Dispositif de commande à vérin à fluide sous pression
L'objet de l'invention est un dispositif de commande à vérin à fluide sous pression, notamment pour la commande d'un pantographe.
L'invention a pour but de permettre que le mouvement du dispositif commandé, qui a lieu en conséquence de la purge du vérin, soit effectué à une vitesse relativement grande tout au moins dans une partie de la course dont le début soit, pratiquement et de préférence, très proche de l'origine du mouvement.
A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le dispositif de purge du vérin est réalisé par deux ouvertures d'échappement, I'une de ces ouvertures étant fermée par un obturateur commandé de manière à ouvrir l'ouverture correspondante au cours du mouvement provoqué par la purge du vérin, afin que la section d'échappement se trouve augmentée.
Selon un mode préféré de réalisation, le dispositif peut être réalisé sous forme d'une boîte à clapet destinée à être insérée dans la tuyauterie d'alimentation du vérin, cette boîte étant disposée entre le vérin et l'alimentation, par exemple, une électro-valve du type classique à deux positions, c'est-à-dire, permettant l'admission d'air comprimé dans une position et mettant la tuyauterie à l'at mosphère dans la seconde position.
La boîte à clapet sera de préférence réalisée de manière à pouvoir assembler en un seul bloc l'électro-valve et la boîte à clapet.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention sous forme d'une boîte à clapet.
La fig. 1 est un schéma simplifié explicatif de cette boite à clapet.
La fig. 2 est une vue en élévation de cette boîte à clapet.
La fig. 3 est une élévation partiellement en coupe de cette boîte vue dans une direction perpendiculaire à la direction dans laquelle est vue la fig. 2, et
la fig. 4 est une coupe suivant la ligne a-a de la fig. 3.
Le dispositif qui va être décrit suppose contenir un vérin (non représenté) qui lorsqu'il est mis sous pression actionne par exemple un pantographe (également non représenté) pour faire monter celui-ci.
Le dispositif représenté comporte une tubulure d'alimentation 2, une tubulure 2 la reliant au vérin, et une tubulure de purge 4.
Etant entendu que l'électro-vanne non représentée se trouve en amont de la tubulure 2 et que cette électrovalve, comme il a été dit, assure soit l'alimentation, soit la purge par la tubulure 2 et indépendamment de la purge 4.
La tubulure 3 est d'un diamètre suffisamment grand pour ne pas mettre d'obstacle à la vitesse de purge désirée, elle pénètre dans le corps de la boîte où elle est fermée par un obturateur 5 constitué par un piston soumis à l'action d'un ressort 6. Le dispositif est pourvu d'une ouverture 10 calibrée, la section de cette ouverture pouvant être modifiée au moyen d'un dispositif d'étranglement 20, dont la position est réglable, au moyen d'une vis de réglage dont l'ensemble a été désigné par 9. La tension du ressort 6 est elle-même réglable à l'aide d'une vis de réglage dont l'ensemble a été désigné par 8.
Selon les fig. 2 à 4, dans lesquelles les références de fig. 1 ont été reprises, la boîte 1 à clapet présente un raccord d'alimentation 2 et un raccord 3 relié au vérin.
Le raccord 2 est relié à une électro-valve (non représentée) faisant communiquer le raccord 2 soit avec une source d'air comprimé soit avec l'atmosphère. Un piston obturateur 5 coulissant dans un alésage de la boîte 1 commande la communication entre le raccord 3 et deux lumières 4 s'ouvrant à l'extérieur de la boîte 1.
Des canaux 14 et 15 font communiquer le raccord 2 avec un alésage qui communique avec le raccord 3 par une ouverture 10, dont la section de passage est réglée par la vis à pointeau 9 et par un canal 16.
Les conduits 14-15 débouchent dans une chambre, formée dans un capot amovible 19, qui assure la communication entre les deux conduits.
En enlevant le capot 19 il est possible de monter directement l'électro-valve sur la boîte à clapet 1. Le piston obturateur creux 5 est maintenu sur son siège par un ressort 6 qui appuie, d'une part, sur le fond du piston obturateur 5 et, d'autre part, sur un plateau 21 prenant appui sur une vis de réglage 8, vissée dans un bouchon 7 fermant l'alésage dans lequel coulisse le piston 5. La chambre 18 comprise entre le piston 5 et le bouchon 7, communique par un canal 17 avec la chambre de la vis à pointeau 9. Les deux vis de réglage 8 et 9 sont protégées par un capot 12 fixé par deux vis 13 que l'on peut plomber de manière que le réglage ne soit fait que par du personnel qualifié.
Quand le capot 12 est enlevé, les deux vis apparaissent par deux ouvertures d'une plaque 1 1 sur laquelle on a indiqué par des flèches le sens dans lequel il faut agir sur la vis 8 pour obtenir une descente plus rapide et sur la vis 9 pour obtenir une montée plus rapide.
