La présente invention a pour objet une tête de commande et de contrôle électro-pneumatique d'une gamme d'actuateurs, comprenant une pièce de base, sur laquelle sont montés au moins une valve commandant l'arrivée d'air comprimé de l'actuateur pneumatique, une bobine actionnant la valve, un support portant au moins un capteur de position pour déterminer la position du vérin de l'actuateur et un bornier reliant les capteurs et la bobine à un organe de commande externe.
Une telle tête de commande, connue, a été réalisée jusqu'ici par la juxtaposition d'au moins une valve ayant des branchements de types différents, des capteurs de position et une bobine standard de commande de la valve. L'inconvénient majeur de cette tête de commande est que, d'une part, les raccordements pneumatiques sont réalisés au moyen de deux technologies différentes, d'un côté un système flasqué et de l'autre un système de raccordement à tuyaux souples, et que, d'autre part, la bobine est connectée par des câbles électriques séparés, bien qu'elle soit conçue pour recevoir une fiche normalisée. Sous un même capot fermant la tête de commande se retrouvent donc à la fois de nombreux câbles électriques libres et des tuyaux sous pression.
Ainsi, lors du montage, de nombreuses connexions électriques et pneumatiques doivent être établies ce qui d'une part nécessite une manutention importante et d'autre part résulte dans un enchevêtrement de fils. Le risque d'un mauvais contact ou d'un endommagement d'un élément au cours du montage est par conséquent important.
La présente invention a pour but de réaliser une tête de commande et de contrôle palliant ces inconvénients, en diminuant le nombre de câbles électriques libres sous le capot et en simplifiant les raccordements électriques et pneumatiques nécessaires.
Une telle tête de contrôle et de commande est définie par les caractéristiques techniques de la revendication indépendante 1.
Les revendication dépendantes 2 à 6 définissent des modes de réalisation particuliers de l'invention.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une tête selon l'invention.
La fig. 1 est une vue de face et en perspective de l'ensemble du support avec les capteurs, la bobine, la plaque électronique, le bornier et les diodes LED.
La fig. 2 est une vue de face de l'ensemble capteurs, bobine, électronique, bornier et diodes LED.
La fig. 3 est une vue de dessus de l'ensemble capteurs, bobine, électronique, bornier et diodes LED.
La fig. 4 est une vue d'ensemble en perspective d'une tête équipée et montée selon l'invention.
La fig. 5 est une vue de dessus d'une tête équipée et montée selon l'invention.
La fig. 6 est une vue de dessus d'une plaque électronique selon l'invention.
L'invention est maintenant décrite en référence aux fig. 1 à 6.
La fig. 1 montre un support intégré 1, une bobine 12 de commande de la valve enfichée dans le support, des capteurs de position 4 et 6 à effet Hall, un bornier 9 et une goulotte 7. Le support 1 comprend plus particulièrement trois parties différentes: une première partie 2 sur laquelle sont fixés les capteurs de position 4 et 6, une deuxième partie 8 comportant une cavité dans laquelle s'emboîte une plaque électronique 20 et le bornier 9, et une troisième partie 11 qui contient une fiche normalisée dans laquelle la bobine 12 vient s'emboîter directement.
La première partie 2 du support 1 comporte deux glissières verticales 3 et 5 dans lesquelles les deux capteurs de position 4 et 6 peuvent coulisser de manière à ce que leur position en hauteur soit réglable. Le réglage de cette hauteur s'effectue par des moyens de réglage situés à l'intérieur des glissières, par exemple deux vis qui traversent deux portées filetées correspondantes dans les capteurs 4, 6 et le serrage ou le desserrage de ces vis permet d'ajuster précisément la hauteur respective des capteurs 4 et 6. En général, l'un des capteurs est placé en position haute et l'autre en position basse de manière à pouvoir détecter les positions haute et basse correspondantes du vérin de l'actuateur (non représenté à la fig. 1).
Entre la première partie 2 et la deuxième partie 8 du support 1 se trouve une goulotte 7 dans laquelle les fils électriques venant de l'organe de commande externe et des capteurs de position 4 et 6 sont passés lors de leur raccordement à l'électronique. Ceux-ci ne traînent donc pas dans la tête et ne risquent pas d'être endommagés lors de la fermeture de la tête au moyen d'un capot, par exemple.
