WO2002066268A1 - Demande de brevet d'invention - Google Patents

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WO2002066268A1
WO2002066268A1 PCT/FR2002/000596 FR0200596W WO02066268A1 WO 2002066268 A1 WO2002066268 A1 WO 2002066268A1 FR 0200596 W FR0200596 W FR 0200596W WO 02066268 A1 WO02066268 A1 WO 02066268A1
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pressure
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pneumatic
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Henri Beau
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Syegon (Sarl)
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    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/20—Check valves specially designed for inflatable bodies, e.g. tyres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/001—Devices for manually or automatically controlling or distributing tyre pressure whilst the vehicle is moving
    • B60C23/003—Devices for manually or automatically controlling or distributing tyre pressure whilst the vehicle is moving comprising rotational joints between vehicle-mounted pressure sources and the tyres
    • B60C23/00354—Details of valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
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    • B60C23/003—Devices for manually or automatically controlling or distributing tyre pressure whilst the vehicle is moving comprising rotational joints between vehicle-mounted pressure sources and the tyres
    • B60C23/00372—Devices for manually or automatically controlling or distributing tyre pressure whilst the vehicle is moving comprising rotational joints between vehicle-mounted pressure sources and the tyres characterised by fluid diagrams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
    • F16K31/365—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor the fluid acting on a diaphragm
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/3584—Inflatable article [e.g., tire filling chuck and/or stem]

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of devices for remote control of the inflation and deflation of a capacity from a gaseous fluid under pressure and it aims, more particularly, at the remote control of the internal pressure of a tire on a wheel of a motor vehicle.
  • patent EP-0 296 017 describes a pneumatic piloted valve comprising a membrane connected to a controlled valve and held between a half-body and a grooved crown delimiting with the half-body a pilot chamber and with the grooved crown a chamber exhaust, the latter communicating with a bore opening into the capacity, the pilot chamber being subjected to a pressure-vacuum circuit through a tube, said controlled valve pushing the membrane in closing of the bore and incorporating coaxially a non-return valve.
  • Such a valve is satisfactory but suffers from a number of drawbacks. Indeed, this valve is difficult to use for agricultural type vehicles whose tires must be able to operate at relatively low pressures. Low pressure means pressure less than 10 5 Pa. This state of affairs is consecutive to the lack of tightness of the non-return valve, the forces depending on the low pressure retained in the capacity are not sufficient to perfect the contact between a ball and the seat of the non-return valve. .
  • the object of the present invention is therefore to solve the drawbacks mentioned above by providing a device which is perfectly reliable and usable over a wide pressure range.
  • the subject of the invention is therefore a piloted pneumatic valve, intended for the remote control of the inflation and deflation of a capacity, comprising a membrane held between a half-body and a grooved crown delimiting with the half-body a chamber of piloting and with the grooved crown an exhaust chamber, the latter communicating on the one hand with a bore opening into the capacity and on the other hand with the pilot chamber by means of a non-return valve housed in a body, the piloting chamber being in relation to a pressure-vacuum circuit through a tube, said controlled valve being linked to the membrane when the bore is closed, characterized in that it comprises mechanical means ensuring the opening of the non-return valve in addition to the pressure action to obtain an opening at low pressure of said valve.
  • the valve comprises an elastic element for holding the non-return valve in the closed position.
  • the elastic retaining element is of the spring type, one end of which is supported on the non-return valve and the other which is supported on the body .
  • the mechanical control means comprises a system for opening the non-return valve controlled by the membrane.
  • the opening system consists of a bridge fixed to the membrane and a finger disposed opposite the valve.
  • the mechanical means ensures the centering of the valve.
  • the invention also relates to an installation for remote control of the inflation and deflation of a capacity comprising a pipe connecting the tubing of the pilot chamber to two branches leading, respectively, to a pressure-vacuum source, a control valve selective placed on each branch and a pressure gauge (M) arranged on the line between the valve and the distributors, comprising a pneumatic piloted valve as defined above.
  • An advantage of the valve according to the invention lies in perfect control of the seal at low pressure while retaining the advantages of the valve of the patent mentioned above, that is to say compactness and low cost, while ensuring.
  • Another advantage lies in the increased service life of the valve according to the invention.
