WO1985000204A1 - Perfectionnement aux relais electro-fluidiques - Google Patents

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fluid
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André Legris
Charles Colomb
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Legris
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT

Definitions

  • Electro-fluidic relays capable of signaling either the position of a mobile actuator member or the maximum or minimum pressure threshold of a pressurized fluid circuit.
  • Electro-fluidic relays are known comprising on the one hand an electrical supply input, an output providing an electrical signal and a control input for pressurized fluid, and on the other hand inside the body a switching device. provided with an elastic membrane and a movable part in translation which is capable of pushing and releasing the push button of an electrical contactor making it possible to deliver or cut an electrical signal.
  • this known relay When this known relay is implemented in a circuit as mentioned above, it is usual to place it either in a cabinet containing other pneumatic components, or on a plate mounted in the vicinity of the jack with which it is associated.
  • This installation method has all the drawbacks that can result from the long length of the piping required in this case, namely the probability of their deterioration, the pressure losses or transmission delays and the accumulation of lubricating oil in the cylinders. obstructing the fast transmission of control signals by stagnation in the corresponding pipes.
  • the object of the device according to the invention is to eliminate the aforementioned drawbacks.
  • the relay consists of a fitting fixed directly to an appliance or to a pipe and comprising a body having a pneumatic control input in communication with said device or said piping, said control input being connected to a space. located on one side of an elastic membrane subjected to the fluid pressure established in the control input, said membrane being connected by a transmission member sliding in the body to a control means of an electrical contactor connected to a electrical supply circuit and a circuit for transmitting an output signal as a function of the position of said membrane.
  • This arrangement allows a direct connection between the relay and the cylinder, which allows easy and simplified mounting. when a speed regulator must be associated with the power supply to the jack.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a relay whose hollow screw has a conical male thread
  • the electro-fluidic relay shown in FIG. 1 has the form of a fitting consisting of a hollow screw 2, the axis YY ′ is arranged vertically and on which is mounted by a bore 12 a body 1 whose axis XX 'is arranged horizontally and perpendicular to the axis YY' of the hollow screw 2.
  • stage bore 29 intended to receive a switching device 3 comprising different members which will be described later.
  • the screw 2 mounted in the bore 12 of the body 1 with the interposition of a seal 30, has at one of its ends 9 a threaded pipe 10 which is screwed with the interposition of a seal 34 in a tapped hole 4 of a cylinder body 5, thus ensuring direct attachment of the connector to the cylinder.
  • the screw 2 At its end 7 the screw 2 has a polygonal external profile 33 making it possible to tighten the screw by means of an appropriate tool.
  • the switching device 3 comprises a part of revolution 17 immobilized in the bore 29 of the body 1 of axis XX 'by a plug 24 which is fixed in the body 1 by means of a lip 25 provided at one of the ends of the body and set on the plug 24.
  • This arrangement has the advantage of allowing an ordered pneumatic and electrical connection as well as their appropriate orientation.
  • the baffles created by the orifices 14 and 15 in the annular space formed between the bore 12 and the cylindrical part 13 of the screw make it possible, in combination with an appropriate position of this relay relative to the jack, to prevent in the vicinity of the membrane the stagnation of lubricant coming from the conduit 6 for supplying the fluid under pressure.
  • This electro-fluidic relay commonly used in pairs and mounted on each of the supply ports of a jack uses the evolution of pressures on either side of the piston to send end-of-stroke signals.
  • FIG. 2 there is shown another embodiment of the relay in which the hollow screw 2a has at its lower part a threaded pipe 10a which is screwed into a threaded hole 4 of the jack and the axial duct 6a which opens into the cylinder 5 at its lower part is closed at its upper part by a head 28 provided with a polygonal outer part 28a.
  • the screw 2a has orifices 14a putting the conduit 6a of the screw in communication with an annular space 35 provided between the screw 2a and the connector body 1a, said space 35 being in communication by a conduit 27 provided in the body 1a and by a conduit 31a with a source of fluid supply via a distributor.
  • the annular space 35 opens the channel 15a for controlling the switching device.
