Technologie

5/2, 3/2, 5/3, Comment bien choisir son électrodistributeur ?

Et quand je parle d’électrodistributeur, j’entends par là un distributeur à air comprimé pour la commande de vérins pneumatiques, avec une activation par commande électrique. Dans cet article, nous allons aborder les principales fonctions de distributeurs et quelles sont les comportements qui les caractérisent.  Ainsi il vous sera plus facile de savoir comment choisir votre électrodistributeur

Tout d’abord, rappelons qu’un électrodistributeur fonctionne de la façon suivante : un piston usiné coulisse dans un corps. Selon sa position, il met en relation les différents canaux du circuit.

Commande directe ou indirecte ?

Les électrodistributeurs sont donc des distributeurs à commande électrique. Il existe deux types de commande électrique : la commande directe et la commande indirecte. Sur un distributeur à commande directe, le piston est aimanté. En appliquant une tension à un bobine, on active un électro aimant qui attire le piston aimanté. Pour faire revenir le piston en position initiale, on peut utiliser un ressort, ou une autre bobine. Ce type de commande permet de réaliser des distributeurs très simples, et très rapides, mais en général pour des petits débits. Pour les distributeurs de plus grosse taille, la puissance nécessaire pour faire bouger le piston est trop importante. Cela nécessiterait des bobines trop grosses, et trop gourmandes en courant.

C’est pour cela qu’il existe des électrodistributeurs à commande indirecte. un petit électrodistributeur à commande directe avec un très faible débit commande le piston principal. Ce type de conception permet de réduire fortement la consommation électrique

Pilotage Interne ou externe ?

Comme vu précédemment, l’électrodistributeur à commande indirecte utilise un petit électrodistributeur pour piloter le distributeur principal. On appelle ce distributeur le pilote. Pour qu’il puisse fonctionner correctement, il faut que la pression dans ce pilote soit supérieure à 2,5 bar. C’est cette pression qui sera appliquée au piston principal pour le faire commuter. Mais d’où vient cet air ?

Il est possible de ponter cet air sur le réseau principal. Dans ce cas, le corps de l’électrodistributeur intègre directement le canal de pontage du pilote. C’est ce qu’on appelle le pilotage interne. C’est celui qui est le plus utilisé, car son câblage est le plus simple. Mais cela nécessite que l’air dans le réseau principal dispose d’une pression supérieure à 2,5 bar.

Dans le cas ou le réseau d’air a une pression inférieure à 2,5 bar, ou alors que ce réseau sert à faire circuler du vide, alors il faut apporter cette pression au pilote. On ajoute donc un réseau d’air de commande avec une pression supérieure à 2,5 bar pour activer les pilotes. C’est le principe du pilotage externe. En plus des raccordements aux réseau principal, les électrodistributeurs à pilotage externe ont un raccord supplémentaire pour le raccordement de l’air de pilotage externe.

Le distributeur 5/2

Après avoir revu ces fondamentaux technologiques, nous allons pouvoir aborder les fonctions de distributeur : le premier, et plus répandu, c’est le distributeur 5/2. cinq orifices de raccordement et deux positions de travail : idéal pour le pilotage d’un vérin double effet.

Première position : le distributeur est en position initiale. L’arrivée d’air comprimé (port 1) est en relation avec le port 2, lui-même connecté à la culasse avant du vérin. La culasse arrière du vérin est raccordée au port 2, et dans le distributeur, le port 2 est mis en relation avec le port 3, l’échappement. La chambre arrière se vide et la chambre avant se remplit. Le vérin rentre, ou est en position rentrée.

Seconde position : la bobine 14 active le distributeur. L’arrivée d’air comprimé (port 1) est mise en relation avec le port 4, lui-même connecté à la culasse arrière du vérin. La culasse avant du vérin est raccordée au port 4, mis en relation avec le port 5, l’échappement. La chambre avant se vide et la chambre arrière se remplit. Le vérin sort, ou est en position sortie.

Pour les distributeurs 5/2, il existe deux types de rappel en position initiale. Avec un ressort, il s’agit d’un 5/2 monostable, avec une seule bobine. Sinon, on rajoute un second pilote, et le 5/2 est alors bistable, avec 2 bobines.

