Raccord-règleur piloté pour le règlage de vitesse des vérins pneumatiques

Description

[0001] La vitesse d'un vérin pneumatique à double effet se règle pour chaque sens de course à l'aide d'un limiteur de débit unidirectionnel placé entre l'orifice du vérin par lequel s'échappe l'air pendant la course réglée et son distributeur d'alimentation. Un tel appareil, encore appelé régleur, comporte une vis de réglage solidaire d'un pointeau pour limiter à volonté le débit d'air d'échappement à travers son siège qui détermine ainsi la vitesse du vérin. Pour permettre dans l'autre sens de course, l'admission à plein débit du fluide moteur dans cette même chambre, le régleur comporte en outre un clapet unidirectionnel s'ouvrant dans le sens du débit d'admission et se fermant dans le sens du débit d'échappement. Ainsi fonctionnent les limiteurs de débit unidirectionnel décrits dans le document FR-A-2343280.

[0002] Ces régleurs connus ne permettent qu'une seule vitesse réglée pour un sens de course du vérin, vitesse qui s'établit dès le départ et reste constante. Or, dans un grand nombre de cas de figure, on aimerait disposer pendant chaque course et sur commande, de deux vitesses de valeurs différentes, ce qui aurait pour effet d'augmenter les cadences tout en évitant les chocs de fin de course, ou encore d'obtenir facilement une vitesse rapide d'un outil suivi d'une vitesse de travail plus lente.

[0003] La présente invention permet d'atteindre ce but, par la réalisation de régleurs à deux vitesses, le passage d'une vitesse à une seconde vitesse réglée plus faible s'effectuant par l'arrivée dans l'appareil d'un signal pneumatique de pilotage, et l'opération inverse par la disparition de ce signal.

[0004] A cet effet, un raccord-régleur piloté pour le réglage de vitesse des vérins pneumatiques se montant entre un vérin et son distributeur, lequel raccord-régleur comprend un élément de réglage se déplaçant axialement dans un logement cylindrique d'un corps, et dont une extrémité forme un pointeau coopérant avec son siège pour contrôler le passage du fluide d'une première chambre délimitée par un orifice raccordable au vérin et ledit siège vers une seconde chambre délimitée par ledit siège et un orifice raccordable au distributeur;

[0005] est caractérisé en ce que l'élément de réglage est un piston comportant au moins un joint lui assurant un glissement étanche, et qui délimite une troisième chambre avec un orifice de raccordement à une tuyauterie par laquelle arrive un signal de pression agissant sur la face du piston opposée au pointeau et l'entraînant vers la fermeture du siège, la course du piston en fermeture du siège étant déterminée par une butée réglable axialement en position de l'extérieur et sur laquelle il vient buter par son extrémité côté pointeau.

[0006] Selon l'invention, un raccord-régleur piloté comporte trois orifices raccordables; le premier à un des orifices du vérin par lequel sort l'air dans le sens de course dont on veut régler la vitesse; le second à l'orifice correspondant du distributeur, et le troisième à une tuyauterie de pilotage. L'air s'échappant du vérin pendant la course s'écoule du premier au second orifice et son débit à travers le siège est fonction de la position du pointeau qui en contrôle le passage.

[0007] Le signal dans la troisième chambre a pour effet de déplacer le piston en direction du siège, et cette course étant limitée par l'extrémité interne de la butée manoeuvrable de l'extérieur sur laquelle il vient buter par son extrémité pointeau, le débit laissé à l'air d'échappement traversant l'appareil, et donc la vitesse du vérin, dépend ainsi du réglage de cette vis.

[0008] Dans cette version simplifiée de l'appareil, en l'absence de signal de pilotage, la pression traversant le régleur dans un sens ou dans l'autre repousse le piston en pleine ouverture du siège et un tel appareil ne permet qu'une seule vitesse réglée introduite par un signal de pilotage. Dans les versions préférentielles d'application de l'invention, la course du piston en ouverture du siège peut également être limitée par une seconde vis de réglage opposée à la première, sur laquelle il vient buter par son extrémité opposée au pointeau: cette seconde vis réglant une vitesse de vérin toujours plus élevée que celle réglée par la première qui détermine le passage à travers le siège en présence d'un signal de pilotage. Pour permettre alors le plein débit d'admission vers le vérin dans sa course inverse, débit traversant le régleur en sens contraire à celui des débits d'échappement contrôlés, un clapet de retour est disposé en dérivation du siège pour s'ouvrir dans le sens de l'admission d'air vers le vérin et se fermer dans le sens du débit de purge en provenant.

