FR2595420A3 - PNEUMATIC ACTUATING DEVICE FOR CONTROLLING THE DISPLACEMENT OF A CONTROL MEMBER IN AN AXIAL DIRECTION GIVEN - Google Patents
PNEUMATIC ACTUATING DEVICE FOR CONTROLLING THE DISPLACEMENT OF A CONTROL MEMBER IN AN AXIAL DIRECTION GIVEN Download PDFInfo
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- F15B11/125—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions by means of digital actuators, i.e. actuators in which the total stroke is the sum of individual strokes
Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT PNEUMATIQUE POUR COMMANDER LE DEPLACEMENT D'UN ELEMENT DE COMMANDE DANS UNE DIRECTION AXIALE DONNEE. LE DISPOSITIF COMPREND UN CORPS 3 DANS LEQUEL SONT FORMEES DEUX CHAMBRES 1, 2, UNE PAROI DE LA PREMIERE CHAMBRE 1 ETANT CONSTITUEE PAR UN PREMIER DIAPHRAGME DEFORMABLE 5 POURVU D'UN ORGANE 8 ET DEPLACABLE ENTRE DEUX POSITIONS LIMITES DONT UNE EST DEFINIE PAR CONTACT DE L'ORGANE 8 AVEC UNE PREMIERE BUTEE 12, UNE PAROI DE LA SECONDE CHAMBRE 2 ETANT DEFINIE PAR UN SECOND DIAPHRAGME DEFORMABLE 6 SOLIDAIRE D'UN ELEMENT DE COMMANDE 20 ET DEPLACABLE EGALEMENT ENTRE DEUX POSITIONS LIMITES DONT UNE EST DEFINIE PAR CONTACT D'UNE SURFACE 22 DE L'ELEMENT DE COMMANDE AVEC UNE SECONDE BUTEE 23, L'ORGANE 8 SOLIDAIRE DU PREMIER DIAPHRAGME 5 ETANT POURVU D'UN PREMIER EPAULEMENT 10 COOPERANT AVEC UN SECOND EPAULEMENT 25 PREVU SUR L'ELEMENT DE COMMANDE 20 AFIN DE CONTROLER LES DEPLACEMENTS DES DIAPHRAGMES 5, 6 ENTRE LEURS POSITIONS LIMITES RELATIVES. APPLICATION AUX MOTEURS DE VEHICULES AUTOMOBILES.THE INVENTION RELATES TO A PNEUMATIC ACTUATION DEVICE FOR COMMANDING THE DISPLACEMENT OF A CONTROL ELEMENT IN A GIVEN AXIAL DIRECTION. THE DEVICE INCLUDES A BODY 3 IN WHICH TWO BEDROOMS 1, 2 ARE SHAPED, A WALL OF THE FIRST BEDROOM 1 CONSTITUTING BY A FIRST DEFORMABLE DIAPHRAGM 5 PROVIDED WITH A BODY 8 AND MOVABLE BETWEEN TWO LIMIT POSITIONS, ONE OF WHICH IS DEFINED BY CONTACT OF ORGAN 8 WITH A FIRST STOP 12, A WALL OF THE SECOND CHAMBER 2 BEING DEFINED BY A SECOND DEFORMABLE DIAPHRAGM 6 JOINT TO A CONTROL ELEMENT 20 AND ALSO MOVABLE BETWEEN TWO LIMIT POSITIONS, ONE OF WHICH IS DEFINED BY CONTACT WITH A SURFACE 22 OF THE CONTROL ELEMENT WITH A SECOND STOP 23, THE JOINT 8 JOINT OF THE FIRST DIAPHRAGM 5 IS PROVIDED WITH A FIRST SHOULDER 10 COOPERATING WITH A SECOND SHOULDER 25 PROVIDED ON THE CONTROL ELEMENT 20 IN ORDER TO CONTROL THE MOVEMENTS OF THE DIAPHRAGMS 5, 6 BETWEEN THEIR RELATIVE LIMIT POSITIONS. APPLICATION TO MOTOR VEHICLE ENGINES.
