec les éléments de détection, une partie déterminée du piston se trouve ou non face à l'élément de détection.

Les moyens de traitement sont capables, lorsqu'ils sont correctement programmés, d'identifier la position du piston le long de sa course et de calculer sa vitesse, en détectant les signaux d'entrée en parallèle qui proviennent de l'ensemble du réseau d'éléments de détection.

Pour un type de travail donné, l'unité de traitement peut être programmée de façon à faire fonctionner l'oscillateur d'une manière désirée, par exemple à donner des coups à une certaine cadence, avec une énergie particulière pour chacun d'eux, et dans ces cas l'unité de traitement a simplement pour action d'ouvrir et de fermer la valve hydraulique de commande aux instants appropriés pour maintenir la cadence de travail désirée.

Ce type de programmation simple convient aux situations dans lesquelles le facteur de charge (c'est-àdire l'énergie désirée de chaque coup) demeure pratiquement constant, comme par exemple dans une opération répétitive de forgeage ou d'estampage; mais dans certaines situations, comme par exemple pour le battage de pieux, le facteur de charge peut varier en fonction des conditions du sol que rencontre le pieu à un moment quelconque. Il est alors important que le programme de l'unité de traitement assure un certain degré de commande automatique de l'oscillateur, pour faire en sorte que l'oscillateur ne soit pas entraîné de manière excessive, du fait de l'application d'un coup trop violent au pieu ou, au contraire, n'applique pas un coup si faible que le pieu se déplace à peine ou même ne se déplace pas du tout.Dans ces circonstances, l'unité de traitement doit donc être programmée de façon à interpréter les données d'entrée de vitesse et de position qui proviennent des éléments de détection afin de déterminer par exemple l'énergie du coup qui est appliqué, et de régler automatiquement la séquence de commutation de la valve afin de régler de façon appropriée la longueur de la course active, afin de maintenir l'énergie du coup au niveau fixé à l'avance désiré. On voit clairement que plus la course active au cours de laquelle la valve a commuté la pression élevée vers le cylindre est longue, plus l'énergie sous forme d'impulsion qui est appliquée à chaque course du piston sera grande.

Lorsque la valve de commande est une valve fonctionnant par tout ou rien, ce qui est la forme de valve préférée, comme on l'a indiqué précédemment, le signal de sortie de l'unité de traitement doit être sous une forme binaire correspondant simplement à un signal qui commande l'ouverture ou la fermeture de la valve.Si l'information d'entrée appliquée à l'unité de traitement est également binaire, il n'est pas nécessaire que cette dernière soit un dispositif particulièrement élaboré, et les fonctions qui lui sont demandées conviennent à l'utilisation d'un microprocesseur qui est relativement économique en comparaison du calculateur analogique plus élaboré que nécessitent les oscillateurs comportant un équipement de commande analogique. I1 peut cependant être commode d'utiliser, outre un microprocesseur, une unité logique de sélection de bits en parallèle capable d'analyser les signaux d'entrée en parallèle provenant des éléments de détection, de détecter le point le long du réseau d'éléments de détection qu'a atteint un certain indicateur sur la tige de piston, et d'appliquer cette information au microprocesseur.L'adjonction de l'unité logique de sélection libère une certaine partie de la capacité de calcul du microprocesseur, grâce à quoi ce dernier est capable d'effectuer des calculs plus rapides basés sur les signaux d'entrée de données de position, et d'assurer une réponse plus rapide du système d'asservissement.

En ce qui concerne les circuits hydrauliques de l'oscillateur de l'invention, ils peuvent être d'un type entièrement classique, et il ne sera pas nécessaire de considérer ici en détail les caractéristiques de conception du cylindre sous pression, du piston, de la tige de piston et d'autres éléments mécaniques actifs du matériel, dans la mesure où la conception de ces éléments est bien connue de l'homme de-l'art. Comme on l'a indiqué précédemment, il est préférable de maintenir pratiquement constante la pression entre le piston et la paroi du cylindre que traverse la tige de piston, et on peut effectuer ceci en branchant de façon permanente ce volume à une conduite à haute pression (par exemple 140 bars), avec un accumulateur de pression branché à la conduite pour étouffer les fluctuations qui résultent du mouvement d'avance et de recul du piston dans le cylindre.

