Brevet FR2085620A1 — publié le 19711224

i 2085620 la présente invention a pour objet un organe de réglage redondant électrohydraulique, destiné à actionner les plans stabilisateurs et gouvernails d'avions et dont les signaux d'entrée électrique émanent du pilote ou du régulateur et/ou du système de stabi-5 lisation, organe de réglage qui est composé d'une valve pilote, d1 une valve de commande-principale et d'un servomoteur à rappel mécanique, plusieurs organes de réglage de ce genre étant réunis en une chaîne pour la discrimination d'erreurs. Les organes de réglage servent, par exemple, à la transmis-10 sion par voie électrique des signaux de commandeémanant du pilote et destinés à un gouvernail, système où une discrimination efficace d'erreurs en cas de défaillance d'un organe de réglage est une condition fondamentale» Pour des raisons de sécurité, on réunit donc plusieurs organes de réglage en une chaîne pour s'assurer contre 15 tous les dérangements qui pourraient éventuellement intervenir* les organes de réglage connus fonctionnent tous d'après le principe de la décision majoritaire, ce qui veut dire qu'il faut trois chaînes pour constater une erreur. Dans la plupart des systèues les tiroirs de commande ne sont pas reliés entre eux, mais des dis-20 positifs de synchronisation appropriés sont prévus» On connait une autre disposition des organes de réglage où, d'abord, une seule chaîne fonctionne et où on passe à la deuxième chaîne lorsqu'une erreur intervient. Dans les systèmes où les tiroirs de commande sont reliés, cette laison est rigide ou bien les élé-25 ments individuels des tiroirs de commande sont couplés par des leviers ou des barres de IBaison. ilais & ces systèmes connus s'attache l'inconvénient qu'il faut prévoir des éléments de construction compliqués pour chaque chaîne. Pour les tiroirs de commande à liaison mécanique, c'est-à-dire à liaison à l'aide d'une tige de tiroir 30 fixe, cet inconvénient est particulièrement marqué si les chaînes sont multiples, car les carters sont relativement longs et la fabrication pose des problèmes. Lorsqu'un seul tiroir de commande est grippé, touLe l'installation est bloquée et inutilisable. C'est pourquoi on a déjà pris recours à ce que les enveloppes des diffé-35 rente servovalves soient séparées les urœ des autres et reliées entre elles des conduites. liais cela entraine cet autre incon vénient que les conduites hydrauliques ont tendance à produire des fuites et qufellss risquent de se déranger sous l'effet de vibrations même peu importantes. 40 La présente invention a donc pour objet de réaliser un orÔAD ORIGINAL f i 71 11853 2 2085620 gane de réglage redondant électrohydraulique à l'aide*'"d'un faible nombre de composants électriques, qui permette une simplification du système entier» Une autre condition à remplir est la séparation des carters, les éléments de constructions des différents systèmes hy-5 drauliques doivent présenter -Les enveloppes séparées les unes des autres pour qu'une éventuelle fissure d'une enveloppe ne mène qu'à la défaillance d'un seul de ces systèmes hydrauliques, sans gêner les autres. Une autre exigence à laquelle l'organe de réglage doit répondre consiste en ce que le grippage des tiroirs de commande des 10 étages individuels des ^rvovalves n'entrave pas le bon fonctionnement des autres. - - . Selon l'invention, le but visé, qui consiste à répondre à toutes ces exigences à l'égard des organes de réglage, est atteint du fait qu'une valve à pression différentielle est, montée en aval de 15 chaque valve de commande principale et qu'en synclironisme avec la tige de tiroir du servomoteur une valve de positionnement "y reliée mécaniquement est déplacée, cette valve laissant passer un signal d'interruption chaque fois qu'un mouvement de réglage de la valve à pression différentielle à ïïbù. On-obtient ainsi une discrimination; ■ 20 simple des erreurs sans qu'il faille prévoir plus de deux chaînes à cet effet. Une installation à trois chaînes permet même la détection et compensation de deux erreurs survenues simultanément. l'invention sera décrite avec plus de détails à l'aide du dessin annexé qui en illustre deux formes de réalisation, et