  • FIG. 3 is a partial view of a second embodiment of the non-return valve of the valve according to the invention, '
  • the body 22 takes the form of a tube provided with a circular heel with an outside diameter greater than that of the tube.
  • the membrane 18, the body 22 and the opening system 28 thus form a unitary assembly of a low cost which can be easily stored, handled, assembled and disassembled.
  • the operating pressure limit at low pressure is fixed by the relative dimensioning of the components of the valve. It depends on the force provided by the spring return element of the valve and the active surface and on the efficiency of the membrane (yield).
  • the operating limit pressure is 10 4 Pa.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention concerne une valve pneumatique pilotée, destinée à la commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité (2), comprenant une membrane (18) maintenue entre un demi-corps (15) et une couronne (16) rainurée délimitant avec le demi-corps une chambre de pilotage (19) et avec la couronne rainurée une chambre d'échappement (20), cette dernière communiquant d'une part avec un alésage (2a) débouchant dans la capacité (2) et d'autre part avec la chambre de pilotage (19) par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (32) logé dans un corps (22), la chambre de pilotage (19) étant en relation avec un circuit (3) de pression-dépression au travers d'une tubulure (26), ledit clapet asservi (32) poussant la membrane (18) en fermeture de l'alésage. La valve comprend un moyen mécanique (28), commandé par la membrane, assurant l'ouverture du clapet anti-retour (32) en complément de l'action de la pression pour obtenir une ouverture à basse pression dudit clapet. Le moyen est constitué d'un pont (29) fixé à la membrane (18) et d'un doigt (30) disposé en regard du clapet. Application au contrôle basse pression des pneumatiques.

Description

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs de contrôle à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité à partir d'un fluide gazeux sous pression et elle vise, plus particulièrement, le contrôle à distance de la pression interne d'un pneumatique d'une roue d'un véhicule automobile.
Dans le domaine d'application préféré ci-dessus, on sait qu'il est parfois utile 'de pouvoir contrôler à distance la pression de gonflage des pneumatiques d'un véhicule, de manière à pouvoir adapter la portance de ces derniers en fonction de l'état du sol sur lequel se déplace le véhicule. Ceci est, en particulier, le cas des véhicules tout terrain qui doivent pouvoir progresser dans les meilleures conditions sur des natures de sol en changement continuel tels des sols durs, caillouteux ou meubles. Cette adaptation doit pouvoir se faire sans que le conducteur soit astreint à interrompre sa progression pour effectuer, de façon manuelle lorsque le véhicule est à l'arrêt, un réglage ou un contrôle de la pression interne des pneumatiques du véhicule.
Ainsi, le brevet EP-0 296 017 décrit une valve pneumatique pilotée comprenant une membrane reliée à un clapet asservi et maintenue entre un demi-corps et une couronne rainurée délimitant avec le demi-corps une chambre de pilotage et avec la couronne rainurée une chambre d'échappement, cette dernière communiquant avec un alésage débouchant dans la capacité, la chambre de pilotage étant soumise à un circuit de pression-dépression au travers d'une tubulure, ledit clapet asservi poussant la membrane en fermeture de l'alésage et incorporant coaxialement un clapet anti-retour. Une telle valve donne satisfaction mais souffre d'un certain nombre d'inconvénients. En effet, cette valve est difficile à utiliser pour les véhicules de type agricoles dont les pneumatiques doivent pouvoir fonctionner à des pressions relativement faibles. On entend par pression faible une pression inférieure à 105 Pa. Cet état de fait est consécutif à l'absence d'étanchéité du clapet anti-retour, les forces dépendant de la faible pression retenue dans la capacité ne suffisent pas pour parfaire le contact entre une bille et le siège du clapet anti-retour.
De plus, dans le cas d'un montage de la valve en position excentrée sur la roue, la force centrifuge agit sur la bille du clapet anti-retour et perturbe la fermeture de celui-ci provoquant un dégonflage progressif du pneumatique.
En outre, l'utilisation répétée de cette valve révèle un affaiblissement de la membrane.
Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients précédemment cités en fournissant un dispositif parfaitement fiable et utilisable sur une large plage de pression.