[0009] 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 préférentielle et en se référant aux dessins annexés dans lesquels:

• la figure 1 est une vue en coupe d'un raccord-régleur piloté selon l'invention, et de son montage permettant d'obtenir deux vitesses différentes de la sortie de tige d'un vérin, et
• les figures 2 à 4 sont des vues en coupe similaires de trois autres exemples de réalisation de raccord-régleur selon l'invention.

[0010] Suivant la figure 1, le régleur piloté comporte dans un corps 1, un piston 2 glissant dans un logement cylindrique de façon étanche par un joint 3, et dont une extrémité forme un pointeau 15 coopérant avec un siège 16 pour contrôler un débit de fluide venant d'une première chambre 4 vers une seconde chambre 5. La première chambre 4 est délimitée par le siège 16, un clapet unidirectionnel annulaire 14 établi en dérivation dudit siège, le joint 8 d'une vis de réglage 7, et par un orifice de raccordement 11. La seconde chambre 5 est délimitée par le siège 16, le clapet 14, le joint 3 du piston 2 et un orifice raccordable 12. Le clapet 14 est orienté de façon à se fermer au débit de fluide s'écoulant de la chambre 4 vers la chambre 5 et à s'ouvrir en sens inverse. Le régleur comporte également une troisième chambre 6 délimitée par le joint 3 du piston 2, un bouchon la fermant le logement dudit piston, le joint 10 d'une vis de réglage 9 dans le bouchon la et un orifice raccordable 13.

[0011] Tel que représenté suivant la figure 1, le régleur piloté règle la petite vitesse de sortie de tige d'un vérin 30, par l'effet d'un signal de pilotage, émis par un capteur 50. L'air en provenance de la chambre du vérin en purge, côté tige, s'écoule dans le régleur de son orifice 11 à son orifice 12, ferme le clapet 14 à son propre passage qui ne peut se faire qu'à travers le siège 16 avec un débit fonction de la position du pointeau 15. La chambre 6 étant sous pression, le piston 2 est poussé en butée sur l'extrémité interne 7a de la vis 7 qui traverse le siège 16 pour pénétrer dans un canal axial borgne du piston 2 et en améliorer le guidage. En présence du signal de pilotage, la vitesse du vérin 30 est donc réglée par la vis 7. En l'absence de ce signal, le piston 2 est maintenu en position d'ouverture du siège 16 par l'effet de la pression traversant l'appareil dans la chambre 5. Le passage laissé au débit d'échappement à travers le siège 16 est alors fonction du réglage de la vis 9 sur l'extrémité interne de laquelle vient buter le piston 2 par sa face opposée au pointeau 15. La vis 9 règle donc une vitesse de vérin toujours supérieure à celle réglée par la vis 7. Le vérin effectuant sa course inverse, l'air d'admission traversant le régleur de l'orifice 12 à l'orifice 11 ouvre le clapet 14 et le plein débit est ainsi assuré, que le signal de pilotage soit présent ou non à l'orifice 13 et indépendamment du réglage des vis 7 et 9. Le capteur 50 peut être manoeuvré soit manuellement, soit par la tige du vérin 30 lui-même, ou celle d'un autre vérin. Le signal peut également provenir de diverses sources, comme un temporisateur, le départ d'un autre vérin, séquenceur, etc. Il peut n'être émis que pour certaines séquences de fonctionnement du vérin dans le cycle.

[0012] La figure 2 est la représentation en coupe d'une autre réalisation de l'invention qui se différencie essentiellement de la réalisation précédemment décrite suivant la figure 1, par son piston 2 qui comporte deux sections différentes définies par les joints 3 et 3a qu'il porte. Le joint 3a de plus grand diamètre que celui du joint 3 est soumis à la pression du signal dans la chambre 6; cette disposition permettant un signal de pilotage de pression éventuellement faible.

[0013] La figure 3 est la représentation en coupe d'une autre réalisation de l'invention qui, comme la réalisation précédemment décrite suivant la figure 2, comporte un piston étagé 2 susceptible de se déplacer sous l'effet d'une faible pression de pilotage. Suivant la figure 3, le pointeau 15 du piston 2 se prolonge par une tige 2a de faible diamètre qui traverse le siège 16 et comporte à son extrémité une section de piston définie par son joint 3b plus faible que celle du siège et que celle de la grande section du piston définie par le joint 3. La pression traversant l'appareil agit sur le piston 2 dans le sens de l'ouverture du siège 16 avec une force résultant de la différence des sections 3-3b, tandis que la pression antagoniste du signal agit sur la pleine section 3. Suivant cette disposition également, la vis de réglage 7 de la petite vitesse sur l'extrémité interne de laquelle vient buter le piston 2 par sa petite section, ne comporte aucun joint.