Le volume qui est enfermé entre le piston et l'extrémité opposée du cylindre est branché au côté de sortie de la valve fonctionnant par tout ou rien. Dans ce type de configuration, lorsque la valve est dans une position, un branchement est établi entre la conduite d'alimentation à haute pression allant à la valve et la conduite de sortie de la valve vers le cylindre sous pression, tandis que dans l'autre position de la valve, un branchement est établi entre une conduite à basse pression allant à la valve et le cylindre, par l'intermédiaire de la valve. Dans ce dernier état de la valve, le branchement à basse pression agit en fait à la manière d'un circuit d'évacuation, de façon à évacuer le fluide hors du volume du cylindre vers la conduite à basse pression, en passant par la valve.Dans la première position, le piston est entraîné dans le cylindre par le fait que, bien que les pressions soient les mêmes de part et d'autre du piston, l'aire du piston du côté qui est branché à la valve est supérieure à l'aire de l'autre côté, où la tige de piston occupe une partie de la face du piston. Dans l'autre position de la valve, la pression est supprimée du côté branché à la valve et, en calculant de façon appropriée les aires respectives à nu du piston, on peut facilement faire en sorte que le piston soit ramené dans le cylindre du fait que le produit (pression x aire) du côté de la tige de piston est supérieur au même produit de l'autre côté du piston. Ainsi, en commutant la valve à des instants appropriés de la course du piston dans le cylindre, on peut entraîneur le piston vers l'avant et vers l'arrière dans le cylindre.

Bien que l'utilisation d'une valve fonctionnant par tout ou rien soit généralement préférable, il peut être souhaitable dans certaines circonstances que l'un ou l'autre des côtés du piston soit en communication avec la conduite à basse pression lorsque le côté opposé est en communication avec la conduite à haute pression et, dans ces cas, il est préférable d'utiliser une simple valve d'aiguillage actionnée par un électro-aimant. Avec une valve de ce type comportant deux sorties, l'une des sorties est branchée à un côté du piston et l'autre sortie est branchée à l'autre côté du piston. Au cours du fonctionnement, la valve branche soit une première sortie à la haute pression et la seconde sortie à la basse pression, soit la première sortie à la basse pression et la seconde sortie à la haute pression. On peut facilement commander ce type de valve par un signal de sortie binaire provenant d'un microprocesseur, de la même manière qu'avec une valve fonctionnant par tout ou rien.

Lorsqu'on doit utiliser l'oscillateur en tant que dispositif de battage de pieu ou que marteau de forge, l'extrémité de la tige de piston qui est éloignée du piston porte une tête de marteau et la course active est normalement un mouvement de sortie de la tige de piston hors du cylindre. Lorsqu'on l'utilise en tant qu'outil d'estampage ou de poinçonnage de métal, il peut dans certains cas être plus commode d'utiliser la course inverse en tant que course active.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une représentation schématique d'un oscillateur montrant les circuits hydrauliques et électriques qui comportent une valve fonotionnant par tout ou rien
La figure 2 montre les circuits hydrauliques pour un oscillateur utilisant une valve d'aiguillage
La figure 3A est une coupe partielle de la tige de piston montrant un seul élément de détection du type à DEL/ phototransistor de l'oscillateur de la figure 1
La figure 3B est une représentation similaire à celle de la figure 3 dans laquelle l'élément de détection est du type à contact de proximité
La figure 4 est un schéma qui montre la configuration générale ducircuit électrique pour un oscillateur du type général de a figure 1, dans lequel les détecteurs sont des transducteurs inductifs ; et
La figure 5 représente un circuit caractéristique destiné à effectuer un tri numérique des signaux de sortie d'une série de détecteurs de position.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne de façon générale un oscillateur hydraulique. I1 comprend un cylindre sous pression 2 (par exemple en acier) dans lequel est logé un piston 3 qui peut se déplacer librement. Le piston 3 est réalisé d'un seul tenant avec une tige de piston 4 et est en acier traité. Selon une variante, le piston et la tige peuvent être des pièces séparées fermement accouplées ensemble . La tige 4 dépasse du cylindre et porte à son extrémité extérieure un outil approprié (non représenté).