Le fonctionnement est le suivant:
Le pantographe étant abaissé et l'ensemble de la boîte à clapet à la pression atmosphérique, I'admission d'air comprimé au raccord 2 par l'électro-valve mettra immédiatement en pression la chambre 18 par le canal 17 et la pression de l'air comprimé s'ajoutant à l'action du ressort 6, le piston oburateur 5 est pressé énergiquement sur son siège en interrompant toute communication entre le raccord 3 et les lumières d'échappement 4.
Le débit d'air comprimé qui se produit en même temps par l'ouverture 10 alimente le vérin en passant par le canal 16 et la conduite reliée au raccord 3, déployant ainsi le pantographe à faible vitesse.
Quand le pantographe est déployé, la pression dans la chambre 18 est la même que celle qui règne dans le cylindre du vérin, mais la communication du raccord 3 avec les lumières 4 reste toutefois coupée, d'une part, par l'action du ressort 6, qui maintient le piston obturateur 5 en position de fermeture et, d'autre part, en raison de la différence de diamètre entre le piston 5 d'une part et le siège de l'autre.
Pour permettre au pantographe de descendre, on provoque à l'aide de l'électro-valve la mise du raccord 2 à la pression atmosphérique. Ceci permet au piston du vérin de se déplacer sous l'action de la force de rappel et de chasser l'air du cylindre. Cette purge du vérin s'effectue d'abord par l'intermédiaire de l'ouverture 10 et du raccord 2 à une vitesse relativement lente qui est de l'ordre de grandeur de la vitesse lors du déploiement.
En revanche, la purge de la chambre 18 s'effectue plus rapidement par le raccord 2 et il arrive très rapidement un moment où la différence entre la pression qui subsiste dans le raccord 3 et la pression qui règne dans la chambre 18 est suffisante pour provoquer le décollage du piston 5 de son siège à l'encontre de l'action du ressort 6, ce qui permet une vidange rapide du vérin directement par les lumières 4.
Quand l'équilibre se rétablit entre la pression qui subsiste dans la chambre 18 et la pression qui subsiste sur l'autre face du piston 5, le piston 5 revient sur son siège et interrompt à nouveau la communication entre les lumières 4 et le vérin de sorte que la purge de celuiKi ne peut s'achever que par l'ouverture 10 et l'électrovalve.
La mise à l'atmosphère du vérin, si l'on néglige le court intervalle de temps qui sépare la commande de
I'électro-valve et le décollage du piston S de son siège se fait donc en deux temps.
1. Purge rapide et descente rapide du pantographe tant que le piston 5 demeure décollé de son siège.
2. Descente lente à partir du moment où le piston 5 revient sur son siège.
On remarque, au fonctionnement, qu'il se produit un temps d'arrêt, si court qu'il soit, entre la descente rapide et la descente lente.
Le réglage de vitesse s'effectuera comme suit: en partant toujours de la position basse du pantographe et d'une boîte à pression atmosphérique, on provoque l'alimentation d'air comprimé par le raccord 2 et à l'aide de la vis 9, on règle la vitesse de montée du pantographe jusqu'à obtenir la vitesse désirée.
Ce réglage terminé, on entreprend le réglage de la vitesse de descente et à cet effet, on opère par essais successifs en dévissant à chaque fois avec prudence la vis 8 qui au début du réglage avait été vissée à fond.
Après quelques essais, on observe une purge brutale par la tubulure 4 puis apparaît un temps d'arrêt marquant la séparation des deux vitesses. On continue le réglage jusqu'à ce que ce temps d'arrêt se produise pour une position désirée du pantographe, par exemple, quand le pantographe est environ à 50 cm de sa position de repos.
Pressurized fluid cylinder control device
The object of the invention is a pressurized fluid jack control device, in particular for controlling a pantograph.
The object of the invention is to enable the movement of the controlled device, which takes place as a consequence of the bleeding of the cylinder, to be carried out at a relatively high speed at least in a part of the stroke, the beginning of which is, practically and of preferably, very close to the origin of the movement.
To this end, the device according to the invention is characterized in that the cylinder bleeding device is produced by two exhaust openings, one of these openings being closed by a shutter controlled so as to open the corresponding opening. during the movement caused by the bleeding of the cylinder, so that the exhaust section is increased.
According to a preferred embodiment, the device can be produced in the form of a valve box intended to be inserted into the supply pipe of the cylinder, this box being arranged between the cylinder and the supply, for example, an electro -valve of the conventional type with two positions, that is to say, allowing the admission of compressed air in one position and putting the piping to the atmosphere in the second position.
The valve box will preferably be made in such a way as to be able to assemble the electro-valve and the valve box in a single unit.
The accompanying drawing shows by way of example an embodiment of the invention in the form of a valve box.
Fig. 1 is a simplified explanatory diagram of this valve box.
Fig. 2 is an elevational view of this valve box.
Fig. 3 is a partially sectional elevation of this box seen in a direction perpendicular to the direction in which is seen in FIG. 2, and
fig. 4 is a section taken along line a-a of FIG. 3.
The device which will be described presupposes containing a jack (not shown) which, when it is pressurized, for example actuates a pantograph (also not shown) to raise the latter.
The device shown comprises a supply pipe 2, a pipe 2 connecting it to the cylinder, and a purge pipe 4.