dans-25 lequel la fig. 1 est un schéma-d'un organe de réglage conforme à l'invention la fig. 2 est un schéma d'un organe de réglage selon l'invention à" des valves à- pression différentielle couplées. . Gomme il ressort de la fig. 1, l'organe de réglage est cons-30 titué paï un ensemble de tiroirs de commande disposas en tandem. Il comporte une valve pilote 1, une valve de commande principale 2, une valve, à. pression différentielle 3, une valve de positionnement 4, une valve d1intetruption 5, un servomoteur 6, une valve de dérivation 7 et un mécanisme de rappel--9. ' 35 la valve pilote 1 est. constituée par une tuyère 11, qu'un moteur vireur 12 fait pivoter dans certaines limites, le jet éjecté par la tuyère 11 frappe un aiguillage hydraulique 13 et conduit le fluide hydraulique vers les conduites à pression voulues de la valve de commande principale 2. la valve principale de commande 2 se 40 compose des tiroirs de commande 21 qui sont à certains intervalles fjJAD ORIGINAL 71 11853 3 2085620 alignés et fixés sur une "tige de piston 22» Les interstices entre les tiroirs de commande 21 servent de conduites de distrilration annulaires aux fins de la commande. La valve de commande principale 2 contient en outre des chemises de tiroir 23 qui sont disposées de 5 manière à être axialement déplaçables entre le tiroir de commande 21 et le carter. Des ressorts de centrage sont disposés aux extrémités des chemises 23. Ils maintieaanenij6.es chemises 23 constamment dans une position médiane et s * appuient sur le carter de la valve de commande principale 2. La tige de piston 22 fait saillie du carter 10 et sert par ailleurs d'organe de liaison entre les différentes valves de conmaçde principales 2, par exemple s'il s'agit d'une disposition en tandem. Pour éviter de fabriquer des valves de commande principstes 2 d'une longueur excessive lorsqu'il s'agit d'une installation à valves multiples, un accouplement mécanique 26 sert d'organe de rac-15 cord. Cette mesure offre l'avantage qu'il n'est pas indispensable d'aligner avec précision les chemises de tiroir 23 dans l'axe longitudinal, pour ne pas entraver le bon fonctionnement,de l'ensemble de valves par des effets d'excentricité. Une valve à pression différentielle 3 est montée en aval de la valve de commande principale 2. 20 Elle se compose d'un piston de réglage 31i d'une tige de piston 32 et elle comporte des ressorts de centrage 33 qui s'appliquent aux deux faces du piston 31 • Dans le carter, des rainures de coii-iande sont prévues aux endroits correspondants pour permettre les réglages nécessaires. 25 La valve de positionnement 4 se' compose également de pistons de réglage 41 et de la tige de piston 42. Les pistons de réglage 41 sont profits par fraisage de rainures de distribution 44 dans lâ tige de piston. Cette tige de piston sert par ailleurs d'c^-'iie de liaison à d'autres valves de positionnement. A l'une de ses extré-30 mités, la valve de positionnement 4 contient, en outre, un ressort de pression 43 qui met l'autre extrémité de la tige de piston 42, sans jeu, en contact mécanique avec le dispositif de rappel 9 dont il sera encore question plus loin. Une valve d'interruption 5, composée du piston 51, du guidage 52, du ressort de pression 53 et des 35 rainures de distribution 54, est équipé d'un dispositif d'alerte visuel 55 qui entre en fonction automatiquement lorsqu'une erreur ne produit. Enfin, le servomoteur 6 est inscrit au bas des figures en tant qu'élément intégrant de l'organe de réglage. Ce servomoteur se compose d'un piston de travail 61, d'une tige de tiroir 62 4-0 faisant saillie du carter et qui est pourvue d'un dispositif de rap- t BAD ORIGINAL^ * * 71 11853 ♦ 2085620 pel mécanique. "Sa outre, le dispocixiif comporte une valr» de dérivation 7, également composée d'un piston de réglage 71 * d'un guidage 72 et d'un ressort de pression 73» Les repères 95 désignent les conduites d'admission de l'huile hydraulique, les repères 96 la 5 conduite de retour de celle-ci. La valve pilote 1, la valve de positionnement 4 et la tige de tiroir 62 du servomoteur 6 sont reliées à un éi»$e*itiî de rappel mécanique extérieur 9» La tige de tiroir 62 présent» une