La deuxième partie 8 du support 1 comporte une cavité destinée à recevoir une plaque électronique 20 de commande et de contrôle. Cette plaque électronique 20 permet de nouvelles fonctions qui n'existaient pas sur les têtes de commande et de contrôle connues jusqu'alors. Elle joue tout d'abord le rôle d'une interface entre l'organe de commande externe et la tête de commande et de contrôle, et le bornier 9 est monté directement sur celle-ci afin de simplifier les connections électriques et supprimer les fils électriques.
La plaque 20 permet alors d'une part de commander par l'intermédiaire de la bobine 12 l'ouverture ou la fermeture de l'arrivée d'air dans la tête de commande en fonction des commandes envoyées par l'organe de commande externe et d'autre part de gérer l'information venant des capteurs 4, 6 concernant la position du vérin de l'actuateur et de la transmettre à l'organe de commande externe. En particulier, la plaque 20 comporte un circuit transformant les valeurs issues des capteurs de position 4 et 6 afin de les adapter à une commande de type PNP ou NPN de l'organe de commande externe. Dans le cas d'une commande PNP, la tension délivrée par le capteur est comparée à la tension de référence qui est la tension positive tandis que dans une commande NPN, la tension délivrée est comparée au neutre du système.
Les quatre sorties de ce circuit (position haute et position basse pour une commande PNP, position haute et position basse pour une commande NPN) sont toutes reliées au bornier 9 de sorte que lors du branchement de l'organe de commande externe à celui-ci, les sorties appropriées peuvent être choisies.
De plus, des diodes LED 10 sont montées et branchées directement sur la plaque 20. Ces diodes permettent d'indiquer de manière visuelle l'état de la tête, à savoir si le vérin de l'actuateur est en position haute ou en position basse, par exemple.
La plaque électronique 20 comporte également des contacts électriques 21, 22, 23 en forme de lyre sur la face opposée à celle du bornier 9 et des LED 10. Ces contacts 21, 22, 23 sont destinés à relier directement, lors de l'emboîtement de la plaque électronique 20 dans son logement de la deuxième partie 8 du support 1, la fiche normalisée de la bobine 12 qui est emboîtée dans la troisième partie 11 du support 1 en évitant ainsi l'emploi de fils électriques supplémentaires. Ces contacts électriques 21, 22 et 23 sont représentés plus en détail à la fig. 6.
La troisième partie 11 du support 1 comporte une fiche normalisée femelle sans contacts électriques dans laquelle la fiche correspondante de la bobine 12 vient s'emboîter.
A la fig. 2, le support 1 est représenté vu de face. On retrouve la première partie 2, le deuxième capteur de position 6, la goulotte 7 située entre la première partie 2 et la deuxième partie 8 du support 1 dans laquelle passent les fils branchés au bornier 9, les diodes LED 10 et la troisième partie 11 du support 1. L'arrangement des diodes permet d'indiquer différents états du système.
La fig. 3, qui présente une vue de dessus du support 1, l'emplacement des capteurs de position 4 et 6 est représenté. Ils se trouvent symétriquement placés dans la première partie 2 du support 1, dans des glissières verticales 3, 5 et ils coulissent le long de moyens de réglage 13, 14, tels que par exemple des vis, afin que leur hauteur puisse être ajustée. La première partie 2 est en plus légèrement incurvée. On retrouve ensuite les deuxième et troisième parties 8 et 11 du support, le bornier 9, les diodes LED 10 et la bobine 12 branchée dans la troisième partie 11 du support.
La fig. 4 représente une tête de commande et de contrôle montée et équipée mais sans capot de protection. Celle-ci comporte en outre une pièce de base 15 cylindrique de forme standard qui est destinée à se fixer sur l'actuateur. Sur cette pièce de base 15 sont montés les éléments décrits ci-dessus et représentés aux fig. 1 à 3. Les différents éléments conservant la même numérotation que dans les figures précédentes, on y retrouve donc le support 1 et ses différentes parties 2, 8 et 11, la goulotte 7 protégeant les fils branchés, le bornier 9, les diodes LED 10 qui se retrouvent derrière un cache 19 percé de trous correspondant de la pièce de base 15, et la bobine 12. En plus, la cage 17 entourant le vérin de l'actuateur est également représentée dans cette figure de même que la valve 16 commandant l'arrivée d'air de l'actuateur.