  • FIG. 3 Another embodiment of the relay has been shown in which the end 9b of the hollow screw 2b has a conical male thread 10b which can be mounted in the threaded orifice 4b of the jack whose profile of the thread presents the same characteristics as that of the relay thread. This arrangement can be used when looking for a seal in the threads.
  • a conical spring 36 is used which bears on one side against the plug 24 and on the other side against the transmission member 18, said spring acting on member 18 and the membrane 16 against the pressure of the fluid present in the conduit 6.
  • the purpose of this spring 36 is to assist the internal elastic member of the electrical switch 23 and which acts on the control member 22.
  • a abutment member 37 may be provided on the transmission member 18.
  • the electrical contactor 23 can be provided either for delivering an electric current at rest, or for cutting off an electric current at rest.
  • an electrical contactor 23 which, at rest, delivers an electrical signal to a first circuit and in the working position an electrical signal to a second circuit.

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Abstract

Perfectionnement aux relais électro-fluides susceptibles de signaler soit le seuil maximal ou minimal de pression d'un circuit de fluide, soit la position d'un organe mobile d'un vérin. Le relais est constitué d'un raccord (1, 2) fixé directement sur un appareil (5) ou sur une tuyauterie et comportant un corps présentant une entrée de commande pneumatique (6) en communication avec ledit appareil ou ladite tuyauterie, ladite entrée (6) de commande étant reliée à un espace situé d'un côté d'une membrane élastique (16) soumise à la pression du fluide établie dans l'entrée (6) de commande, ladite membrane (16) étant reliée par un organe de transmission (18) coulissant dans le corps à un moyen de commande (22) d'un contacteur électrique (23). L'invention est utilisée pour la commande d'un vérin.

Description

Perfectionnement aux relais électro-fluidiques.
La présente invention a pour objet un perfectionnement aux relais électro-fluidiques susceptibles de signaler soit la position d'un organe mobile de vérin soit le seuil maximal ou minimal de pression d'un circuit de fluide sous pression. On connaît des relais électro-fluidiques comportant d'une part une entrée d'alimentation électrique, une sortie fournissant un signal électrique et une entrée de commande à fluide sous pression, et d'autre part à l'intérieur du corps un dispositif de commutation pourvu d'une membrane élastique et d'une pièce mobile en translation qui est apte à pousser et à relâcher le bouton poussoir d'un contacteur électrique permettant de délivrer ou de couper un signal électrique.
Un tel relais qui est bien connu en soi, peut être employé dans des circuits de contrôle de l'organe mobile d'un vérin pneumatique, sur des circuits de fluide de toute nature pour signaler électriquement en temps opportun le seuil minimal ou le seuil maximal de pression pouvant nuire à la sécurité de fonctionnement de ces circuits. Ce relais permet dans ce cas de contrôler des pressions de fluide ou de liquides dans les réservoirs, un signal pouvant être délivré par l'apparition ou la disparition du courant électrique. Ce relais peut également être employé avec des circuits d'automatisation électro-pneumatiques de machines ou d'appareillages dans lesquels une pression d'un fluide pneumatique doit être transformée en signal électrique pour actionner un ou plusieurs composants électriques lors des séquences successives du processus d'automatisation.
Lorsque ce relais connu est mis en oeuvre dans un circuit tel que mentionné ci-dessus, il est habituel de le disposer soit dans une armoire contenant d'autres composants pneumatiques, soit sur une platine montée au voisinage du vérin auquel il est associé. Ce mode d'installation présente tous les inconvénients qui peuvent résulter de la longueur importante des tuyauteries nécessaires dans ce cas, à savoir la probabilité de leur détérioration, les pertes de charge ou délais de transmission et l'accumulation d'huile de lubrification des vérins faisant obstacle à la transmission rapide des signaux de commande par stagnation dans les tuyauteries correspondantes.
Dans le cas d'une recherche de l'obtention d'un signal électrique en vue d'indiquer le passage du piston d'un vérin en un point extrême de fin de course en liaison avec un relais à chute de pression monté sur une embase associable, cette réalisation présente les inconvénients majeurs décrits ci-dessus.