L'invention a donc pour objet une valve pneumatique pilotée, destinée à la commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité, comprenant une membrane maintenue entre un demi-corps et une couronne rainurée délimitant avec le demi-corps une chambre de pilotage et avec la couronne rainurée une chambre d'échappement, cette dernière communiquant d'une part avec un alésage débouchant dans la capacité et d'autre part avec la chambre de pilotage par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour logé dans un corps, la chambre de pilotage étant en relation avec un circuit de pression-dépression au travers d'une tubulure, ledit clapet asservi étant lié à la membrane lors de la fermeture de l'alésage, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen mécanique assurant l'ouverture du clapet anti-retour en complément de l'action de la pression pour obtenir une ouverture à basse pression dudit clapet.
Selon une caractéristique, la valve comprend un élément élastique de maintien du clapet anti-retour en position fermée.
Selon une autre caractéristique, l'élément élastique de maintien est du type ressort dont une extrémité est en appui sur le clapet anti-retour et l'autre en appui sur le corps .
Selon encore une caractéristique, le moyen mécanique de commande comprend un système d' ouverture du clapet antiretour commandé par la membrane. Avantageusement, le système d'ouverture est constitué d'un pont fixé à la membrane et d'un doigt disposé en regard du clapet.
Avantageusement, le clapet anti-retour est du type à bille ou à piston tronconique. Selon encore une caractéristique, la surface de liaison entre le pont et la membrane assure une limitation de la déformation de ladite membrane.
Selon encore une caractéristique, le moyen mécanique assure le centrage du clapet. L'invention vise également une installation de commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité comprenant une canalisation reliant la tubulure de la chambre de pilotage à deux dérivations menant, respectivement, à une source de pression-dépression, un distributeur à commande sélective placé sur chaque dérivation et un manomètre (M) disposé sur la ligne entre la valve et les distributeurs, comprenant une valve pneumatique pilotée telle que définie précédemment.
Un avantage de la valve selon l'invention réside un contrôle parfait de l'étanchéité à basse pression tout en conservant les avantages de la valve du brevet mentionné précédemment, c'est-à-dire compacité et faible coût, tout en assurant.
Un autre avantage réside dans l'augmentation de durée de vie de la valve selon l'invention.
Un autre avantage encore réside dans la possibilité d'un équilibrage des pressions entre deux pneus lors des phases de mesure. Cette possibilité trouve son intérêt dans le cas où on traite essieu par essieu. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture du complément de description donné ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique illustrant un exemple d'installation de l'objet de l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe montrant la valve conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation du clapet anti-retour.
- la figure 3 est une vue partielle d'un second mode de réalisation du clapet anti-retour de la valve selon l'invention, '
On a représenté sur la figure 1 une valve pneumatique selon l'invention, désignée par la référence 1, appliquée au contrôle de la pression d'un pneumatique 2 représenté partiellement et monté sur une roue d'un véhicule automobile non représenté. La valve 1 est raccordée à un circuit de pression-dépression 3 par tout moyen, comme par exemple, une structure à joint tournant intégrée dans l'axe de la roue décrit dans le brevet EP-0 296 017. L' installation de pilotage 3 comprend une canalisation 4 de circulation de fluide qui se sépare en deux dérivations 5 et 6 reliées chacune à un distributeur 7 et 8, avantageusement à commande sélective. Les distributeurs 7 et 8 sont raccordés respectivement à une source de distribution de fluide sous pression 9 ou à une source de mise en dépression 10. A titre illustratif, la source de pression 9 pourra être un accumulateur d'air comprimé ou un compresseur alors que la source de dépression 10 sera, par exemple, une trompe à vide 11 susceptible d'être alimentée par la source de pression 9 au moyen d'une canalisation 12 contrôlée par un robinet 13.
Il va de soi que l'installation décrite ci-dessus n'est donnée qu'à titre d'exemple, car des circuits plus complexes, à même d'assumer d'autres fonctions, peuvent également être prévus. Il peut aussi être envisagé de réaliser une telle installation pour le pilotage à distance de chaque roue individuellement d' un véhicule automobile ou d' un groupe de ces roues ou encore de la totalité de ces dernières .