L'ouverture et la fermeture de cette valve 16 sont commandées par la bobine 12 qui agit sur l'actionneur de la valve 16. Sur l'avant de la pièce de base 15 se trouvent l'arrivée et la sortie d'air sous pression 18.
La valve 16 est une valve du type à échappement intégré dans laquelle l'évacuation de l'air sous pression se fait non pas par un tuyau branché sur la valve mais par un canal percé directement dans le corps de la valve. Un trou correspondant est alors prévu sur la pièce de base 15, de sorte que lorsque la valve 16 est montée dans la pièce de base 15, l'échappement vers l'extérieur de la valve est libre.
Le vérin de l'actuateur a deux positions, une position haute et une position basse, qui sont détectées respectivement par les capteurs 4 et 6, et en fonction de la course de celui-ci, la hauteur des capteurs peut être réglée par les moyens de réglage.
La même tête équipée est représentée à la fig. 5 mais cette fois vue du dessus. Cette vue permet en particulier de mieux montrer l'agencement des différentes parties du support et en particulier des capteurs de position 4 et 6 par rapport à la cage 17 du vérin de l'actuateur. Ceux-ci sont placés de chaque côté de la première partie 2 du support 1, cette partie 2 étant légèrement incurvée de manière à suivre la forme cylindrique du vérin 17. Dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, on trouve ensuite la goulotte 7 par laquelle passent les fils électriques reliant le régulateur extérieur (non représenté) au bornier 9 et les fils des capteurs 4, 6 venant se brancher sur la plaque électronique 20. Ensuite se trouve la deuxième partie 8 du support 1 dans laquelle vient s'emboîter la plaque électronique 20 et sur laquelle sont fixés le bornier 9 et les diodes LED 10.
Suivant cette deuxième partie 8, se trouve la troisième partie 11 du support intégré 1 dans laquelle la fiche normalisée de la bobine 12 vient s'emboîter. La bobine 12 est représentée enfichée et en dessous de celle-ci se trouve la valve 16 de commande d'arrivée d'air sous pression pour l'actuateur.
Le tout forme alors un ensemble compact qui peut facilement être mis en place et changé.
A la fig. 6, un exemple de plaque électronique utilisée dans l'invention est représenté avec deux capteurs de position non branchés. La plaque électronique 20 comporte le bornier 9, les diodes LED 10 et les trois contacts 21, 22 et 23 en forme de lyres. Ces contacts 21, 22, 23 sont destinés à venir en contact avec la fiche normalisée de la bobine 12 lorsque la plaque électronique est placée dans son logement de la deuxième partie 8 du support 1. Les capteurs de position 4 et 6 sont également représentés sur cette figure avec leurs fils 24, 25.
Typiquement, le support intégré 1 et la pièce de base 15 sont fabriqués en matière synthétique.
Le mode d'exécution décrit est donné à titre d'exemple et des variations sont possible dans le cadre de la protection revendiquée.
Par exemple, un troisième capteur de position intermédiaire pourrait être utilisé. Ou bien, à la place de deux capteurs de position, un unique capteur analogique détectant la position du vérin en continu sur toute sa course peut être utilisé.
Le bornier peut être remplacé par un connecteur ou par tout autre moyen équivalent.
La forme de la cavité n'est pas forcément rectangulaire et elle peut aussi comporter une extension pour recevoir les diodes.
Une fois que la plaque électronique est mise en place, elle peut être noyée dans du silicone ou dans une autre matière d'encapsulation afin de protéger ses composants lors du nettoyage et de la désinfection de la tête.
The present invention relates to an electro-pneumatic command and control head for a range of actuators, comprising a basic part, on which are mounted at least one valve controlling the arrival of compressed air from the actuator. pneumatic, a coil actuating the valve, a support carrying at least one position sensor for determining the position of the actuator cylinder and a terminal block connecting the sensors and the coil to an external control member.
Such a known control head has hitherto been produced by the juxtaposition of at least one valve having connections of different types, position sensors and a standard valve control coil. The major drawback of this control head is that, on the one hand, the pneumatic connections are made by means of two different technologies, on the one hand a flanged system and on the other a flexible pipe connection system, and that, on the other hand, the coil is connected by separate electrical cables, although it is designed to receive a standardized plug. Under the same cover closing the control head are therefore found both numerous free electrical cables and pipes under pressure.