It being understood that the solenoid valve (not shown) is located upstream of the pipe 2 and that this solenoid valve, as has been said, ensures either the supply or the purge through the pipe 2 and independently of the purge 4.
The tubing 3 is of a sufficiently large diameter so as not to put an obstacle to the desired purging speed, it enters the body of the box where it is closed by a shutter 5 consisting of a piston subjected to the action of 'a spring 6. The device is provided with a calibrated opening 10, the section of this opening being able to be modified by means of a throttling device 20, the position of which is adjustable, by means of an adjusting screw whose the assembly has been designated by 9. The tension of the spring 6 is itself adjustable using an adjustment screw, the assembly of which has been designated by 8.
According to fig. 2 to 4, in which the references of fig. 1 have been used, the valve box 1 has a supply connection 2 and a connection 3 connected to the cylinder.
The connector 2 is connected to a solenoid valve (not shown) making the connector 2 communicate either with a source of compressed air or with the atmosphere. A shutter piston 5 sliding in a bore of the box 1 controls the communication between the connector 3 and two ports 4 opening to the outside of the box 1.
Channels 14 and 15 communicate the connector 2 with a bore which communicates with the connector 3 via an opening 10, the passage section of which is adjusted by the needle screw 9 and by a channel 16.
The conduits 14-15 open out into a chamber, formed in a removable cover 19, which provides communication between the two conduits.
By removing the cover 19 it is possible to mount the solenoid valve directly on the valve box 1. The hollow shutter piston 5 is held on its seat by a spring 6 which presses, on the one hand, on the bottom of the piston. shutter 5 and, on the other hand, on a plate 21 resting on an adjusting screw 8, screwed into a plug 7 closing the bore in which slides the piston 5. The chamber 18 between the piston 5 and the plug 7 , communicates by a channel 17 with the chamber of the needle screw 9. The two adjustment screws 8 and 9 are protected by a cover 12 fixed by two screws 13 which can be sealed so that the adjustment is only made by qualified personnel.
When the cover 12 is removed, the two screws appear through two openings of a plate 11 on which the direction in which it is necessary to act on the screw 8 to obtain a faster descent and on the screw 9 has been indicated by arrows. to get a faster climb.
The operation is as follows:
With the pantograph lowered and the entire valve box at atmospheric pressure, the compressed air intake at connection 2 by the solenoid valve will immediately pressurize chamber 18 through channel 17 and pressurize it. 'compressed air added to the action of the spring 6, the shutter piston 5 is energetically pressed on its seat, interrupting all communication between the connector 3 and the exhaust ports 4.
The compressed air flow which occurs at the same time through the opening 10 feeds the jack passing through the channel 16 and the pipe connected to the fitting 3, thus deploying the pantograph at low speed.
When the pantograph is deployed, the pressure in the chamber 18 is the same as that which prevails in the cylinder of the jack, but the communication of the connection 3 with the slots 4 remains however cut, on the one hand, by the action of the spring 6, which maintains the shutter piston 5 in the closed position and, on the other hand, due to the difference in diameter between the piston 5 on the one hand and the seat on the other.
To allow the pantograph to descend, using the solenoid valve, connection 2 is brought to atmospheric pressure. This allows the piston of the cylinder to move under the action of the return force and to expel air from the cylinder. This purging of the cylinder is carried out first by means of the opening 10 and of the connection 2 at a relatively slow speed which is of the order of magnitude of the speed during deployment.
On the other hand, the purging of the chamber 18 is carried out more quickly by the connection 2 and there very quickly comes a moment when the difference between the pressure which remains in the connection 3 and the pressure which prevails in the chamber 18 is sufficient to cause the lifting of the piston 5 from its seat against the action of the spring 6, which allows rapid emptying of the cylinder directly through the ports 4.
When the equilibrium is reestablished between the pressure which remains in the chamber 18 and the pressure which remains on the other face of the piston 5, the piston 5 returns to its seat and again interrupts the communication between the ports 4 and the cylinder of so that the bleeding of the oneKi can only be completed by opening 10 and the solenoid valve.
Venting the cylinder to atmosphere, if we neglect the short time interval between the control
The solenoid valve and the take-off of the piston S from its seat is therefore carried out in two stages.
1. Rapid bleeding and rapid descent of the pantograph as long as the piston 5 remains detached from its seat.
2. Slow descent from the moment the piston 5 returns to its seat.
In operation, we notice that there is a stopping time, however short, between the rapid descent and the slow descent.
The speed will be adjusted as follows: always starting from the low position of the pantograph and a box at atmospheric pressure, the compressed air supply is caused by connection 2 and using screw 9 , the speed of rise of the pantograph is adjusted until the desired speed is obtained.
Once this adjustment is complete, the descent speed adjustment is undertaken and for this purpose, the operation is carried out by successive tests, each time carefully unscrewing screw 8 which at the start of the adjustment had been fully screwed in.
After a few tests, a sudden purge is observed through the pipe 4 and then a stopping time appears, marking the separation of the two speeds. The adjustment is continued until this stopping time occurs for a desired position of the pantograph, for example, when the pantograph is approximately 50 cm from its rest position.