L'ouverture dans la paroi d'extrémité du cylindre par laquelle passe la tige du piston est munie d'un joint approprié 5 pour éviter que le fluide ne fuie hors du cylindre le long de la tige de piston. Une conduite d'alimentation à haute pression 6 s'ouvre dans le cylindre 2 à cette extrémité et elle est branchée en permanence à la conduite de fluide qui est désignée par HP sur le schéma. La conduite d'alimentation 6 débouche à un certain point dans un accumulateur 7 qui a pour fonction de maintenir constante la pression dans la conduite d'alimentation 6 (et dans la partie droite du cylindre, c'est-à-dire dans l'espace 8).

L'espace 9 formé dans le cylindre (c'est-à-dire l'espace qui se trouve du côté gauche du piston 3 sur la représentation de la figure 1) communique par une conduite 10 avec une valve ll-qui est elle-même branchée par des conduites d'entrée 12 et 13 à des conduites de fluide respectives à haute pression et à basse pression, désignées respectivement par HP et BP.

Un réseau de détecteurs de position discrets 14 est monté le long de la tige de piston 4. Ces détecteurs appliquent des signaux d'entrée de détection sous forme binaire (c'est-à-dire les signaux par tout ou rien) à un microprocesseur 15 qui traite l'information et qui applique des signaux de sortie codés en binaire à une électrovalve miniature 16. Cette valve est alimentée en fluide à haute pression et à basse pression par des conduites d'alimentation respectives 17 et 18 et elle applique un signal de pression de fluide à la valve principale (de commutation), 11, fonctionnant par tout ou rien.

La figure 2 montre une autre forme possible d'oscillateur dans laquelle on utilise une valve d'aiguillage 21. La valve est actionnée à l'aide d'électro-aimants 26, 26' qui font déplacer l'axe de la valve, afin d'établir soit des branchements entre les conduites 22 et 25 et les conduites 23 et 24, soit des branchements entre les conduites 22 et 24 et les conduites 23 et 25. La conduite 22 est la conduite HP qui est représentée sur la figure 2 et la conduite 23 est la conduite BP, tandis que les conduites 24 et 25 vont au cylindre, respectivement du côté de la plus grande aire et du côté de la plus petite aire du piston.Le fluide à haute pression et à basse pression est donc commuté alternativement vers les deux faces du piston lorsque la valve d'aiguillage est commutée sous l'effet des signaux de commande binaires 27 qui proviennent d'un microprocesseur (non représenté sur la figure 2).

Sur la représentation de la figure 3A, les détecteurs de position numériques discrets se présentent sous la forme de diodes électroluminescentes en couplage avec des phototransistors. Chaque diode électroluminescente, comme par exemple la diode 31, est disposée de façon à projeter un faisceau de lumière sur la surface de la tige de piston 4.

Aux endroits où la tige est fortement polie, la lumière est réfléchie à partir de la tige 4 vers le phototransistor associé et placé de façon appropriée, comme par exemple le phototransistor 32, mais aux endroits où la tige n'est pratiquement pas réfléchissante, le phototransistor associé ne reçoit pas de lumière. En formant ainsi le long de la tige des régions alternativement réfléchissantes et non refléchis santes. on neut suivre la position du piston lui-même.oar entre ies refilons association avec les mouvements des frontiéresVréfléchissIÉs
et non réfléchissantes, qui, au fur et à mesure de leur mouvement, font passer à "l'état actif" les détecteurs de position successifs.

Les éléments détecteurs comprenant par exemple la D.E.L,31 et le phototransistor 32 sont montés ensemble sur un barreau 33 au moyen par exemple d'un dispositif de blocage 34. De cette manière, en débloquant un élément, on peut l'amener à n'importe quelle position désirée sur le barreau, afin de modifier la configuration du réseau.