Description
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La présente invention concerne un dispositif d'actionnement pneumatique pour commander le déplacement d'un élément de commande dans une direction axiale donnée, et permettant deux déplacements différents indépendamment l'un de l'autre. Des dispositifs d'actionnement pneumatiques du type mentionné ci-dessus sont usuellement commandés par un vide engendré par une source appropriée, en particulier le vide régnant à l'intérieur du collecteur d'un moteur à combustion interne, et ils sont usuellement utilisés pour commander différents The present invention relates to a pneumatic actuating device for controlling the displacement of a control element in a given axial direction, and allowing two different displacements independently of one another. Pneumatic actuators of the type mentioned above are usually controlled by a vacuum generated by a suitable source, in particular the vacuum inside the manifold of an internal combustion engine, and they are usually used to control different
composants et dispositifs sur des véhicules automobiles. components and devices on motor vehicles.
Des dispositifs d'actionnement connus du type mentionné ci-dessus comprennent usuellement un corps dans lequel est formé une première chambre communiquant avec ladite source et dont une paroi est définie par un premier diaphragme déformable se déplaçant sensiblement dans la direction axiale de l'élément de commande dans le dispositif d'actionnement. Ledit premier diaphragme déformable se déplace dans ladite direction depuis une première position limite, o il est en contact avec une Known actuating devices of the type mentioned above usually comprise a body in which is formed a first chamber communicating with said source and a wall of which is defined by a first deformable diaphragm moving substantially in the axial direction of the element. control in the actuating device. Said first deformable diaphragm moves in said direction from a first limit position, where it is in contact with a
surface d'arrêt du corps, jusque dans une seconde posi- stopping surface of the body, to a second position
tion limite, o un élément solidaire dudit diaphragme limit, o an integral part of the diaphragm
entre en contact avec une première butée, dont la posi- comes into contact with a first stop, whose posi-
tion est réglable dans ladite direction. Le dispositif d'actionnement comprend également une seconde chambre communiquant avec ladite source et dont une paroi est définie par un second diaphragme déformable, solidaire dudit élément de commande et également agencé de façon à se déplacer, dans la direction précitée, depuis une première position limite o il est en contact avec une surface d'arrêt prévue sur ledit corps,jusque dans une seconde position limite, o une surface dudit élément de commande est en contact avec ledit élément solidaire tion is adjustable in said direction. The actuation device also comprises a second chamber communicating with said source and a wall of which is defined by a second deformable diaphragm, integral with said control element and also arranged to move, in the aforementioned direction, from a first limit position it is in contact with a stop surface provided on said body, in a second limit position, where a surface of said control element is in contact with said integral element
dudit premier diaphragme.said first diaphragm.
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Un premier déplacement de l'élément de commande est produit par liaison des deux chambres précitées du dispositif d'actionnement avec ladite source de vide. D'une manière analogue, ledit premier diaphragme se déplace jusque dans ladite seconde posi- tion limite, et ledit second diaphragme est arrêté contre l'élément solidaire du premier. Pour commander un déplacement de l'élément de commande autrement que ce qui a été décrit ci-dessus, seule la seconde chambre est reliée à la source de vide d'une manière telle que le premier diaphragme se déplace jusque dans la première position limite, et le second diaphragme jusque dans la seconde position limite, contre l'élément solidaire A first displacement of the control element is produced by connecting the two aforementioned chambers of the actuating device with said vacuum source. In a similar manner, said first diaphragm moves to said second limit position, and said second diaphragm is stopped against the integral member of the first diaphragm. To control a displacement of the control element other than that described above, only the second chamber is connected to the vacuum source in such a way that the first diaphragm moves to the first limit position, and the second diaphragm into the second limit position, against the integral element
du premier diaphragme.of the first diaphragm.
Cependant des dispositifs d'actionnement du However actuators of the
type mentionné ci-dessus ne produisent pas deux déplace- type mentioned above do not produce two
ments différents de l'élément de commande qui soient réglables indépendamment. Alors qu'un déplacement peut être réglé d'une façon appropriée en faisant varier la position de ladite butée, l'autre dépend de la géométrie du dispositif proprement dit qui ne peut pas être modifiée. La présente invention a pour objet de créer different parts of the control element which are independently adjustable. While a displacement can be suitably adjusted by varying the position of said stop, the other depends on the geometry of the device itself which can not be changed. The present invention aims to create
un dispositif d'actionnement pneumatique du type men- a pneumatic actuating device of the type
tionné ci-dessus mais qui soit conçu pour remédier à l'inconvénient précité, c'est-à-dire un dispositif d'actionnement permettant deux courses différentes et above, but which is designed to remedy the aforementioned drawback, that is to say an actuating device for two different races and
indépendamment réglables de l'élément de commande. independently adjustable from the control element.