Thus, during assembly, many electrical and pneumatic connections must be established which on the one hand requires significant handling and on the other hand results in a tangle of wires. The risk of poor contact or damage to an element during assembly is therefore high.
The object of the present invention is to produce a command and control head which overcomes these drawbacks, by reducing the number of free electrical cables under the hood and by simplifying the necessary electrical and pneumatic connections.
Such a control and command head is defined by the technical characteristics of independent claim 1.
The dependent claims 2 to 6 define particular embodiments of the invention.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of a head according to the invention.
Fig. 1 is a front and perspective view of the entire support with the sensors, the coil, the electronic plate, the terminal block and the LEDs.
Fig. 2 is a front view of the sensor, coil, electronic, terminal block and LED diode assembly.
Fig. 3 is a top view of the sensor, coil, electronic, terminal block and LED diode assembly.
Fig. 4 is an overall perspective view of a head fitted and mounted according to the invention.
Fig. 5 is a top view of a head fitted and mounted according to the invention.
Fig. 6 is a top view of an electronic plate according to the invention.
The invention is now described with reference to FIGS. 1 to 6.
Fig. 1 shows an integrated support 1, a valve control coil 12 plugged into the support, Hall effect position sensors 4 and 6, a terminal block 9 and a trough 7. The support 1 more particularly comprises three different parts: a first part 2 on which the position sensors 4 and 6 are fixed, a second part 8 comprising a cavity in which fits an electronic plate 20 and the terminal block 9, and a third part 11 which contains a standardized plug in which the coil 12 comes to fit directly.
The first part 2 of the support 1 comprises two vertical slides 3 and 5 in which the two position sensors 4 and 6 can slide so that their height position is adjustable. The adjustment of this height is carried out by means of adjustment situated inside the slides, for example two screws which pass through two corresponding threaded surfaces in the sensors 4, 6 and the tightening or loosening of these screws makes it possible to adjust precisely the respective height of the sensors 4 and 6. In general, one of the sensors is placed in the high position and the other in the low position so as to be able to detect the corresponding high and low positions of the actuator cylinder (not shown in Fig. 1).
Between the first part 2 and the second part 8 of the support 1 is a chute 7 in which the electrical wires coming from the external control member and the position sensors 4 and 6 are passed during their connection to the electronics. These therefore do not drag in the head and are not likely to be damaged when the head is closed by means of a cover, for example.
The second part 8 of the support 1 comprises a cavity intended to receive an electronic plate 20 for command and control. This electronic plate 20 allows new functions which did not exist on the command and control heads previously known. First of all, it plays the role of an interface between the external control member and the command and control head, and the terminal block 9 is mounted directly on the latter in order to simplify the electrical connections and eliminate the electrical wires. .
The plate 20 then allows on the one hand to control via the coil 12 the opening or closing of the air intake in the control head according to the commands sent by the external control member and on the other hand to manage the information coming from the sensors 4, 6 concerning the position of the actuator cylinder and to transmit it to the external control member. In particular, the plate 20 includes a circuit transforming the values from the position sensors 4 and 6 in order to adapt them to a PNP or NPN type command of the external control member. In the case of a PNP command, the voltage delivered by the sensor is compared to the reference voltage which is the positive voltage while in an NPN command, the voltage delivered is compared to the system neutral.
The four outputs of this circuit (high position and low position for PNP control, high position and low position for NPN control) are all connected to terminal block 9 so that when the external control device is connected to it , the appropriate outputs can be selected.
In addition, LED diodes 10 are mounted and connected directly to the plate 20. These diodes make it possible to visually indicate the state of the head, namely whether the actuator cylinder is in the high position or in the low position , for example.
The electronic plate 20 also includes electrical contacts 21, 22, 23 in the form of a lyre on the face opposite to that of the terminal block 9 and of the LEDs. These contacts 21, 22, 23 are intended to connect directly, during interlocking of the electronic plate 20 in its housing of the second part 8 of the support 1, the standardized plug of the coil 12 which is fitted in the third part 11 of the support 1, thus avoiding the use of additional electrical wires. These electrical contacts 21, 22 and 23 are shown in more detail in FIG. 6.