Dans l'autre configuration d'éléments détecteurs qui est représentée sur la figure 3B, les éléments 35 sont du type détecteur de proximité et ils sont placés en position adjacente à la surface du piston 4'. Le piston lui-même présente des épaulements, comme par exemple en 36, et la variation de dimension qui résulte de ces épaulements donne naissance dans chaque élément détecteur à un signal binaire dont la valeur n'est pas la même selon que le point de changement de dimension est passé ou non devant cet élément détecteur particulier. Comme avec les éléments D.E.L/photo- transistor de la figure 3A, les détecteurs du type détecteur de proximité peuvent être très commodément montés sur un barreau 37 qui est disposé de façon à s'étendre parallèlement à la direction de déplacement du piston 4'.Si on ne peut pas placer les détecteurs suffisamment près les uns des autres, il peut être nécessaire de les disposer sur deux barreaux de ce type, ou davantage, placés autour du piston.

La figure 4 montre une série de transducteurs inductifs 41 qui peuvent être montés de façon caractéristique en ligne sur un barreau disposé parallèlement à la surface du piston de l'oscillateur, de la manière décrite en relation avec les figures 3A et 3B des dessins. Les transducteurs inductifs présentent une variation du courant de sortie qui dépend de la présence ou de l'absence de métal, et plus particulièrement mais non nécessairement d'un métal ferreux. Ainsi, quand une pièce métallique en saillie portée par le piston se trouve face à un transducteur donné, ce transducteur présente un courant de sortie différent de celui qui existe lorsque cette pièce ne se trouve pas face à ce transducteur.Le courant de sortie de chaque transducteur est détecté par un détecteur de niveau de courant 42 qui commute de manière nette d'un état à un autre, plus précisément d'un état haut (courant élevé) à un état bas, ou inversement, selon que le transducteur associé détecte ou non la présence de métal. Chaque détecteur de niveau 42 produit ainsi un signal de sortie binaire qui est transmis à un multiplexeur 43 qui applique un signal de sortie 46 à un microprocesseur (non représenté). Le multiplexeur est lui-même sous la commande du microprocesseur par l'intermédiaire d'une ligne d'entrée 47.En outre, les signaux de sortie binaires du détecteur de niveau actionnent un dispositif d'affichage à barre de diodes électroluminescentes, 44, qui donne une indication visuelle du mouvement du piston de l'oscillateur, et ils commandent de plus des interrupteurs à transistors à effet de champ dans une chaîne de résistances de détermination de tension 45, afin de produire un signal de sortie analogique 48. Des diodes sont associées aux résistances de façon à bloquer les tensions inverses et à donner un niveau de signal de sortie plus élevé.

Dans un mode de réalisation du dispositif, 32 transducteurs sont alignés dans la direction du déplacement du piston et le multiplexeur est un dispositif à 32/16 lignes qui, sous la commande du microprocesseur, sélectionne alternativement les 16 bits de plus fort poids et les 16 bits de plus faible poids du signal d'entrée des transducteurs et les dirige vers le microprocesseur. Dans le cas Où
une partie de la face du piston présente un décrochement vers l'intérieur, c'est-à-dire d'une gorge ou d'une rainure dans cette face, le signal d'entrée du microprocesseur peut se présenter sous une forme telle que 1111100001111111, tandis que si la face du piston présente un décrochement vers l'extérieur, c'est-à-dire si elle comporte une bande de métal faisant saillie à partir du corps principal, le signal d'entrée peut être de la forme 0000000001110000.Dans un cas comme dans l'autre, le microprocesseur est programmé de façon à détecter le changement de chiffre, c'est-à-dire le passage de O à 1 ou de 1 à 0, au moyen de registres dépendant du cas considéré, c'est-à-dire de la détection du bord avant ou arrière de la rainure ou de la bande de métal en saillie.

Selon une variante, l'opération de tri numérique qui est effectuée dans le microprocesseur/contrôleur peut être effectuée par un circuit approprié. On voit sur la figure 5 des dessins un circuit de type caractéristique et cette figure ne représente que la partie du circuit qui reçoit des signaux d'entrée A-F à partir de six détecteurs de niveau. Chaque signal d'entrée est appliqué à deux portes
NON-ET dont six sont représentées et portent les références 51 à 56. Dans chaque cas, l'un des signaux de ces paires de signaux d'entrée est inversé par un inverseur, désigné par les références 57 à 61.Chaque porte NON-ET reçoit un signal d'entrée à partir de deux détecteurs de niveau adjacents, l'un d'eux étant transmis par l'un des inverseurs, sauf pour la dernière porte de la ligne qui reçoit un niveau logique 1 pour compléter sa paire de signaux d'entrée, l'autre signal d'entrée provenant du détecteur de niveau A.