Pour résoudre ce problème il est créé, conformément à la présente invention, un dispositif d'actionnement pneumatique pour commander le déplacement d'un élément de commande dans une direction axiale donnée, entre une position initiale et deux positions finales différentes, ledit dispositif d'actionnement étant commandé par un vide produit par une source To solve this problem, in accordance with the present invention, a pneumatic actuator is created for controlling the displacement of a control element in a given axial direction between an initial position and two different end positions, said device actuation being controlled by a vacuum produced by a source
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appropriée, en particulier le vide régnant à l'intérieur appropriate, especially the empty space inside
du collecteur d'un moteur à combustion interne; caracté- the collector of an internal combustion engine; character-
risé par le fait qu'il comprend un corps dans lequel sont formés une première chambre communiquant avec ladite source et dont une paroi est définie par un premier diaphragme déformable se déplaçant sensiblement dans ladite direction depuis une première position limite, o il est en contact avec une surface d'arrêt prévue sur ledit corps, jusque dans une seconde position limite o un organe solidaire dudit premier diaphragme entre en contact avec une première butée dont la position peut être réglée dans ladite direction, une seconde chambre communiquant avec ladite source et dont une paroi est définie par un second diaphragme déformable solidaire dudit élément de commande et se déplaçant également sensiblement dans ladite direction depuis une première position limite jusque dans une seconde position limite o une surface dudit élément de commande est en contact avec une seconde butée, la position relative de ladite surface dudit élément de commande étant réglable dans ladite direction par rapport à la dite seconde butée, et ledit organe solidaire du premier diaphragme étant pourvu d'un premier épaulement coopérant avec un second épaulement prévu sur ledit élément de commande, afin de déplacer ledit second diaphragme de la première position limite relative jusque dans la seconde position limite relative, après un déplacement dudit premier diaphragme de la première position limite relative jusque dans la characterized in that it comprises a body in which is formed a first chamber communicating with said source and a wall of which is defined by a first deformable diaphragm moving substantially in said direction from a first limit position, where it is in contact with a stop surface provided on said body, in a second limit position where an integral member of said first diaphragm comes into contact with a first stop whose position can be set in said direction, a second chamber communicating with said source and one of which wall is defined by a second deformable diaphragm secured to said control member and also moving substantially in said direction from a first limit position to a second limit position where a surface of said control member is in contact with a second stop, the relative position of said surface of said control element being regulated ble in said direction relative to said second stop, and said integral member of the first diaphragm being provided with a first shoulder cooperating with a second shoulder provided on said control member, for moving said second diaphragm of the first relative limit position in the second relative limit position, after a displacement of said first diaphragm from the first relative limit position to the
seconde position limite relative.second relative limit position.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la Other features and advantages of the invention will be highlighted later in the
description, donnée à titre d'exemple non limitatif, description, given by way of non-limiting example,
en référence au dessin unique annexé qui représente une vue en coupe axiale d'un--dispositif d'actionnement with reference to the attached single drawing which shows an axial sectional view of an actuating device
pneumatique conforme à la présente invention. pneumatic device according to the present invention.
Le dispositif d'actionnement conforme à la présente invention comprend dans l'essentiel une première et une seconde chambres,l et 2, formées à l'intérieur The actuating device according to the present invention essentially comprises first and second chambers, 1 and 2, formed inside.
d'un corps 3 du dispositif d'actionnement proprement dit. a body 3 of the actuating device itself.
Par l'intermédiaire d'un tube 4, chacune desdites cham- bres 1 et 2 communique avec une source de vide, par exemple le collecteur d'échappement d'un moteur à combustion interne, de façon à produire un vide donné Through a tube 4, each of said chambers 1 and 2 communicates with a source of vacuum, for example the exhaust manifold of an internal combustion engine, so as to produce a given vacuum
à l'intérieur de chaque chambre.inside each room.
