Brevet FR2137410A1 — publié le 19721229

i 2137410 La présente invention se rapporte à -une servo-commande à moteur pour robinets à soupape ou vannes, avec arrêt de fia de course en fonction de la poussée exercée sur une tige de manoeuvre 9 servo-commande dans laquelle une tige de manoeuvre .immobilisée en 5 rotation et accouplée a,vec 1 ' obturateur est mobile en translation axiale sous l'action d'un système vis-écrou associé, comportant un élément qui, relié rigidement à une roue dentée d'entraînement, peut être entraîné en rotation par un moteur et est monté sur une partie cylindrique par des roulements à billes qui s'appuient con-10 tre deux parois parallèles du carter, sont montés en translation longitudinale sur la partie cylindrique et peuvent être appuyés par des lames de ressort intermédiaires, coudées en U, contre des contre-appuis associés de l'élément tournant du système vis-écrou, lequel élément est déplaçable sous l'action de la force de poussée agissant 13 sur la tige de manoeuvre et peut être accouplé automatiquement, après une course de déplacement courte, prédéterminée, avec un organe d1actionnement monté de manière à pouvoir tourner librement par rapport à cet élément et susceptible d'être entraîné dans le sens de rotation, cet organe d*actionnement pouvant commander un mécanisme 20 d'arrêt de fin de course en fonction du mouvement d'entraînement en rotation. Une servo-commande à moteur ayant ces caractéristiques a déjà été décrite dans le brevet français n° 70 32 966 de la demanderesse. Dans cette servo-commande, l'élément du système vis-écrou, 25 entraîné en rotation par un moteur, est réalisé sous la forme d'un écrou relié rigidement à la roue dentée d'entraînement disposée entre les deux roulements à billes. Dans cet agencement, on prévoit, sur la partie cylindrique de 1'écrou, s'étendant de part et d'autre de la roue dentée d'entraînement, sur chaque côté de 1 'écrou, un 30 organe d'actionnement réalisé sous la forme d'une douille élastique, dont la longueur axiale est .inférieure d'une valeur prédéterminée à la distance entre la roue dentée d'entraînement et la surface frontale de la bague intérieure du roulement à billes associé. Entre la douille et la roue dentée d'entraînement est disposé, sur chaque 35 côté de cette roue dentée, un disque annulaire à came qui, lors du déplacement de 1'écrou, peut être accouplé automatiquement avec la roue dentée d'entraînement, ce qui fait que le disque annulaire à came se trouve entraîné et actionne un mécanisme d'arrêt de fin de course associé pourvu d'un arbre de commande sortant du carter 40 et s'étendant parallèlement à la tige de manoeuvre, cet arbre de 71 33589 2 2137410 commande portant m bras d'actionnement qui coopère avec le mécanisme d'arrêt de fin de course monté sur une plaque disposée au-dessus du carter. Pour obtenir la même précision d'arrêt dans les deux sens 5 de rotation, il est nécessaire, dans cette servo-commande, que les deux douilles insérées entre la roue dentée d'entraînement et les roulements à billes aient le même jeu axial. Cela impose des exigences sévères à la précision de fabrication. la présente invention vise à perfectionner une servo-comman-10 de de ce type de manière que la précision d'arrêt soit accrue et que l'ensemble de la construction soit sensiblement simplifié. Selon l'invention, on obtient ce résultat par me servocommande caractérisée par le fait que sur la partie cylindrique de l'élément entraîné du système vis-écrou est disposée, entre les 15 deux roulements à billes, une unique douille dont la longueur axiale est légèrement inférieure à la distance entre les surfaces frontales des bagues intérieures des deux roulements à billes et qui porte sur sa surface périphérique extérieure au moins un premier segment de came par lequel peuvent être actionnés les interrup-20 teurs de fîû de course.. Le fait quiune unique douille montée en rotation libre sur la partie cylindrique de l'élément entraîné du système vis-écrou est prévue entre les deux roulements à billes assure en principe que le même jeu axial existe, dans les deux sens de rotation, 25 entre la douille et la bague intérieure du roulement à billes correspondant, de sorte que l'on obtient dans tous les cas la même précision d'arrêt et que, dans les deux positions extrêmes, exactement la même force d'arrêt agit sur la tige de manoeuvre. La suppression des disques annulaires à came supplémen-30 taires et de l'arbre de commande sortant du carter permet une simplification sensible de l'ensemble de la construction de la servo-commande. Pour certaines applications, il est nécessaire que lors de l'arrêt de fin de course de la servo-commande se produise en 35. même temps l'arrêt de systèmes d'entraînement auxiliaires, par exemple de pompes, et il faut alors que ces systèmes d'entraînement auxiliaires puissent être mis au repos quelque peu plus tôt que la servo-commande. Ce résultat peut être obtenu par le fait que la douille porte au moins un second segment de came disposé à 40 une hauteur différente et décalé radialement par rapport au premier 71 33589 3 2137410 .segment de came, des interrupteurs d'actionnement étant associés à ce second segment de came. On obtient un encombrement particulière-, ment réduit dans le cas où les interrupteurs sont disposés dans le carter, entre les roulements à billes, le carter étant divisé dans 5 la zone des interrupteurs, de sorte que ces derniers soient aisément accessibles. Il est également avantageux que les roulements à billes soient montés dans des logements en forme de godet, immobilisés en rotation dans les parois associées du carter. Ces logements peuvent être fabriqués d'une manière particulièrement simple sous la forme 10 de pièces de tôle embouties, ce qui facilite encore davantage la fabrication et le montage. La roue dentée d'entraînement est avantageusement reliée à l'élément entraîné du système vis-écrou, en étant située à l'extérieur des deux roulements à billes. Le moteur d'entraînement associé peut être placé ainsi dans un compartiment par-15 ticulier du carter, situé à côté du compartiment renfermant les interrupteurs . Le dessin annexé représente schématiquement un exemple de réalisation non limitatif de l'objet de l'invention; sur ce dessins la figure 1 est une coupe axiale d'une servo-commande 20 conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 1; la figure 4 est une vue en élévation latérale, à une autre échelle, de l'organe d*actionnement de la servo-commande de la 25 figure lj la figure 5 est une .vue en plan de l'organe d'actionnement de la figure 4« La servo-commande représentée sur les figures 1 à 3 est disposée dans un carter 1; -élle comporte une tige de i inoeuvre 2 50 immobilisée en rotation, accouplée avec un obturateur non représenté et pourvue d'un trou avec taraudage 3 qui coopère avec un élément entraîné en rotation, réalisé sous la forme d'un arbre 4 comportant une partie filetée 5. L'arbre 4 est solidaire d'une roue dentée d'entraînement 6 qui engrène avec le pignon 7 d'un 35 moteur d'entraînement électrique 8 disposé dans le carter 1. La tige de manoeuvre 2 est ainsi reliée à l'arbre 4 en passant par un système vis-écrou, de sorte que la tige de manoeuvre 2,se trouve i animée d'un mouvement de translation axial lors de la rotation de ' l'arbre 4. La tige de manoeuvre 2 est guidée dans un palier 9 for-40 mé sur le carter 1, tandis que le carter 1 lui-même se compose de 71 33589 4 2137410 deux parties ou moitiés de carter la, lb identiques, qui sont reliées entre elles au moyen d'éléments d'assemblage non représentés, sous la forme de vis ou d'éléments analogues, et dont le plan de joint symétrique apparaît en 10 sur les figures 2 et 3. Le plan de 5 joint 10 passe par l'axe de l'arbre 4. Sur la partie cylindrique 11 de l'arbre 4 sont montés en translation longitudinale deux roulements à billes 12, 13 susceptibles d'être appuyés unilatéralement contre des contre-appuis 14, 15, le contre-appui 15 étant formé par un segment d'arrêt, tandis que le 10 contre-appui 14 se présente sous la forme d'un épaulement d'arbre ou d'un anneau monté sur l'arbre. Le contre-appui 14 fait directement suite à la roue dentée d'entraînement 6 située à l'extérieur des deux roulements à billes 12, 13. Les deux roulements à billes 12, 13 sont montés dans des 15 logements 16, 17 essentiellement en forme de godet, ces logements pouvant être réalisés en tant que pièces de tôle embouties et étant immobilisés en rotation dans deux parois parallèles 18, 19 du carter • A cet effet, les logements 16, 17 comportent un collet 20, 21 de forme rectangulaire, s'engageant dans un creux 22, 23 de forme 20 correspondante de la paroi ou cloison 18, 19• Entre les deux roulements à billes 12, 13, une douille 24 réalisée par exemple en "Vu!frollan" est montée en rotation libre sur la partie cylindrique 11 de l'arbre 4, cette douille constituant l'organe d'actionnement pour le mécanisme d'arrêt de fin de course 25 qui reste encore à décrire et sa longueur axiale étant légèrement inférieure, d'une valeur déterminée, à la distance entre les surfaces frontales des bagues intérieures 12a, 13a des deux roulements à billes 12, 13. Sur sa surface périphérique extérieure, la douille 24 porte, de la manière visible sur les figures 4 et 5, deux seg-30 ments de came 25, 260, le premier segment de came 25 coopérant directement avec deux interrupteurs de fin de course 26, 27 dont les organes de commande sont référencés 26a, 27a, tandis que le second segment de came 260 disposé à une autre hauteur coopère avec deux interrupteurs 28, 29 comportant des organes de commande 28a, 29a. 35 Comme le montre la figure 5, le premier segment de came 25 et le second segment de came 260 sont décalés radialement l'un par rapport à l'autre, de telle sorte qu'en cas de rotation de la douille 24, les interrupteurs 28, 29 soient actionnés avant les interrupteurs 26, 27. 40 Entre les deux roulements à billes 12, 13 est disposée 71 33589 5 2137410 •une lame de ressort 270 essentiellement en U, dont les ailes sont fendues, de la. manière visible sur les figures 2 et 3, pour constituer chacune deux bras de ressort 270a, 270b qui s'appliquent contre les bagues extérieures 12b, 13b des roulements à billes 12» 13 et 5 poussent ces derniers vers l'extérieur dans les logements 16. 