[0014] La figure 4 est la représentation en coupe d'une autre réalisation d'un raccord-régleur piloté à deux vitesses conforme à l'invention. Suivant la figure 4, et à l'inverse de la disposition retenue dans les réalisations décrites suivant les figures 1, 2 et 3, la disposition du piston 2 est ici telle qu'il tend à la fermeture du siège 16 dans le sens du débit de l'air d'échappement, c'est-à-dire de la chambre 4 à la chambre 5: cette disposition est plus spécialement applicable dans des appareils de faible encombrement.

[0015] Suivant les figures 1, 2, 3 et 4, la vis de réglage 7 de la petite vitesse comporte un pas de vis à gauche et la vis de réglage 9 de la grande vitesse, un pas de vis à droite.

[0016] Suivant les figures 1, 2, 3 et 4, les orifices 11, 12 et 13 sont équipés de cartouches de raccordement instantané 11a, 12a, 13a.

Revendications

1. Raccord-régleur piloté pour le réglage de vitesse des vérins pneumatique se montant entre un vérin (30) et son distributeur (40), lequel raccord-régleur comprend un élément de réglage (2) se déplaçant axialement dans un logement cylindrique d'un corps (1), et dont une extrémité forme un pointeau (15) coopérant avec son siège (16) pour contrôler le passage du fluide d'une première chambre (4) délimitée par un orifice (11) raccordable au vérin (30) et ledit siège vers une seconde chambre (5) délimitée par ledit siège (16) et un orifice (12) raccordable au distributeur (40);
   et est caractérisé en ce que l'élément de réglage (2) est un piston comportant au moins un joint (3) lui assurant un glissement étanche, et qui délimite une troisième chambre (6) avec un orifice (13) de raccordement à une tuyauterie par laquelle arrive un signal de pression agissant sur la face du piston (2) opposée au pointeau (15) et l'entraînant vers la fermeture du siège (16), la course du piston (2) en fermeture du siège (16) étant déterminée par une butée (7) réglable axialement en position de l'extérieur et sur laquelle il vient buter par son extrémité côté pointeau (15).

2. Raccord-régleur piloté selon la revendication 1; caractérisé en ce que la butée limitant la course du piston (2) en fermeture du siège (16) est constituée d'une vis (7) coaxiale au piston, se vissant dans le corps (1) de façon étanche par un joint torique (8), se prolongeant par une tige (7a) en direction du pointeau (15) et sur l'extrémité libre de laquelle vient buter le piston (2) dans sa course de fermeture.

3. Raccord-régleur piloté selon les revendications 1 et 2; caractérisé en ce que le piston (2) est un piston étagé présentant deux sections différentes, chacune équipée d'un joint torique; la petite section définie par le joint (3) du côté du pointeau (15) étant soumise à la pression traversant l'appareil de l'un à l'autre des orifices (11) et (12), et la plus grande section définie par le joint (3a) à la pression du signal de pilotage dans la chambre (6).

4. Raccord-régleur piloté selon la revendication 1; caractérisé en ce que le pointeau (15) du piston (2) se prolonge au-delà du siège (16) par une tige (2a) de faible diamètre solidaire à son extrémité d'une section plus faible que celle du siège (16) et que celle de la section équipée du joint (3); cette petite section, soumise à la pression dans la chambre (4) coulissant de façon étanche par un joint torique (3b) dans un logement cylindrique du corps (1) de l'appareil, et la course du piston (2) en fermeture du siège (16) par le pointeau (15) étant limitée par butée de ladite section (3b) sur l'extrémité interne d'une vis de réglage (7) dans le prolongement de son logement cylindrique.

5. Raccord-régleur piloté selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4; caractérisé en ce que la course du piston (2) en ouverture du siège (16) est déterminée par la position de l'extrémité interne de la chambre (6), d'une vis (9) réglable de l'extérieur et se vissant de façon étanche par un joint torique (10) dans un bouchon (la) solidaire du corps (1) de l'appareil, le piston (2) venant buter par son extrémité opposée au pointeau (15) sur l'extrémité interne de la vis (9) par l'effet de la pression dans la chambre (5) et en l'absence de pression dans la chambre (6), l'appareil comportant un clapet unidirectionnel (14) établi en dérivation du siège (16), s'ouvrant au passage du fluide de l'orifice (12) vers l'orifice (11) et se fermant en sens inverse.