The third part 11 of the support 1 comprises a standardized female plug without electrical contacts in which the corresponding plug of the coil 12 is fitted.
In fig. 2, the support 1 is shown seen from the front. We find the first part 2, the second position sensor 6, the chute 7 located between the first part 2 and the second part 8 of the support 1 through which the wires connected to the terminal block 9, the LEDs 10 and the third part 11 pass. support 1. The arrangement of the diodes makes it possible to indicate different states of the system.
Fig. 3, which shows a top view of the support 1, the location of the position sensors 4 and 6 is shown. They are symmetrically placed in the first part 2 of the support 1, in vertical slides 3, 5 and they slide along adjustment means 13, 14, such as for example screws, so that their height can be adjusted. The first part 2 is also slightly curved. We then find the second and third parts 8 and 11 of the support, the terminal block 9, the LEDs 10 and the coil 12 connected in the third part 11 of the support.
Fig. 4 shows a command and control head mounted and equipped but without protective cover. This further comprises a cylindrical base part 15 of standard shape which is intended to be fixed on the actuator. On this basic part 15 are mounted the elements described above and shown in FIGS. 1 to 3. The different elements retaining the same numbering as in the previous figures, there are therefore the support 1 and its different parts 2, 8 and 11, the chute 7 protecting the connected wires, the terminal block 9, the LED diodes 10 which are found behind a cover 19 pierced with corresponding holes in the base part 15, and the coil 12. In addition, the cage 17 surrounding the actuator cylinder is also shown in this figure as is the valve 16 controlling the air supply from the actuator.
The opening and closing of this valve 16 are controlled by the coil 12 which acts on the actuator of the valve 16. On the front of the base part 15 are the inlet and outlet of pressurized air 18.
The valve 16 is a valve of the integrated exhaust type in which the evacuation of the pressurized air is done not by a pipe connected to the valve but by a channel pierced directly in the body of the valve. A corresponding hole is then provided on the base part 15, so that when the valve 16 is mounted in the base part 15, the exhaust to the outside of the valve is free.
The actuator cylinder has two positions, an upper position and a lower position, which are detected by the sensors 4 and 6 respectively, and depending on the stroke thereof, the height of the sensors can be adjusted by means adjustment.
The same equipped head is shown in fig. 5 but this time seen from above. This view makes it possible in particular to better show the arrangement of the different parts of the support and in particular of the position sensors 4 and 6 relative to the cage 17 of the actuator cylinder. These are placed on each side of the first part 2 of the support 1, this part 2 being slightly curved so as to follow the cylindrical shape of the jack 17. In the anticlockwise direction, there is then the chute 7 through which pass the electric wires connecting the external regulator (not shown) to the terminal block 9 and the wires of the sensors 4, 6 coming to be connected to the electronic plate 20. Next is the second part 8 of the support 1 in which comes fit the electronic plate 20 and on which are fixed the terminal block 9 and the LED diodes 10.
Next to this second part 8, there is the third part 11 of the integrated support 1 in which the standardized plug of the coil 12 comes to fit. The coil 12 is shown plugged in and below it is the valve 16 for controlling the supply of pressurized air for the actuator.
The whole then forms a compact unit which can easily be put in place and changed.
In fig. 6, an example of an electronic plate used in the invention is shown with two position sensors not connected. The electronic plate 20 comprises the terminal block 9, the LED diodes 10 and the three contacts 21, 22 and 23 in the form of lyres. These contacts 21, 22, 23 are intended to come into contact with the standardized plug of the coil 12 when the electronic plate is placed in its housing of the second part 8 of the support 1. The position sensors 4 and 6 are also shown on this figure with their sons 24, 25.
Typically, the integrated support 1 and the base part 15 are made of synthetic material.
The embodiment described is given by way of example and variations are possible within the framework of the protection claimed.
For example, a third intermediate position sensor could be used. Alternatively, instead of two position sensors, a single analog sensor which continuously detects the position of the cylinder over its entire stroke can be used.
The terminal block can be replaced by a connector or by any other equivalent means.
The shape of the cavity is not necessarily rectangular and it can also include an extension to receive the diodes.
Once the electronic plate is in place, it can be embedded in silicone or another encapsulating material to protect its components during cleaning and disinfection of the head.