Ces inconvénients sont encore aggravés si le circuit d'alimentation du vérin comporte un régleur de vitesse pneumatique, car il faut dans ce cas utiliser une embase intermédiaire pour effectuer les liaisons entre ce régleur de vitesse, le relais de pression, le vérin et le contacteur électrique sur embase associable dans le cas d'une installation mixte électro-pneumatique.
Ces inconvénients ont été supprimés dans le cas d'une installation fonctionnant entièrement avec des moyens pneumatiques comme dans le brevet français n° 80.11560, toutefois dans les installations mixtes électro-pneumatiques le problème n'était pas résolu et il était toujours indispensable pour faire la liaison entre les moyens pneumatiques et électriques d'utiliser un contacteur électrique à pression monté sur une embase associable pneumatique.
Le dispositif suivant l'invention a pour objet de supprimer les inconvénients précités.
Conformément à la présente invention le relais est constitué d'un raccord fixé directement sur un appareil ou sur une tuyauterie et comportant un corps présentant une entrée de commande pneumatique en communication avec ledit appareil ou ladite tuyauterie, ladite entrée de commande étant reliée à un espace situé d'un côté d'une membrane élastique soumise à la pression du fluide établie dans l'entrée de commande, ladite membrane étant reliée par un organe de transmission coulissant dans le corps à un moyen de commande d'un contacteur électrique relié à un circuit d'alimentation électrique et à un circuit d'émission d'un signal de sortie en fonction de la position de ladite membrane. Cette disposition permet une liaison directe entre le relais et le vérin, ce qui permet un montage aisé et simplifié lorsqu'un régleur de vitesse doit être associé à l'alimentation du vérin.
L'application de ce dispositif particulièrement simple est réalisée dans l'industrie pneumatique et les cycles modernes électriques et électroniques d'automatisation des machines de toutes sortes telles que l'industrie mécanique, l'emballage, l'embouteillage, l'industrie de la chaussure, les pompes, la distribution des liquides et des gaz sous pression, la détection des niveaux de liquide, la sécurité de détection des pressions modérées de fluide.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un relais électro-fluidique suivant l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'un relais dans lequel le canal d'alimentation du conduit vers le vérin est intégré dans le corps du relais;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un relais dont la vis creuse présente un filetage mâle conique;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un relais dont le rappel de l'organe de transmission est assuré par un ressort.
Le relais électro-fluidique représenté à la figure 1 présente la forme d'un raccord constitué d'une vis creuse 2 sont l'axe YY' est disposé verticalement et sur laquelle est monté par un alésage 12 un corps 1 dont l'axe XX' est disposé horizontalement et perpendiculairement à l'axe YY ' de la vis creuse 2.
Dans le corps 1, il est prévu un alésage étage 29 destiné à recevoir un dispositif de commutation 3 comprenant différents organes qui seront décrits ultérieurement. La vis 2 montée dans l'alésage 12 du corps 1 avec interposition d'un joint d'étanchéité 30, présente à l'une de ses extrémités 9 une tubulure filetée 10 qui est vissée avec interposition d'un joint 34 dans un trou taraudé 4 d'un corps de vérin 5, assurant ainsi une fixation directe du raccord sur le vérin.
A son extrémité 7 la vis 2 présente un profil extérieur polygonal 33 permettant d'assurer le serrage de la vis au moyen d'un outil approprié.
La vis 2 présente une forme cylindrique avec un alésage formant un conduit axial 6 de passage d'un fluide qui débouche d'un côté par la tubulure 10 dans le corps du vérin 5 et de l'autre côté par son extrémité 7 dans un raccord 11 dont la partie filetée est engagée dans un trou taraudé 8 prévu dans la vis creusé 2. Le raccord 11 qui est relié par un conduit 31 à un distributeur et à une source de fluide non représentés au dessin, alimente le vérin 5 en fluide.
Dans l'espace annulaire ménagé entre l'alésage 12 du corps 1 et la partie cylindrique 13 de la vis 2 débouche au moins un orifice 14 de la vis 2 permettant au fluide du conduit 6 de passer par le canal 15 dans le corps 1 pour actionner le dispositif de commutation 3.