sua?» facè oblique 63 qui a pour effet que les mouvements de la tige de 10 t iroir 62 sont transmis à la tringle 93, qui est disposée perpendiculairement à la tige 62, si bien que ses mouvements sont orientés à un angle de 90° par rapport à ceux de la tige de tiroir 62« En outre, la tringle 93 présente dans le plan dans lequel la tige de piston 42 de la valve de positionnement 4 s'y applique an® 1-5 surface oblique 63a analogue à la face 63 de la tige 62» mê*# il est prévu à la fin de la tringle 93 une autre surface oblique 6$b qui provoque un déplacement axial de la barre d'accouplement 92» Les ressorts de pression 91, disposés respectivement à l'extrémité le la barre d'accouplement 92 et de la tringle 93 assurent vm. 3r**-20 tour sans jeu de tout le dispositif de rappel. Entre la. val?* pi>» lote .1 et la valve de commande principale 2 se trouve*, encore ma. dispositif de rappel intérieur 94» La fig. 2 représente un- dispositif de réglage en tandem avec des valves à pression différentielle 3 accouplées. Le dieposi-25 tif se compose des mêmes éléments de construction que celui de la fig. 1, à cette exception près que la valve à pression différentielle 3 présente une tige de piston prolongée 32a faite d'une pièce avec la tige de piston de la valve voisine. Cette mesure offre 1' . avantage que seulement aux extrémités extérieures du système des 30 ressorts de centrage 33 doivent être disposés entre les pistons de réglage 31 et le carter. Aux deux extrémités de la tige de piston 32a line partie de celle-ci fait saillie du corps de la valve vers l'extérieur, ces parties étant pourvues de rainures d'arrêt 35 qui qui..sèini fraisées dans la tige et dans lesquelles s'engagent les 35 dispositifs de verrouillage 8. Ce dispositif 8 se compose d'un piston 81 qu'un ressort de pression 82 serre dans une position extrême si la pression dans le carter baisse. Ce faisant, une tige d'arrêt 83 reliée au piston 81 fait saillie du carter et s'engage dans la rainure d'arrêt 35 de la valve à pression différentielle 3. 40 Les organes de réglage illustrés par les deux figures oont BAD qp'SîMAL | 71 11853 5 2085620 réalisés sous forme de dispositifs duplex. Kais il est évident qu1 on peut aussi réunir plusieurs des unités décrites en un seul dispositif de réglage, par exemple un dispositif triplez. A cet effet, il faut simplement prévoir pour la valve à pression différentielle 5 3 un mécanisme de copnande à balance, mais comme ces mécanismes sont connus, il est inutile de le décrire ici avec plus de détails. Si line erreur ou défaillance quelconque intervient dans le fonctionnement d'un organe de réglage, il est nécessaire que la décision de couper la chaîne défaillante soit prise. Pour que, en 10 cas de grippage d'un des tiroirs de commande 21, l'ensemble des tiroirs ne se bloque pas, les chemises 23'des tiroirs sont logées dans le carter de manière à être axialement mobiles et elles sont retenues dans leur position avec une certaine force par les ressorts 21, Si la force de frottement entre le tiroir de commande 21 15 et la chemise 23 croît au-delà de la force qui retient la chemise 23 dans le corps de la valve, la chemise se déplace. Oeci permet à l'ensemble des tiroirs de commande de continuer son mouvement et l'autre chaîne peut continuer à fonctionner.Le déplacement de la chemise 23 dans le corps de la valve ou carter provoque la coupure 20 de l'alimentation en fluide hydraulique de la chaîne défaillante. la valve à pression différentielle 3 communique avec les deux chambres extrêmes de la valve de commande principale 2, Les différences entre les pressions régnant dans ces chambres provoquent les déplacements de la valve de coraraande principale 2. Une faible 25 différence de pression suffit pour l'actionnement de la valve de commande principale 2 pourvu que la valve pilote fonctionne en synchronisme. Les ressorts de centrag#- 33 de la valve à pression différentielle 3 sont si forts que cette valve ne quitte pas sa position médian» sous l'influence des faibles différences de pression inter-30 venant pendant le fonctionnement normal (et qui peuvent même être dues à de faibles fluctuations du signal d'entrée). Les moteurs vireurs 