Le concept d’un distributeur pneumatique se caractérise par un nombre de connexions (orifices) et un nombre de positions de commutation. Dans la description d’un distributeur, le nombre de connexions est toujours notifié en premier, suivi d’une barre oblique et du nombre de positions de commutation. Un distributeur 3/2 classique a donc trois orifices et deux positions de commutation. De la même manière, un distributeur 5/3 a cinq orifices et trois positions de commutation. Les distributeurs les plus utilisés sont les types 3/2, 5/2 et 5/3.
Les différents distributeurs permettent de réaliser diverses fonctions dans un système pneumatique.
Un distributeur 3/2 a trois orifices pour respectivement l’alimentation (1), le travail (2) et l’échappement d’air (3), combiné à deux positions de commutation. Comme une seule sortie de travail est disponible, ce type de distributeur ne peut remplir qu’une chambre avec de l’air comprimé. Ce qui veut dire que le vérin est à simple effet et que la course de retour doit être réalisée mécaniquement, par exemple avec un ressort.
Un distributeur 5/2 a deux positions de commutation mais dispose de deux orifices supplémentaires pour le travail (4) et l’échappement d’air (5). Deux chambres peuvent donc être mises sous pression et à l’échappement, ce qui signifie un contrôle total des deux côtés de l’actionneur. Avec un distributeur 5/2, un mouvement entièrement pneumatique peut être réalisé.
Enfin, le distributeur 5/3 a autant d’orifices que la variante 5/2 mais une position de commutation supplémentaire. Cette position ‘médiane’ offre à la commande une position supplémentaire non desservie. Elle peut être pertinente lors d’applications de sécurité critiques, par exemple
Pour cette position médiane, plusieurs versions sont disponibles :
• La position médiane ‘fermée’ ferme à la fois l’orifice d’alimentation et les orifices de travail. En d’autres termes: l’alimentation en air comprimé ne peut entrer ni sortir, de sorte que le vérin reste dans sa position. Cependant, des fuites internes peuvent entraîner une dépressurisation du vérin au fil du temps.
• La position médiane ‘sous pression’ commute directement les deux orifices de travail sur l’alimentation. Suite à cela, le piston est sous pression des deux côtés, et donc le vérin avec la surface de piston égale est en équilibre. Un vérin avec une surface de piston inégale effectuera une course en position médiane.
• La position médiane ‘à l’échappement’ purge le système lors d’une alimentation fermée. Comme les deux orifices de sortie sont reliés à l’air extérieur, le piston est dépressurisé des deux côtés, et le vérin peut commencer à se déplacer par une faible force externe.
Commande
Outre le nombre de connexions et de positions de commutation, les distributeurs pneumatiques se distinguent aussi par la manière dont a lieu la commande. Il y a ici le choix entre une commande manuelle, mécanique, électrique ou pneumatique. Chaque type de commande a son propre symbole qui est repris dans le schéma de connexion pneumatique du distributeur concerné. Parfois, une combinaison est aussi appliquée, comme une commande manuelle pour lancer un mouvement et un ressort pour ramener le distributeur dans sa position de départ. Dans ce cas, deux symboles sont mentionnés avec le distributeur.
Commande manuelle
La commande manuelle est possible de différentes manières et dépend du type d’application. L’élément de commande doit-il être verrouillé ou laissé dans une certaine position après l’utilisation ? Ou doit-il retourner automatiquement et directement à sa position de départ ? En répondant à ce type de questions, il est possible de définir la bonne solution et d’obtenir le comportement de commutation souhaité.
Commande mécanique
Une commande mécanique ressemble à une commande manuelle mais elle est appliquée en des endroits de la machine où une commande manuelle n’est pas souhaitée. Par exemple une commande de défilement lors de la détection d’un objet sur un tapis roulant.
Commande électrique
Les distributeurs à commande électrique sont largement mis en œuvre dans les machines ayant une commande PLC. Les distributeurs se commandent directement depuis le PLC. Ce distributeur est actuellement le plus utilisé dans la construction de machines.
Commande pneumatique
Enfin, les distributeurs à commande pneumatique se commandent au moyen d’un raccordement d’air séparé. Ceci permet de réaliser des commutations totalement pneumatiques.
La différence entre les distributeurs Normally Closed (NC) et Normally Open (NO) est importante. Le terme indique la position que prend un distributeur lorsqu’il n’est pas actionné. Un distributeur NC ne laisse pas passer d’air en position non actionné : l’orifice est ‘closed’. Un distributeur NO laisse au contraire passer l’air, l’orifice de travail étant mis sous pression en position non desservie.
Ces termes sont déroutants par rapport à la variante électrique où NC signifie que le circuit est fermé et qu’un actionnement a lieu. Pensez aux distributeurs pneumatiques et aux orifices (l’orifice est fermé, l’air ne passe pas, le distributeur ne commute pas) et les modèles électriques avec les ponts (le pont est fermé, le courant peut passer et le composant commute).
Outre le mode de commande, le nombre de commandes a une influence sur la fonction d’un distributeur. Dans ce contexte, nous parlons d’un distributeur à raccordement individuel (monostable) ou à raccordement double (bistable).
Dans le cas des distributeurs monostables, il n’y a qu’une seule commande qui lors de l’actionnement fait commuter le distributeur. Ces distributeurs doivent être desservis pendant le temps de commutation. Si la commande est levée, le distributeur revient automatiquement à sa position de départ par le ressort ou une pression d’air.
Dans le cas d’un distributeur bistable, le retour à la situation de départ est commandé séparément. Ces distributeurs commutent lors d’une commande de courte durée et ne retournent pas en position de départ ; il faut une commande distincte.
Les distributeurs à deux bobines sont parfois considérés comme bistables. Le distributeur 5/3 dans l’illustration ci-dessous possède par exemple deux bobines mais est bien un distributeur monostable. Ceci parce que les deux ressorts de rappel ramènent le distributeur en position hors tension vers la position de sortie initiale (= position médiane).