Le dispositif de commutation 3 comprend une pièce de révolution 17 immobilisée dans l'alésage 29 du corps 1 d'axe XX' par un bouchon 24 qui est fixé dans le corps 1 au moyen d'une lèvre 25 prévue à l'une des extrémités du corps et sertie sur le bouchon 24.
Entre le fond de l'alésage 29 et la pièce 17 est maintenu serré de façon étanche le bord périphérique d'une membrane 16 qui est en contact d'un côté avec le fluide en provenance du conduit 6 et de l'autre côté avec l'une des extrémités 19 d'un organe de transmission 18 monté coulissant dans un alésage 32 de la pièce 17. L'autre extrémité 20 de l'organe de transmission 18 est en contact avec un organe de commande ou bouton poussoir 22 d'un contacteur électrique 23 vissé dans le bouchon 24. Le contacteur électrique 23 comporte des organes de raccordement électriques 26 qui sont reliés à un circuit d'alimentation en courant électrique et à un circuit d'émission d'un signal de sortie en fonction de la position de la membrane 16. Les directions de départ ou d'arrivée du conduit 31 et les organes de raccordement électriques 26 du contacteur 23 sont situés suivant l'axe XX' ou dans un plan qui lui est parallèle. Cette disposition a pour intérêt de permettre un branchement pneumatique et électrique ordonnés ainsi que leur orientation appropriée. Les chicanes créées par les orifices 14 et 15 dans l'espace annulaire formé entre l'alésage 12 et la partie cylindrique 13 de la vis permettent en combinaison avec une position appropriée de ce relais par rapport au vérin, d'empêcher au voisinage de la membrane la stagnation de lubrifiant provenant du conduit 6 d'alimentation du fluide sous pression. Ce relais électro-fluidique couramment utilisé par paire et monté sur chacun des orifices d'alimentation d'un vérin utilise l'évolution des pressions de part et d'autre du piston pour émettre des signaux de fin de course.
Une pression d'échappement de fluide du vérin étant présente dans le conduit 6 du relais, elle agit sur la membrane élastique 16 qui par sa déformation provoque le déplacement vers la droite de l'organe de transmission 18 déclenchant la coupure du signal électrique.
Cette pression d'échappement du fluide en provenance du vérin décroît progressivement, le volume d'air à l'intérieur du cylindre sur lequel le relais est fixé diminuant avec la course du piston. Dès que le piston du vérin a atteint sa valeur minimale et, que la pression dans l'orifice 15 atteint un certain seuil minimal déterminé, celle-ci n'est plus suffisante pour maintenir par la déformation de la membrane un effort nécessaire exercé sur l'organe de transmission 18 qui de ce fait est repoussé par le ressort du poussoir du contacteur électrique 23. Le contacteur électrique délivre alors un signal électrique S de fin de course, par exemple à l ' électrovanne d ' un distributeur de fluide à commande électrique.
A la figure 2 on a représenté un autre mode de réalisation du relais dans lequel la vis creuse 2a présente à sa partie inférieure une tubulure filetée 10a qui est vissée dans un trou taraudé 4 du vérin et le conduit axial 6a qui débouche dans le vérin 5 à sa partie inférieure est fermé à sa partie supérieure par une tête 28 munie d'une partie extérieure polygonale 28a. La vis 2a présente des orifices 14a mettant en communication le conduit 6a de la vis avec un espace annulaire 35 prévu entre la vis 2a et le corps de raccord 1a, ledit espace 35 étant en communication par un conduit 27 prévu dans le corps 1a et par un conduit 31a avec une source d'alimentation en fluide par l'intermédiaire d'un distributeur. Dans l'espace annulaire 35 débouche le canal 15a de commande de pilotage du dispositif de commutation. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'une plus grande compacité de l'ensemble raccord, relais et alimentation du vérin. Toutefois, le mode de réalisation de la figure 1 rend possible l'implantation d'un régleur de vitesse sur le vérin lorsque ceci est nécessaire. Un autre mode de réalisation du relais a été représenté à la figure 3 dans lequel l'extrémité 9b de la vis creuse 2b comporte un filetage mâle conique 10b qui peut être monté dans l'orifice taraudé 4b du vérin dont le profil du filet présente les mêmes caractéristiques que celui du filetage du relais. Cette disposition peut être utilisée lorsqu'on recherche une étanchéité dans les filets.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4 on utilise un ressort conique 36 en appui d'un côté contre le bouchon 24 et de l'autre côté contre l'organe de transmission 18, ledit ressort agissant sur l'organe 18 et la membrane 16 à l'encontre de la pression du fluide présente dans le conduit 6. Ce ressort 36 a pour but d'assister l'organe élastique intérieur du commutateur électrique 23 et qui agit sur l'organe de commande 22. Dans ce cas un organe de butée 37 peut être prévu sur l'organe de transmission 18.