6. Raccord-régleur piloté selon l'une des revendications 2, 4 et 5; caractérisé en ce que la vis (7) de réglage de la course du piston (2) en fermeture du siège (16) comporte un pas de vis à gauche.

7. Raccord-règleur piloté selon la revendication 1; caractérisé en ce que les orifices (11, 12, 13) de branchement de l'appareil à l'aide de tuyauteries sont équipés de cartouches (11a, 12a, 13a) de raccordement instantané.

Ansprüche

1. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück zur Regelung der Geschwindigkeit von Pneumatikzylindern, das zwischen einem Zylinder (30) und dessen Verteiler (40) eingebaut ist, mit einem in einer zylindrischen Aufnahme eines Körpers (1) axial beweglichen Regelelement (2), das ein sich verjüngendes Ende (15) aufweist, das mit dessen Sitz (16) zusammenwirkt, um den Fluiddurchfluß von einer ersten Kammer (4), die durch eine mit dem Zylinder (30) verbindbare Öffnung (11) und den Sitz begrenzt ist, zu einer zweiten Kammer (5) zu steuern, die durch den Sitz (16) und eine mit dem Verteiler (40) verbindbare Öffnung (12) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (2) ein Kolben ist, der zumindest eine Dichtung (3) umfaßt, die dessen dichtes Gleiten sicherstellt und eine dritte Kammer (6) mit einer Öffnung (13) begrenzt, die mit einer Leitung verbindbar ist, über die ein Drucksignal erhalten wird, das auf die dem verjüngten Ende (15) gegenüberliegende Fläche des Kolbens (2) wirkt und diesen im Sinne eines Schließens des Sitzes (16) beaufschlagt, wobei der Weg des Kolbens (2) beim Schließen des Sitzes (16) durch einen Anschlag (7) begrenzt ist, der von außen hinsichtlich seiner Lage axial einstellbar ist und auf den der Kolben mit seinem verjüngten Ende (15) auftrifft.

2. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag, der den Weg des Kolbens (2) beim Schließen des Sitzes (16) begrenzt, durch eine zum Kolben koaxiale Schraube (7) gebildet ist, die durch eine torische Dichtung (8) abgedichtet in den Körper (1) geschraubt und in Richtung des sich verjüngenden Endes (15) durch eine Stange (7a) verlängert ist, an deren freiem Ende der Kolben (2) im Verlauf seiner Schließbewegung anschlägt.

3. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) ein abgestufter Kolben mit zwei unterschiedlichen Abschnitten ist, die jeweils mit einer torischen Dichtung versehen sind, daß der kleine Abschnitt, der durch die Dichtung (3) auf der Seite des sich verjüngenden Endes (15) definiert ist, dem Druck ausgesetzt ist, der das Gerät von der einen Öffnung (11) zur anderen Öffnung (12) durchquert, und daß der größere Abschnitt, der durch die Dichtung (3a) definiert ist, dem Druck des Steuersignals in der Kammer (6) ausgesetzt ist.

4. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich verjüngende Ende (15) des Kolbens (2) über den Sitz (16) hinaus durch eine Stange (2a) geringen Durchmessers verlängert ist, die an ihrem Ende fest mit einem Abschnitt verbunden ist, der hinsichtlich der Querschnittsabmessungen kleiner dimensioniert ist als der Sitz (16) und der mit der Dichtung (3) versehene Abschnitt, daß dieser kleine Abschnitt, der dem Druck in der Kammer (4) ausgesetzt ist, durch eine torische Dichtung (3b) abgedichtet in einer zylindrischen Aufnahme des Körpers (1) des Geräts gleitet und daß der Weg des Kolbens (2) beim Schließen des Sitzes (16) durch das sich verjüngende Ende (15) dadurch begrenzt ist, daß der Abschnitt (3b) am inneren Ende einer Einstellschraube (7) in der Verlängerung seiner zylindrischen Aufnahme anschlägt.

5. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Kolbens (2) beim Öffnen des Sitzes (16) durch die Lage des innerhalb der Kammer (6) vorgesehenen Endes einer Schraube (9) begrenzt ist, die von außen einstellbar und durch eine torische Dichtung (10) abgedichtet in ein Abschlußteil (1a) eingeschraubt ist, das mit dem Körper (1) des Gerätes fest verbunden ist, daß der Kolben (2) unter Einwirkung des Drukkes in der Kammer (5) und bei fehlendem Druck in der Kammer (6) mit seinem dem sich verjüngenden Ende (15) gegenüberliegenden Ende am inneren Ende der Schraube (9) anschlägt und daß das Gerät ein in einer Richtung wirkendes, den Sitz (16) umgehendes Klappenventil (14) umfaßt, das sich bei einem Fluiddurchfluß von der Öffnung (12) zur Öffnung (11) öffnet und im umgekehrten Sinne schließt.

6. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (7) zur Einstellung des Weges des Kolbens (2) beim Schließen des Sitzes (16) ein Linksgewinde aufweist.

7. Vorgesteuertes Regler-Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen 11, 12, 13 zum Anschluß des Geräts mittels Leitungen mit Schnellverbindungseinsätzen (11a, 12a, 13a) versehen sind.

Claims

1. A pilot-operated regulating connector for the speed regulator of pneumatic piston and cylinder units to be arranged between a piston and cylinder unit (30) and the dictributor valve (40) thereof, which regulating connector comprises a regulation element (2) adapted for axial displacement in a cylindrical recess in a body (1), and of which one end constitutes a needle valve member in cooperation with a seat (16) thereof in order to control the passage of the fluid from a first chamber (4) delimited by an orifice (11) adapted to be connected with the piston and cylinder unit (30) and said seat to a second chamber (5) delimited by said seat (16) and an orifice (12) adapted to be connected with the distributor valve (40);
   and is characterized in that the regulation element (2) is a piston comprising at least one seal (3) providing for sliding with a sealing action, and which delimits a third chamber (6) with an orifice (13) for connection with pipe means for the supply of a pressure signal acting on the face of the piston (2) opposite to the needle valve member (15) and entraining the same into the shut condition of the seat (16), the course of the piston (2) for shutting the seat (16) being set by an abutment (7) whose position may be adjusted from the outside and on which it comes to abut at its end on the needle valve member side (15).

2. The pilot-operated regulating connector as claimed in claim 1, characterized in that the abutment limiting the course of the piston (2) for shutting the seat (16) is constituted by a screw (7) which is coaxial to the piston, is screwed into the body (1) in a sealing manner using a toroidal seal (8), is prolonged by a rod (7a) towards the needle valve member (15) and on the free end of which the piston (2) abuts during a closing movement thereof.

3. The pilot-operated regulating connector as claimed in claim 1 and claim 2, characterized in that the piston (2) is a stepped piston presenting two different cross sections each fitted with toroidal seal, the small cross section defined by the seal (3) on the needle valve member side (15) being subjected to the pressure passing through the device from one of the orifices (11) to the other one (12), and the largest cross section defined by the seal (3a) at the pressure level of the master signal in the chamber (6).

4. The pilot-operated regulating connector as claimed in claim 1, characterized in that the needle valve member (15) of the piston (2) is extend past the seat (16) by a rod (2a) with a small diameter and joined at its end with a part with a cross section smaller than that of the seat (16) and that of the part with a cross section fitted with the seal (3), said small cross section, subjected to the pressure in the chamber (4), sliding in a sealing manner on a toroidal seal (3b) in a cylindrical recess in the body (1) of the device, and the course of the piston (2) for closing the seat (16) by means of the needle valve member (15) being delimited by the abutment of the said part with the cross section (3b) on the internal end of a regulation screw (7) in the prolongation of the cylindrical recess thereof.

5. The pilot-operated regulating connector as claimed in any one of the preceding claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the course of the piston (2) in the direction to close the seat (16) is set by the position of the internal end of the chamber (6), of a screw (3) able to be adjusted from the outside and screwing a sealing manner in a toroidal seal (10) in a plug (1a) fixed to the body (1) of the device, said piston (2) moving so that its end, which is opposite to the needle valve member (15), abuts against the internal end of the screw (9) owing to the effect of the pressure in the chamber (5) and the absence of pressure in the chamber (6), the same device comprising a unidirectional valve (14) in a bypass from the seat (16), opening on the passage of the fluid from the orifice (12) to the orifice (11) and closing in the opposite direction.

6. The pilot-operated regulating connector as claimed in any one of the preceding claims 2, 4 and 5, characterized in that the screw (7) for the regulation of the course of the piston (2) for closing the seat (16) comprises left had screw thread.

7. The pilot-operated regulating connector as claimed in claim 1, characterized in that the orifices (11,12 and 13) for the connection by the intermediary of pipe means are fitted with instant connection sleeves (11a, 12a and 13a).

Dessins