On peut remplacer les portes NON-ET par des portes NON-OU dans une configuration de circuit par ailleurs simi laire, à l'exception du fait que le signal d'entrée qui est appliqué à la dernière porte de la ligne est alors un niveau logique 0. Cependant, dans le cas d'une série de portes
NON-ET, comme il est représenté sur la figure 9., le signal de sortie du microprocesseur présentera un "1" pour la position du changement significatif, et le signal de sortie sera par exemple de la forme 0000000001000000, tandis que si on utilise des portes NON-OU, la position du changement significatif sera indiquée par un "O", c'est-à-dire que le signal de sortie sera par exemple 1111101111111111. Ces changements significatifs peuvent être codés par d'autres circuits pour être présentés sous la forme d'un nombre indiquant la position du changement, afin de supprimer la nécessité d'un multiplexeur et d'augmenter la résolution disponible.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Oscillateur actionné par un fluide comprenant un cylindre sous pression ; un piston qui peut coulisser à l'intérieur du cylindre et qui divise en deux chambres l'espace intérieur du cylindre ; une tige de piston fixée au piston et s'étendant à l'extérieur du cylindre en traversant l'une des chambres ; des moyens qui font circuler un fluide entrant et sortant de l'une au moins des chambres; et des moyens à valve qui commandent cette circulation de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter la position du piston (3) qui comprennent un réseau d'éléments de détection de position discrets (14), le réseau s'étendant dans la direction de déplacement de la tige de piston (4) et chaque élément de détection étant capable de fournir des données de détection sous la forme d'un signal électrique numérique ; et des moyens électroniques de traitement (15) capables d'analyser le signal électrique de sortie des moyens de détection (14) et de commander les moyens à valve (11, 21) en appliquant à ceux-ci des signaux électriques d'entrée, ces moyens à valve (11, 21) pouvant être commandés par ces signaux électriques d'entrée.

2. Oscillateur actionné par un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de détection de position (14) sont portés par lecylindre sous pression (2) et la tige de piston (4) porte des moyens qui coopèrent avec les éléments de détection pour fournir tour à tour à chaque élément une indication de la position de la tige le long du chemin sur lequel elle se déplace.

3. Oscillateur actionné par un -fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de détection (14) ne viennent en contact avec la tige de piston (4) en aucun point du chemin sur lequel elle se déplace.

4. Oscillateur actionné par un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément de détection (14) comprend une diode électroluminescente (31) et un phototransistor (32), et la tige de piston (4) comporte des régions réfléchissantes et des régions moins fortement réfléchissantes qui sont formées alternativement sur sa longueur.

5. Oscillateur actionné par un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de détection (14) se présentent sous la forme de contacts de détection de proximité (35).

6. Oscillateur actionné par un fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de détection (14) établissent un contact avec la tige de piston (4).

7. Oscillateur actionné par un fluide selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de détection (14) se présentent sous la forme de micro-contacts qui sont actionnés mécaniquement par des taquets portés par la tige de piston (4).

8. Oscillateur actionné par un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesélémEres de détection (14) peuvent être déplacés longitudinalement dans ia direction du déplacement de la tige de piston (4).

9. Oscillateur actionné par un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments de détection (14) fournissent des données de détection sous la forme d'un signal électrique binaire.

10. Oscillateur actionné par un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston (3) est sollicité vers une extrémité du cylindre (2) par une pression de fluide constante qui agit à l'intérieur de l'une des chambres (8) et qui s'exerce contre la face du piston qui se trouve du côté de la tige de piston.

11. Oscillateur actionné par un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens à valve se présentent sous la forme d'une valve fonctionnant par tout ou rien (l8,les moyens à valve (11) pouvant être actionnés par un signal de pression de fluide, et le signal de pression de fluide etant produit en appliquant les signaux électriques d'entrée à une électrovalve miniature (16).

î2. Oscillateur actionné par un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens à valve se présentent sous la forme d'une valve d'aiguillage (21).

13. Dispositif à marteau actionné par un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un oscillateur actionné par un fluide correspondant à l'une quelconque des revendications i à i 2.