Le dispositif d'actionnement comprend également deux diaphragmes 5 et 6 sensiblement coaxiaux et définissant une paroi respective des chambres 1 et 2, comme le montre clairement le dessin ci-joint. Les bords du diaphragme 5 sont maintenus entre des parties 3a et 3b dudit corps 3, tandis que ceux du diaphragme 6 sont maintenus entre des parties 3b et 3c. Le diaphragme comporte deux plaques 7 et un organe solidaire 8 The actuating device also comprises two substantially coaxial diaphragms 5 and 6 and defining a respective wall of the chambers 1 and 2, as clearly shown in the accompanying drawing. The edges of the diaphragm 5 are held between parts 3a and 3b of said body 3, while those of the diaphragm 6 are held between parts 3b and 3c. The diaphragm comprises two plates 7 and an integral member 8
pourvu d'une tige 9 et d'une tête extrême 10. Le dia- provided with a shank 9 and an extreme head 10. The di-
phragme 5 est conçu pour se déplacer sensiblement depuis une première position limite, dans laquelle une des plaques 7 est en contact avec la surface 11 du corps 3, jusque dans une seconde position limite, dans laquelle la partie centrale de l'élément 8 est arrêtée contre l'extrémité d'une butée 12 comportant une tige filetée qui est vissée dans un trou fileté correspondant du 5 is adapted to move substantially from a first limit position, in which one of the plates 7 is in contact with the surface 11 of the body 3, to a second limit position, in which the central portion of the element 8 is stopped against the end of a stop 12 having a threaded rod which is screwed into a corresponding threaded hole of the
corps et qui peut être réglée de l'extérieur du dispo- body and which can be regulated from outside the
sitif d'actionnement au moyen d'une tête 13. Entre ladite tête 13 et le corps 3, il est prévu un moyen avantageusement constitué par un ressort hélicoïdal 17 actuating device by means of a head 13. Between said head 13 and the body 3, there is provided a means advantageously constituted by a coil spring 17
pour empêcher la tête 13 d'être dévissée accidentelle- to prevent the head 13 from being accidentally unscrewed
ment. Il est également prévu une bague d'étanchéité 18 is lying. It is also provided a sealing ring 18
pour assurer une étanchéité efficace de la chambre 1. to ensure effective sealing of the chamber 1.
Le diaphragme 6 comporte une paire de plaques 19 et un élément de commande solidaire 20, dont le déplacement The diaphragm 6 comprises a pair of plates 19 and an integral control element 20, whose displacement
axial est commandé par le dispositif d'actionnement. axial is controlled by the actuating device.
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Cet élément de commande a de préférence une forme tubulaire et il comporte une partie extrême filetée sur laquelle estvissé un écrou annulaire fileté 21, dont la position axiale peut être réglée par rapport audit élément de commande et dont la surface 22 est agencée de manière à entrer en contact avec une surface de butée 23 du corps 3. Comme le montre clairement le dessin ci-joint, ledit élément de butée comporte un trou intérieur 24 dans lequel est introduit la tête 10 de l'organe 8; et ledit élément de commande comporte une protubérance annulaire 25 faisant saillie en direction du trou 24 et agissant comme un épaulement pour la tête 10. Le trou 24 est avantageusement obturé par un tampon 26; et un organe de liaison, par exemple un crochet 27, est agencé de manière à relier l'élément This control element preferably has a tubular shape and has a threaded end portion on which is screwed a threaded annular nut 21, whose axial position can be adjusted with respect to said control element and whose surface 22 is arranged to enter in contact with an abutment surface 23 of the body 3. As clearly shown in the accompanying drawing, said abutment member has an inner hole 24 in which is introduced the head 10 of the member 8; and said control member has an annular protrusion 25 projecting towards the hole 24 and acting as a shoulder for the head 10. The hole 24 is advantageously closed by a buffer 26; and a connecting member, for example a hook 27, is arranged to connect the element
du dispositif d'actionnement avec le mécanisme à comman- of the actuating device with the control mechanism
der par celui-ci.der by this one.
Le diaphragme 6 est agencé de façon à se The diaphragm 6 is arranged so as to
déplacer depuis une première position limite, représen- move from a first limit position, representing
tée sur le dessin et dans laquelle l'épaulement de la protubérance annulaire 25 entre en contact avec la tête 10 de l'organe 8, jusque dans une seconde position limite o la surface active 22 de l'écrou annulaire 21 1 in the drawing and in which the shoulder of the annular protuberance 25 contacts the head 10 of the member 8, to a second limit position o the active surface 22 of the annular nut 21
entre en contact avec la surface de butée 23 du corps 3. contacts the abutment surface 23 of the body 3.