Le contacteur électrique 23 peut être prévu soit pour délivrer un courant électrique au repos, soit pour couper au repos un courant électrique.
Il est également possible d'utiliser un contacteur électrique 23 qui délivre au repos un signal électrique à un premier circuit et en position de travail un signal électrique à un second circuit.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Perfectionnement aux relais électro-fluides susceptibles de signaler soit le seuil maximal ou minimal de pression d'un circuit de fluide, soit la position d'un organe mobile d'un vérin caractérisé en ce que le relais est constitué d'un raccord (1, 2) fixé directement sur un appareil (5) ou sur une tuyauterie et comportant un corps présentant une entrée de commande pneumatique (6) en communication avec ledit appareil ou ladite tuyauterie, ladite entrée (6) de commande étant reliée à un espace situé d'un côté d'une membrane élastique (16) soumise à la pression du fluide établie dans l'entrée (6) de commande, ladite membrane (16) étant reliée par un organe de transmission (18) coulissant dans le corps à un moyen de commande (22) d'un contacteur électrique (23) relié à un circuit d'alimentation électrique et à un circuit d'émission d'un signal de sortie en fonction de la position de ladite membrane (16).
2. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le raccord comporte un dispositif de commutation (3) comprenant la membrane (16), l'organe de transmission (18) et le contacteur électrique (23), disposé suivant un axe (XX') qui est orthogonal par rapport à l'axe (YY') du conduit (6) d'entrée de commande pneumatique.
3. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (6) d'alimentation du vérin est ménagé dans une pièce creuse (2) reliant l'orifice du vérin au canal (15) de commande de pilotage du dispositif de commutation qui est disposé dans un corps latéral. (1) présentant un alésage (12) dans lequel est montée ladite pièce creuse (2).
4. Perfectionnement aux relais suivant les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la pièce creuse est une vis creuse (2) comportant à l'une de ses extrémités une partie filetée (10) qui est engagée dans un trou taraudé (4) d'un vérin (5) et à son autre extrémité un trou taraudé (8) recevant un raccord (11) d'alimentation en fluide pneumatique.
5. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la vis creuse (2) comporte du côté femelle un profil extérieur polygonal (33) pour le serrage du relais sur le vérin au moyen d'un outil.
6. Perfectionnement aux relais suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la pièce creuse est une vis creuse (2a) fermée en (28) à l'une de ses extrémités et présentant une partie filetée (10a) à l'autre extrémité qui est engagée dans un trou taraudé (4) du vérin, ladite vis (2a) présentant des orifices (14a) mettant en communication le conduit intérieur (6a) de la vis avec un espace annulaire (35) prévu entre lavis (2a) et le corps (1a) du raccord, ledit espace annulaire (35) étant en communication par un conduit (27) prévu dans le corps avec une source d'alimentation de fluide, et avec le canal (15a) de commande de pilotage du dispositif de commutation (3).
7. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur électrique (23) délivre au repos un courant électrique.
8. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur électrique (23) coupe au repos un courant électrique.
9. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur électrique (23) est rappelé en position de repos par un organe élastique.
10. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rappel de l'organe de transmission (18) est assisté par un ressort (36) en appui contre le bouchon (24) du corps et agissant contre l'organe de transmission (18).
11. Perfectionnement aux relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur électrique (23) délivre au repos un signal électrique à un premier circuit et en position de travail un signal électrique à un second circuit.
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