12 de la valve pilote se trouvent dans un état d'équilibre entre le cotiple de rotation électrique et le couple de rotation dû au mécanisme de rappel 9. Si l'une dos chaînes reste sans courant 35 (signal zéro), l'équilibre est rompu'.dans cette chaîne parce que le moment de rotation électrique est supprimé et une tuyère 11 dévie vers la droite ou vers la gauche en fonction de la position du piston de travail 61 du servomoteur 6. Ce pivotement de la tuyère provoque un déplacement du tiroir de commande 21 de la valve de com-40 jande principale 2, et par suite la tuyère 11 de la chaîne intacte BAD ORIGINAL * 71 11853 ,6 2085620 est amenée par le dispositif de rappel intérieur 94 à pivoter dans le sens contraire à celui du mouvement de l'autre tuyère 11. Ceci entraîne -une différence de pression dans les chambres de la valve de commande principale 2 de la chaîne intacte, qui s'oppose au déplace-5 ment de l'ensemble des tiroirs. Ce mouvement s'arrête lorsque les différences de pression antagonistes des chambres des deux chaînes atteignent tune valeur égale» Ces différences de pression dans les deux chambres sont .sensiblement plus grandes que celles qui interviennent pendant le fonctionnement.normal, étant donné que les 10 tuyères 11 ne sont pas rappelées dans leur, position médiane par le dispositif de rappel 94 prévu entre la valve pilote 1 et la valve de commande principale 2, comme il est le cas pendant le fonctionnement normal, la forte différence de pression a pour effet que les valves à pression différentielle 3 des deux chaînes sont actionnées en sens 15 opposés. la décision, laquelle des deux chaînes est défectueuse est obtenue à.l'aide de la valve de positionnement 4. Cette valve 4 a V* ■ trois positions et c'est le dispositif de rappel mécanique 9 qui l'actionne, ce qui.veut dire qu'elle adopte toujours une position 20 proportionnelle à celle du piston de travail 61 du servomoteur 6« la tuyère 11 de la chaîne défectueuse se déplace sous l'influence du dispositif de rappel aussi dans une position proportionnelle à eelle du piston de travail 61, provoquant ainsi une position proportionnelle des pistons.de réglagé 31 de la valve à pression différentielle 25 3 * tandis .que lairtujrère 11 et la valve à pression différentielle 3 de la chaîne intacte exécutent les mêmes mouvements dans le sens contraire. la valve de positionnement s ne laisse passer un signal de coupure provenant de la valve à pression différentielle .3 que si ce signal a le même sens de mouvement qu'elle-même, donc un signal pro-30 venant dê la chaîne -défectueuse. Il incombe aux valves d'interruption 5 d'arrêter l'alimentation en .huile hydraulique des différentes chaînes en interrompant la conduite d'admission 95 de l'huile hydraulique si une défèctùosité est intèrvenue et a été détectée. Elles ne quittent la position 35 "alimentation hydraulique coupée" que lorsque la pression dans le système hydraulique de la chaîne défectueuse est entièrement retombée. les valv-es de dérivation 7 ont la fonction de faire communiquer entre elles les chambres du cylindre du servomoteur 6, loraqu' 40 une chaîne a été déconnectée ou lorsque l'alimentation en huile sous * BAD ORIGINAL 71 11853 7 2085620 pression vient à manquer, pour que la chaîne intacte ne soit pas •bloquée par la chaîne défectueuse. lia fig. 2 illustre une variante de la valve à pression différentielle 3. Aux fins de la détection des défaillances chaque 5 chaîne contient une valve à pression différentielle 3 et une valve de positionnement 4, cette dernière étant identique à celle de la réalisation selon fig» 1® Ses valves à pression différentielle 3 sont soumises, tout comme la -ralve de commande principale, à Isurs facss exprimes h la pression régnant dans les ckamcres, et élis s 10 sont mécaniquement reliées entre elles= Cependant elles sont raccordées de telle façon aux valves de coianande principales 2 que les différences de pression qui agissent sur ces dernières dans le même sens, agissent dans les valves à pression différentielle 3 dans les deux sens coatraires, ce qui veut dire qu'au cours du fonctionnement 15 normal, les valves à pression différentielle 3 sont soumises à des forces