La valve pneumatique pilotée 1, illustrée plus en détail sur la figure 2, est constituée d'un corps 14 de gonflage et dégonflage. Ce corps 14 est séparé en deux parties : un demi-corps 15 et une couronne rainurée 16, fabriqués en toute matière appropriée, assemblés de façon démontable ou non, face contre face et usinés pour délimiter ensembles une cavité 17. Le demi-corps 15 et la couronne rainurée 16 sont réalisés pour pincer une membrane 18 déformable divisant la cavité 17 en deux chambres respectivement 19 et 20, respectivement de pilotage et d'échappement. La membrane 18 est rendue solidaire selon l'invention, au niveau de sa "partie déformable, d'un système d'ouverture 28 de la valve. Ce dernier prend la forme générale d'un pont 29 sur lequel on a solidarisé un doigt de poussée 30. Ce pont 29 est lié à la membrane 18, par exemple par deux rivets 31, dont l'utilité en temps que limiteur de déformation sera décrite ci-après.
Dans la chambre de pilotage 19 est placé un clapet asservi 21 assemblé, par exemple par surmoulage, avec la membrane 18. Ce clapet asservi 21 est constitué d'un corps 22 solidaire de la membrane 18 et soumis aux efforts d'un ressort 23 qui entoure extérieurement le corps 22. Ce ressort 23 se trouve en appui d'un côté sur la face interne du demi-corps 15 délimitant la cavité 17 et de l'autre sur un chapeau 39a entourant le corps 22. Ce chapeau se présente sous la forme d'un élément tubulaire débouchant à une extrémité duquel est prévu un épaulement 39c de diamètre extérieur supérieur au diamètre de l'élément tubulaire. Cet épaulement comporte deux ajournements axiaux 39b de dimension nécessaire et suffisante pour permettre le déplacement du système d'ouverture 28. Dans le plan de la figure, le ressort 23 est en appui sur la face supérieure de 1 ' épaulement 39c. L'extrémité inférieure du chapeau 39a est en appui sur un talon du corps 22.
Le demi-corps 15 et la couronne rainurée 16 forment un ensemble compact, de faible hauteur qui peut être intégré dans l'épaisseur d'une jante 24 d'une roue 25. A cette fin, il est avantageux de réaliser une couronne 16 à rainures qui se fixera, directement ou avec interposition d'un joint d' étanchéité, sur la paroi de la jante 24. La couronne à rainures 16 est associée au demi-corps 14, de préférence, mais non exclusivement, et est réalisée par emboutissage et associée, par tout moyen convenable, à une canalisation 26 reliée à la source de pression. La couronne 16 est dite à rainures, car elle présente des ajournements 27 qui permettront au fluide de s'échapper vers l'extérieur lors du dégonflage.
Selon ce mode de réalisation, le corps 22 prend la forme d'un tube muni d'un talon circulaire d'un diamètre extérieur supérieur à celui du tube. La membrane 18, le corps 22 et le système d'ouverture 28 forment ainsi un ensemble unitaire d'un faible coût pouvant être aisément stocké, manipulé, monté et démonté.
Un clapet anti-retour 32 est adapté à l'intérieur du corps 22. A cette fin mais sans que cela soit obligatoire, le corps 22 est pourvu d'une fourrure interne 33 possédant un alésage axial 34 prolongé par un alésage 36 de diamètre inférieur, formant ainsi à leur jonction un siège d'appui tronconique 37. Le clapet anti-retour possède une bille 35 maintenue en appui constant sur le siège 37 par un élément élastique de maintien 38, par exemple un ressort. Ce ressort 38 sera taré de manière d'une part pour assurer une parfaite étanchéité entre la bille 35 sur le siège 37 et d'autre part pour compenser les efforts consécutifs aux accélérations centrifuges.
Sur la figure 3, on a représenté partiellement en coupe le corps 22 équipé d'une autre forme de réalisation du clapet. Dans cette configuration, le corps 22 est dépourvu de fourrure et est muni d'un premier alésage axial 40 prolongé par un second 41 délimitant une surface d'appui 42. Le corps 22 est muni d'un clapet 43 tronconique venant coopérant avec la surface d'appui 42 afin de fermer l'alésage 40 pour interdire le dégonflage du pneu. Le clapet 43 est prolongé par un épaulement 44 coiffé par un ressort 45 exerçant un effort constat sur ce clapet. Comme dans le mode de réalisation précédent, le ressort 45 est disposé sur une collerette du corps 22. Le clapet 43 coopère avec le doigt 30 solidaire du pont 29. Comme expliqué précédemment, le doigt 30 est destiné à décoller le clapet 43 de la surface d'appui afin d'assurer le passage de l'air du pneu vers l'extérieur et ainsi le dégonfler lorsque la membrane 18, non représentée sur cette figure, est actionnée par le ressort 23.