17. Les interrupteurs 26 à 29 sont disposés entre les deux roulements à billes 12, 13, partiellement à l'intérieur de l'espace libre délimité par la lame de ressort 270. Après enlèvement d'une des moitiés de carter la, lb9 ces 10 interrupteurs sont librement accessibles, comme cela apparaît clairement sur la figure 3. On va décrire maintenant le mode de fonctionnement de la servo-commande conforme à l'invention. Lorsque l'obturateur non représenté, mobile en transla-15 tion axiale soub l'action de la tige de manoeuvre 2 entraînée en passant par le système vis-écrou 3, 5, vient s'appliquer sur le siège non représenté, la poussée agissant sur la tige de manoeuvre 2 augmente brusquement. De ce fait, l'élément entraîné du système vis-écrou, constitué par l'arbre 4, commence à se déplacer vers le 20 haut ( fig.l), le oontre-appui 15 étant entraîné par le roulement à billes 13 à 1*encontre de l'effet de la lame de ressort 2700 II s'ensuit que l'organe d*actionnement réalisé sous la forme de la douille 24 se trouve coincé entre les bagues intérieures 12a, 13a des deux roulements à billes 12, 13, de sorte qu'il s'établit auto-25 matiquement un accouplement par frottement entre la dcfuille 24 et l'arbre 4. Ainsi, la douille 24 est entraînée en rotation pair l'arbre 4, ce qui fait que les segments de came 25, 260 se déplacent en direction des organes de commande des interrupteurs 26 à 29. Du fait que le second segment de came 260 est décalé radialement, 30 dans les deux sens de rotation, par rapport au premier segment de came 25, de la manière visible sur les figures 4 et 5, l'un des interrupteurs 28 , 29 est d'abord actionné et arrête un système d'entraînement auxiliaire associé, avant que l'un des interrupteurs de fin de course 26, 27 ne soit actionné par le premier segment de came 35 25. Dans le sens de rotation inverse, l'arrêt de fin de course s'effectue de façon semblable, par suite du déplacement axial de l'autre roulement à billes 12, lorsque la poussée agissant sur la tige de manoeuvre 2 dépasse une valeur prédéterminée par la lame de 40 ressort 270, ce qui se produit lorsque la tige de manoeuvre 2 ou l'obturateur relié à cette tige entre en contact avec une butée déterminant l'ouverture maximale du robinet. 71 33589 6 2137410 BEVENDICATIQNS 1» Servo-commande à moteur pour robinets à soupape ou vannes avec arrêt de fin de course en fonction de la poussée exercée sur une tige de manoeuvre, servo-commande dans laquelle la tige 5 de manoeuvre immobilisée en rotation et accouplée avec l'obturateur est mobile en translation axiale sous l'action d'un système vis-écrou associé, comportant un élément qui, relié rigidement à une roue dentée d'entraînement, peut être entraîné en rotation par un moteur et est monté sur une partie cylindrique par des roulements à billes 10 qui s'appuient contre deux parois parallèles du oarter, sont montés en translation longitudinale sur la partie cylindrique et peuvent être appuyés par des lames de ressort intermédiaires, ooudées en U, contre des contre-appuis associés de l'élément tournant du système vis-écrou, lequel élément est déplaçable sous l'aotion de la force 15 de poussée agissant sur la tige de manoeuvre et peut être accouplé automatiquement, après une course de déplacement courte» prédéterminée, ^ec^un^^organe d'actionnement monté de manière à pouvoir tourne^^^FT^Jîïort à cet élément et susceptible d'être entraîné dans le sens de rotation, cet organe d'aotlonnement pouvant comman-20 der un mécanisme d'arrêt de fin de course en fonotipn du mouvement d'entraînement en rotation, caractérisée par le fait qu'une unique douille est disposée, entre les deux roulements à billes, sur la partie cylindrique de l'élément entraîné du système vis-écrou, douille dont la longueur axiale est légèrement inférieure à la * distance entre les surfaces frontales des bagues Intérieures des deux roulements à billes et qui porte, sur sa surface périphérique extérieure, au moins tin premier segment de came susceptible d'actionner les interrupteurs de fin de course. 2« Servo-commande suivant la revendication 1, oaraotéri-30 ttéë par le fait que la douille porte au moins un second segment de 6*m disposé à uns hauteur différente,décalé radialement par rapport au premier segment de came et coopérant avec des interrupteurs d'actioanement, Servo-commande suivant la revendioatlon 1 ou S, 35 caractérisée par le fait que les interrupteurs «ont disposés dans le carter entre les roulements k billes, et que le carter est divisé dans la aone des interrupteurs pour pouvoir êtré ouvert» 4i Servo-ôofflffiaMe suivant la revendioàtlen 1, caractérisé par le fait que les roulements à billes sont montés dans des 40 logeants en forme de godet, immobilisés en rotation dans les pa 71 33589 7 2137410 rois associées du carter. 5. Servo-commande suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la roue dentée d'entraînement est reliée à l'élément entraîné du système vis-écrou en étant située à l'extérieur des deux roulements à billes.