de grandeur égale et de sens opposé qui s'annulent mutuellement» Pour que les valves à pression différentielle 3 ne changent pas de position, sous l'influence de faibles différences des signaux 23îmtrte dont pourraient résulter des forças légèrement différentes •-*3D ot -icac ans résultante relativement f allais qui. agirait sur ".5-3 valves ses dernières sont centrées Sans -mie position nerrsre par âo res-" sorts 53 présentant une certains tension initialeo Si le siarnal sst aal dans une dss chaînes, il règne dans la valve de commande principale £ des pressions différentielles agissant en des sens con-25 traires» Ï1 en résulte pour la valve à pression différentielle 3 des forces qui agissent dans le même sens. Il s'ensuit un déplacement de l'ensemble dés tiroirs auquel appartient la valve à pression différentielle 3. le sens du mouvement dépend de la position du piston de travail 61 et de la chaîne dans laquelle la défaillance a lieu» la 30 valve de positionnement 4 9-e laisse passer que le signal de coupure provenant de la chaîne défectueuse, comme on l'a expliqué pour la fig. 1. la coupure de la pression dans la chaîne défectueuse mène au déclenchement du dispositif de verrouillage 8 de l'a valve à pression différentielle 3, ce qui met cette valve dans sa position 35 médiane et l'y retient. Ce verrouillage est nécessaire parce que la coupure d'une des chaînes rompt l'équilibre de la valve à pression différentielle 3 ce qui mènerait sans ce verrouillage aussi à la coupure de la chaîne intacte. Au cas de la réuni on de plusieurs chaînes il est avanta-40 geux de prévoir des accouplements 26, tels qu'on les a décrits pour BAD ORIGINAL ' 71 11853 8 2085620 la valve de commande principale 2 selon fig. 1, et de les disposer entre les tiges de piston des différentes valves, telles que les. valves à pression différentielle 3 ou les valves de positionnement 4. 5 la forme de réalisation des organes de réglage électro-hydrau liques redondants décrite ci-dessus assure la détection immédiate des défaillances qui interviennent dans un système duplex ainsi que la mise en oeuvre automatique de mesures de compensation, sans que 1* efficacité de l'organe de réglage n'en souffre* BAD ORIGINAL ' 71 11Ô53 9 2085620 tsmanomoBB 1. Organe de réglage redondant électro-hydraulique destiné à actionner les plan stabilisateurs, gouvernails ou autres éléments de pilotage pour les avions, organe dont les signaux d'entrée électriques émanent du pilote ou du régulateur et/ou du système de 5 stabilisation, et qui est composé d'une valve pilote, d'une valve de commande principale et d'un servomoteur à rappel mécanique, plusieurs organes de réglage de ce genre étant réunis en une chaîne pour la discrimination d'erreurs, caractérisé en ce qu'une valve à pression difféi-entielle (3) est montée en aval de chaque 10 valve de commande principale (2) et qu'une valve de positionnement (4) reliée mécaniquement à l'ensemble est déplacée en synchronisme avec la tige de tiroir (52) du servomoteur (6), valve de positionnement (4) laissant passer un signal d'interruption chaque fois qu'un mouvement de réglage de la valve à pression 15 différentielle (3) a lieu. 2. Organe de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve à pression différentielle (3) contient un piston de réglage (31) axialement déplaçable et maintenu dans une position médiane par des ressorts de pression (33) qui s'appuient des deux 20 côtés, d'une part contre le fond du piston et d'autre part contre 1'enveloppe cylindrique. 3. Organe de réglage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de coupure est donné hydraulique-ment par l'intermédiaire d'une valve d'interruption (5). 25 4. Organe de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valve de positionnement (4) est couplée mécaniquement avec toutes les atiores valves de positionnement d'une chaîne. 5. Orjane de réglage selon la revendication 1, la revendication 3 30 - ou la revendication 4, caractérisa en ce que, pour la formation d'une chaîne, les valves à pression différentielle (3) sont ac-couplofc ^écanique^ient et que des ressorts de pression (33) sont disposés aux faces extérieures des ciGtons. BAD ORIGINAL *