Entre le diaphragme 6 et une surface de support 28 du corps 3, un ressort hélicoïdal 29 est interposé de façon à fixer normalement le diaphragme 6 dans ladite Between the diaphragm 6 and a support surface 28 of the body 3, a helical spring 29 is interposed so as to fix the diaphragm 6 normally in said
première position limite.first limit position.
Le dispositif d'actionnement décrit ci-dessus fonctionne comme suit. Une première course de l'élément de commande 20, désignée par Cl sur le dessin, peut être établie par réglage de l'extrémité de la butée 12 par rapport à la surface supérieure dé l'organe 8, par simple The actuating device described above operates as follows. A first stroke of the control member 20, designated Cl in the drawing, can be established by adjusting the end of the stop 12 relative to the upper surface of the member 8, by a simple
rotation de la butée au moyen de la tête 13. rotation of the stop by means of the head 13.
Une seconde course de l'élément de commande , désignée par C2 sur le dessin, peut être établie complètement indépendamment de la première course par réglage de l'écrou annulaire 21 afin de placer la surface 22 à une distance donnée de la surface de A second stroke of the control element, designated C2 in the drawing, can be established completely independently of the first stroke by adjusting the annular nut 21 to place the surface 22 at a given distance from the surface of the
butée 23 du corps 3.stop 23 of the body 3.
Pour parcourir la première course précitée Cl le dispositif d'actionnement est déplacé par une simple liaison de la première chambre 1 avec la source de vide, ce qui fait déplacer le diaphragme 5 de ladite première position limite représentée sur le dessin jusque dans ladite seconde position limite, qui est atteinte quand la surface 30 de l'organe 8 est arrêtée contre l'extrémité de la butée 12. Un déplacement du diaphragme 5, par l'intermédiaire de l'organe 8, produit un déplacement de l'élément de commande 20 dans la bonne direction. Lorsque le vide régnant dans la chambre 1 est diminué, le dispositif d'actionnement est ramené dans la position indiquée sur le dessin sous l'action du ressort hélicoïdal 29, qui commande le déplacement vers le bas de l'élément de commande 20 et également du diaphragme 5 par l'intermédiaire de la liaison entre To traverse the first aforementioned stroke Cl the actuating device is moved by a simple connection of the first chamber 1 with the vacuum source, causing the diaphragm 5 to move from said first limit position shown in the drawing to said second position limit, which is reached when the surface 30 of the member 8 is stopped against the end of the abutment 12. A displacement of the diaphragm 5, via the member 8, produces a displacement of the control element 20 in the right direction. When the vacuum prevailing in the chamber 1 is decreased, the actuating device is returned to the position indicated in the drawing under the action of the coil spring 29, which controls the downward movement of the control element 20 and also of the diaphragm 5 via the connection between
la tête 10 et la protubérance annulaire 25. the head 10 and the annular protuberance 25.
Pour que l'élément de commande 20 effectue la course C2, la chambre 2 est reliée à la source de vide pour produire un déplacement du diaphragme 6 vers le haut en opposition à la force exercée par le ressort 29. Pendant ce déplacement, l'élément de commande 20 n'a aucune influence sur l'organe 8, qui reste dans sa position initiale. La position limite de l'élément de commande 20 est atteinte, dans ce second cas, quand la surface 22 de l'écrou annulaire 21 vient s'appliquer For the control member 20 to travel C2, the chamber 2 is connected to the vacuum source to cause the diaphragm 6 to move upwardly in opposition to the force exerted by the spring 29. During this movement, the control element 20 has no influence on the member 8, which remains in its initial position. The limit position of the control element 20 is reached, in this second case, when the surface 22 of the annular nut 21 comes to apply.
contre la surface de butée 23 du corps 3. against the abutment surface 23 of the body 3.
Il en résulte par conséquent que le disposi- It follows, therefore, that the
tif d'actionnement conforme à la présente invention actuator according to the present invention
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produit deux courses différentes et complètement indépendantes (Cl, C2) de l'élément de commande 20, produces two different and completely independent races (C1, C2) of the control element 20,
lesdites courses pouvant être aussi réglées complète- said races can also be adjusted
ment indépendamment.independently.
Le dispositif d'actionnement conforme à la présente invention possède également une structure très simplifiée et compacte et il est par conséquent The actuator according to the present invention also has a very simplified and compact structure and is therefore
très fiable et d'une fabrication peu coteuse. very reliable and inexpensive.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown; it is capable of many variants accessible to those skilled in the art, depending on the intended applications and without departing from the spirit of the invention.
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