Comment choisir électrodistributeur
Schéma de distributeur 5/2 monostable

 

Schéma de distributeur 5/2 bistable
Schéma de distributeur 5/2 bistable

Pour savoir lequel choisir, il suffit de se poser la question suivante : Que dois faire mon vérin en cas de coupure électrique ? En cas de coupure électrique, le distributeur monostable revient en position initiale, alors que le distributeur bistable restera à la dernière position commandée.

Le distributeur 5/3

Bien que le 5/2 soit le plus couramment utilisé, le besoin d’avoir des comportements différents pour le vérin en cas de coupure électrique sont apparus. Cela a permis de voir apparaître de nouvelles fonctions de distributeurs : les distributeurs 5/3. Les distributeurs viennent ajouter une troisième position au centre entre les 2 positions déjà utilisées sur un 5/2. Sur ces distributeurs, il y a toujours 2 pilotes et deux ressorts de rappel : les ressorts maintiennent le distributeur en position centrale au repos. Puis chaque bobine appelle une position pour un mouvement de rentrée ou de sortie.

3 types de distributeurs 5/3

Sur les 5/3 il existe trois types de position centrale : le centre à l’échappement, le centre sous pression, le centre fermé.

La position centrale d’un 5/3 avec centre à l’échappement bloque l’arrivée d’air comprimée. Les 2 chambres sont mises à l’échappement. En cas d’aucune activation de bobine, ou de coupure électrique, les 2 chambres du vérin se vident. le vérin n’a  plus aucune pression. Attention, sur un vérin vertical, la tige descendra toujours.

Comment choisir électrodistributeur
Schéma d’un distributeur 5/3 avec centre à l’échappement

Sur la position centrale d’un 5/3 avec centre sous pression, l’air comprimé circule en même temps vers les 2 chambres du vérin. En cas d’aucune activation de bobine, ou de coupure électrique, les 2 chambres du vérin sont sous pression. Avec un vérin à tige, la tige sort. Avec un vérin sans tige, le vérin reste en position.

Comment choisir électrodistributeur
Schéma d’un distributeur 5/3 avec centre sous pression

Sur la position centrale d’un 5/3 avec centre fermé, tous les ports sont bloqués. En cas d’aucune activation de bobine, ou de coupure électrique, les 2 chambres du vérin restent avec la même pression qu’à l’état précédent. Le vérin s’immobilise à sa dernière position.

Comment choisir électrodistributeur
Schéma de distributeur 5/3 avec centre fermé

Le distributeur 3/2

Pour les vérins simple effet, il n’y aura qu’une chambre à remplir pour faire sortir la tige. Le vérin dispose d’un ressort pour revenir en position rentrée. Dans ce cas on utilise un distributeur plus simple : le distributeur 3/2, avec 3 orifices et 2 positions. En position repos : l’arrivée d’air comprimé est bloqué (Port 1) et la chambre du vérin (port 2) est mise à l’échappement (port 3). Quand la bobine est activée, la chambre est mise sous pression et le vérin sort. C’est un distributeur 3/2 Normalement fermé.

Il existe aussi des distributeurs 3/2 Normalement ouvert ou l’arrivée d’air du port 1 est mise en relation avec le port 2 en position repos. Dans ce cas, l’activation de la bobine permet de mettre le port 2 à l’échappement.

Sur les distributeurs 3/2, le retour en position se fait toujours avec un ressort.

Schéma de distributeur 3/2 , Normalement Fermé
Schéma de distributeur 3/2 , Normalement Fermé

Voilà, désormais vous saurez exactement comment choisir son électrodistributeur, celui qui répond le mieux à votre application. Les distributeurs 3/2 et 5/2 monostables s’activent avec 1 bobine, soit un signal électrique. Les 5/2 bistables ainsi que les 5/3 nécessitent 2 bobines, donc 2 signaux électriques. Tout ces signaux électriques correspondent à des sorties tout ou rien sur un automate. Pour en savoir plus sur le raccordement des distributeurs à un automate, je vous invite à lire cet article.

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1 commentaire

Tasse 24 décembre 2020 at 12 h 20 min

On voit là tout l’intérêt de la “Pneumatique intelligente” – une base unique configurable avec différentes Apps fonctions. Qui plus est, avec possibilité d’intégrer des algorithmes de fonctionnement dans certaines de ces Apps (régulation vitesse, débit, positionnement…etc).

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