Suivant une réalisation particulière, le doigt 30 pénètre à l'intérieur d'un alésage pratiqué dans le clapet 43 et représenté en pointillé. Cette disposition permet de maintenir le clapet dans une position centrée par rapport à l'alésage 40.
Par la poussée exercée par le doigt 30, on assure une communication entre la capacité 2 et la chambre de pilotage pour équilibrer les pressions lors de la mesure. On assure de cette façon la possibilité de mesurer les basses pressions, inférieures à 105 Pa, jusqu'à une valeur de l'ordre de 0,4.105 Pa. Cette valeur de pression est particulièrement adaptée à une application de la valve dans les engins agricoles. Le ressort 38 renforce l'action de la pression en assurant une étanchéité totale sur toute la plage de pression admissible de la capacité.
Il faut noter que la pression limite de fonctionnement en basse pression est fixée par le dimensionnement relatif des éléments constitutifs de la vanne. Elle dépend de l'effort fourni par l'élément ressort de rappel du clapet et de la surface active et de l'efficacité de la membrane (rendement). A titre d'illustration, pour une vanne équipée d'un ressort fournissant un effort de 5 N (compensant 1000 g pour un clapet de masse 0,5 g) et une membrane de 10 cm2, la pression limite de fonctionnement est de 104 Pa. Ainsi, si on mesure une pression inférieure à cette limite, le résultat est faux par excès à l'intérieur de cette pression limite (Préeiie≈ 0,03 bar et Piue=0,l bar).

Claims

REVENDICATIONS
1. Valve pneumatique pilotée, destinée à la commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité (2), comprenant une membrane (18) maintenue entre un demi-corps (15) et une couronne (16) rainurée délimitant avec le demi- corps une chambre de pilotage (19) et avec la couronne rainurée une chambre d'échappement (20), cette dernière communiquant d'une part avec un alésage (2a) débouchant dans la capacité (2) et d'autre part avec la chambre de pilotage (19) par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (32) logé dans un corps (22), la chambre de pilotage (19) étant en relation avec un circuit (3) de pression- dépression au travers d'une tubulure (26), ledit clapet asservi (32) étant lié à la membrane (18) lors de la fermeture de l'alésage, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen mécanique (28) assurant l'ouverture du clapet anti-retour (32) en complément de l'action de la pression pour obtenir une ouverture à basse pression dudit clapet.
2. Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément élastique
(38) de maintien du clapet anti-retour (32) en position fermée .
3. Valve pneumatique pilotée selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément élastique (38) de maintien est du type ressort dont une extrémité est en appui sur le clapet anti-retour (32) et l'autre en appui sur le corps (22).
4. Valve pneumatique pilotée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen mécanique (28) de commande comprend un système d'ouverture (29, 30) du clapet anti-retour commandé par la membrane.
5. Valve pneumatique pilotée selon la revendication 4, caractérisée en ce que le système d'ouverture est constitué d'un pont (29) fixé à la membrane (18) et d'un doigt (30) disposé en regard du clapet.
6. Valve pneumatique pilotée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (32) est du type à bille (35) ou à piston tronconique (43) .
7. Valve pneumatique pilotée selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de liaison entre le pont (29) et la membrane (18) assure une limitation de la déformation de ladite membrane.
8. Valve pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen mécanique assure le centrage du clapet (32) .
9. Installation de commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité (2) comprenant une canalisation (4) reliant la tubulure de la chambre de pilotage à deux dérivations (5, 6) menant, respectivement, à une source de pression-dépression (9), un distributeur (7, 8) à commande sélective placé sur chaque dérivation et un manomètre (M) disposé sur la ligne entre la valve et les distributeurs, caractérisée en ce qu'elle comprend une valve pneumatique pilotée selon l'une quelconques des revendications précédentes.
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